Python的import機制

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模組與包

在瞭解 import 之前，有兩個概念必須提一下：

• 模組: 一個 .py 檔案就是一個模組（module）
• 包: __init__.py 檔案所在目錄就是包（package）

當然，這隻是極簡版的概念。實際上包是一種特殊的模組，而任何定義了 __path__ 屬性的模組都被當做包。只不過，咱們日常使用中並不需要知道這些。

兩種形式的 import

import 有兩種形式：

• import ...
• from ... import ...

兩者有著很細微的區別，先看幾行代碼。

from string import ascii_lowercaseimport stringimport string.ascii_lowercase

運行後發現最後一行代碼報錯：ImportError: No module named ascii_lowercase，意思是：“找不到叫 ascii_lowercase 的模組”。第 1 行和第 3 行的區別只在於有沒有 from，翻翻文法定義發現有這樣的規則：

• import ... 後面只能是模組或包
• from ... import ... 中，from 後面只能是模組或包，import 後面可以是任何變數

可以簡單的記成：第一個空只能填模組或包，第二個空填啥都行。

import 的搜尋路徑

提問，下面這幾行代碼的輸出結果是多少？

import stringprint(string.ascii_lowercase)

是小寫字母嗎？那可不一定，如果分類樹是這樣的：

./├── foo.py└── string.py

foo.py 所在目錄有叫 string.py 的檔案，結果就不確定了。因為你不知道 import string 到底是 import 了 ./string.py 還是標準庫的 string。為了回答這個問題，我們得瞭解一下 import 是怎麼找到模組的，這個過程比較簡單，只有兩個步驟：

1. 搜尋「內建模組」（built-in module）
2. 搜尋 sys.path 中的路徑

而 sys.path 在初始化時，又會按照順序添加以下路徑：

1. foo.py 所在目錄（如果是軟連結，那麼是真正的 foo.py 所在目錄）或目前的目錄；
2. 環境變數 PYTHONPATH中列出的目錄（類似環境變數 PATH，由使用者定義，預設為空白）；
3. site 模組被 import 時添加的路徑1（site 會在運行時被自動 import）。

import site 所添加的路徑一般是 XXX/site-packages（Ubuntu 上是 XXX/dist-packages），比如在我的機器上是 /usr/local/lib/python2.7/site-packages。同時，通過 pip 安裝的包也是儲存在這個目錄下的。如果懶得記 sys.path的初始化過程，可以簡單的認為 import 的尋找順序是：

1. 內建模組
2. .py 檔案所在目錄
3. pip 或 easy_install 安裝的包

相對 import 與 絕對 import相對 import

當項目規模變大，代碼複雜度上升的時候，我們通常會把一個一個的 .py 檔案組織成一個包，讓項目結構更加清晰。這時候 import 又會出現一些問題，比如：一個典型包的目錄結構是這樣的：

 string/├── __init__.py├── find.py└── foo.py

如果 string/foo.py 的代碼如下：

# string/foo.pyfrom string import findprint(find)

那麼 python string/foo.py 的運行結果會是下面的哪一個呢？

• <module ‘string.find‘ from ‘string/find.py‘>
• <function find at 0x123456789>

按我們前面講的各種規則來推導，因為 foo.py 所在目錄 string/ 沒有 string 模組（即 string.py），所以 import 的是標準庫的 string，答案是後者。不過，如果你把 foo 當成 string 包中的模組運行，即 python -m string.foo，會發現運行結果是前者。同樣的語句，卻有著兩種不同的語義，這無疑加重了咱們的心智負擔，總不能每次咱們調試包裡的模組時，都去檢查一下執行的命令是 python string/foo.py 還是 python -m string.foo 吧？

相對 import 就是專為解決「包內匯入」（intra-package import）而出現的。它的使用也很簡單，from 的後面跟個 . 就行：

# from string/ import find.pyfrom . import find# from string/find.py import *from .find import *

我們再看個複雜點的例子，有個包的目錄結構長這樣：

one/├── __init__.py├── foo.py└── two/    ├── __init__.py    ├── bar.py    └── three/        ├── __init__.py        ├── dull.py        └── run.py

from . import dullfrom .. import barfrom ... import fooprint(‘Go, go, go!‘)

改成

from .dull import *from ..bar import *from ...foo import *print(‘Go, go, go!‘)

結果是一樣的。

那麼 python string/foo.py 和 python -m string.foo 的運行結果又是怎樣呢？運行一下發現，兩者的輸出分別是：

Traceback (most recent call last):  File "string/foo.py", line 1, in <module>    from . import findValueError: Attempted relative import in non-package

<module ‘string.find‘ from ‘string/find.py‘>

原因在於 python string/foo.py 把 foo.py 當成一個單獨的指令碼來運行，認為 foo.py 不屬於任何包，所以此時相對 import 就會報錯。也就是說，無論命令列是怎麼樣的，運行時 import 的語義都統一了，不會再出現運行結果不一致的情況。

 

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