本文詳述了Python的import機(jī)制，對于理解Python的運行機(jī)制很有幫助！

1.標(biāo)準(zhǔn)import：

Python中所有加載到內(nèi)存的模塊都放在 sys.modules 。當(dāng) import 一個模塊時首先會在這個列表中查找是否已經(jīng)加載了此模塊，如果加載了則只是將模塊的名字加入到正在調(diào)用 import 的模塊的 Local 名字空間中。如果沒有加載則從 sys.path 目錄中按照模塊名稱查找模塊文件，模塊可以是py、pyc、pyd，找到后將模塊載入內(nèi)存，并加到 sys.modules 中，并將名稱導(dǎo)入到當(dāng)前的 Local 名字空間。

一個模塊不會重復(fù)載入。多個不同的模塊都可以用 import 引入同一個模塊到自己的 Local 名字空間，其實背后的 PyModuleObject 對象只有一個。這里說一個容易忽略的問題：import 只能導(dǎo)入模塊，不能導(dǎo)入模塊中的對象（類、函數(shù)、變量等）。例如：模塊 A（A.py）中有個函數(shù) getName，另