python的學習（十七）—-import機制

發現目前代碼越多，import就顯得越雜亂，只能加強下模組匯入的管理。

模組的搜尋路徑

模組的搜尋路徑都放在了sys.path列表中，如果預設的sys.path中沒有含有自己的模組或包的路徑，可以動態加入（sys.path.apend）即可。下面是sys.path在Windows平台下的添加規則。

1、sys.path第一個路徑往往是主模組所在的目錄。在互動環境下添加一個空項，它對應目前的目錄。

2、如果PYTHONPATH環境變數存在，sys.path會載入此變數指定的目錄。

3、我們嘗試找到Python Home，如果設定了PYTHONHOME環境變數，我們認為這就是Python Home，否則，我們使用python.exe所在目錄找到lib/os.py去推斷Python Home。如果我們確實找到了Python Home，則相關的子目錄（Lib、plat-win、lib-tk等）將以Python Home為基礎加入到sys.path，並匯入（執行）lib/site.py，將site-specific目錄及其下的包加入。如果我們沒有找到Python
Home，則把註冊表Software/Python/PythonCore/2.5/PythonPath的項加入sys.path（HKLM和 HKCU合并後加入），但相關的子目錄不會自動添加的。

4、如果我們沒有找到Python Home，並且沒有PYTHONPATH環境變數，並且不能在註冊表中找到PythonPath，那麼預設相對路徑將加入（如：./Lib;./plat-win等）。

總結如下

當在安裝好的主目錄中運行Python.exe時，首先推斷Python Home，如果找到了PythonHome，註冊表中的PythonPath將被忽略；否則將註冊表的PythonPath加入。

如果PYTHONPATH環境變數存在，sys.path肯定會載入此變數指定的目錄。

如果Python.exe在另外的一個目錄下（不同的目錄，比如通過COM嵌入到其他程式），Python Home將不推斷，此時註冊表的PythonPath將被使用。

如果Python.exe不能發現他的主目錄（PythonHome），並且註冊表也沒有PythonPath，則將加入預設的相對目錄。

標準Import

Python中所有載入到記憶體的模組都放在sys.modules。當import一個模組時首先會在這個列表中尋找是否已經載入了此模組，如果載入了則只是將模組的名字加入到正在調用import的模組的Local名字空間中。如果沒有載入則從sys.path目錄中按照模組名稱尋找模組檔案，模組檔案可以是py、pyc、pyd，找到後將模組載入記憶體，並加入到sys.modules中，並將名稱匯入到當前的Local名字空間。

可以看出了，一個模組不會重複載入。多個不同的模組都可以用import引入同一個模組到自己的Local名字空間，其實背後的PyModuleObject對象只有一個。

說一個容易忽略的問題，import只能匯入模組，不能匯入模組中的對象（類、函數、變數等）。如一個模組A（A.py）中有個函數getName，另一個模組不能通過import A.getName將getName匯入到本模組，只能用import A。如果想只匯入特定的類、函數、變數則用from A import getName即可。

嵌套Import

嵌套import，我分兩種情況，一種是：本模組匯入A模組（import A），而A中又有import語句，會啟用另一個import動作，如import B，而B模組又可以import其他模組，一直下去。對這種嵌套比較容易理解，注意一點就是各個模組的Local名字空間是獨立的，所以上面的例子，本模組import A完了後本模組只能訪問模組A，不能訪問B及其他模組。雖然模組B已經載入到記憶體了，如果要訪問還要在明確的在本模組中import B。

另外一種嵌套指，在模組A中import B，而在模組B中import A。這時會怎麼樣呢？這個在Python列表中由RobertChen給出了詳細解釋，抄錄如下：

[A.py]  from B import D  class C:pass  [B.py]  from A import C  class D:pass

為什麼執行A的時候不能載入D呢？

如果將A.py改為：import B就可以了。

這是怎麼回事呢？

RobertChen：這跟Python內部import的機制是有關的，具體到from B import D，Python內部會分成幾個步驟：

1. 在sys.modules中尋找符號"B"
2. 果符號B存在，則獲得符號B對應的module對象<module B>。

   從<module B>的__dict__中獲得符號"D"對應的對象，如果"D"不存在，則拋出異常

3. 如果符號B不存在，則建立一個新的module對象<module B>，注意，這時，module對象的__dict__為空白。

   執行B.py中的運算式，填充<module B>的__dict__ 。

   從<module B>的__dict__中獲得"D"對應的對象，如果"D"不存在，則拋出異常。

所以，這個例子的執行順序如下：

1、執行A.py中的from B import D

由於是執行的python A.py，所以在sys.modules中並沒有<moduleB>存在，首先為B.py建立一個module對象(<moduleB>)，注意，這時建立的這個module對象是空的，裡邊啥也沒有，在Python內部建立了這個module對象之後，就會解析執行B.py，其目的是填充<module B>這個dict。

2、執行B.py中的from A import C

在執行B.py的過程中，會碰到這一句，首先檢查sys.modules這個module緩衝中是否已經存在<moduleA>了，由於這時緩衝還沒有緩衝<moduleA>，所以類似的，Python內部會為A.py建立一個module對象(<moduleA>)，然後，同樣地，執行A.py中的語句。

3、再次執行A.py中的from B import D

這時，由於在第1步時，建立的<moduleB>對象已經緩衝在了sys.modules中，所以直接就得到了<moduleB>，但是，注意，從整個過程來看，我們知道，這時<moduleB>還是一個空的對象，裡面啥也沒有，所以從這個module中獲得符號"D"的操作就會拋出異常。如果這裡只是importB，由於"B"這個符號在sys.modules中已經存在，所以是不會拋出異常的。

上面的解釋已經由Zoom.Quiet收錄在啄木鳥了，裡面有圖，可以參考一下。

Package（包） Import

包（Package）可以看成模組的集合，只要一個檔案夾下面有個__init__.py檔案，那麼這個檔案夾就可以看做是一個包。包下面的檔案夾還可以成為包（子包）。更進一步，多個較小的包可以彙總成一個較大的包，通過包這種結構，方便了類的管理和維護，也方便了使用者的使用。比如SQLAlchemy等都是以包的形式發布給使用者的。包和模組其實是很類似的東西，如果查看包的類型import SQLAlchemy type(SQLAlchemy)，可以看到其實也是<type
'module'>。import包的時候尋找的路徑也是sys.path。包匯入的過程和模組的基本一致，只是匯入包的時候會執行此包目錄下的__init__.py而不是模組裡面的語句了。另外，如果只是單純的匯入包，而包的__init__.py中又沒有明確的其他初始化操作，那麼此包下面的模組是不會自動匯入的。如：

PA

--__init__.py

--wave.py

--PB1

  --__init__.py

  --pb1_m.py

--PB2

  --__init__.py

  --pb2_m.py

__init__.py都為空白，如果有以下程式：

    import sys    import PA.wave  #1    import PA.PB1   #2    import PA.PB1.pb1_m as m1  #3    import PA.PB2.pb2_m #4    PA.wave.getName() #5    m1.getName() #6    PA.PB2.pb2_m.getName() #7

當執行#1後，sys.modules會同時存在PA、PA.wave兩個模組，此時可以調用PA.wave的任何類或函數了。但不能調用PA.PB1(2)下的任何模組。當前Local中有了PA名字。

當執行#2後，只是將PA.PB1載入記憶體，sys.modules中會有PA、PA.wave、PA.PB1三個模組，但是PA.PB1下的任何模組都沒有自動載入記憶體，此時如果直接執行PA.PB1.pb1_m.getName()則會出錯，因為PA.PB1中並沒有pb1_m。當前Local中還是只有PA名字，並沒有PA.PB1名字。

當執行#3後，會將PA.PB1下的pb1_m載入記憶體，sys.modules中會有PA、PA.wave、PA.PB1、PA.PB1.pb1_m四個模組，此時可以執行PA.PB1.pb1_m.getName()了。由於使用了as，當前Local中除了PA名字，另外添加了m1作為PA.PB1.pb1_m的別名。

當執行#4後，會將PA.PB2、PA.PB2.pb2_m載入記憶體，sys.modules中會有PA、PA.wave、PA.PB1、PA.PB1.pb1_m、PA.PB2、PA.PB2.pb2_m六個模組。當前Local中還是只有PA、m1。

下面的#5，#6，#7都是可以正確啟動並執行。

注意的是：如果PA.PB2.pb2_m想匯入PA.PB1.pb1_m、PA.wave是可以直接成功的。最好是採用明確的匯入路徑，對於./..相對匯入路徑還是不推薦用。

[轉自］http://blog.163.com/hzr163_2004/blog/static/3308607520092113930771/]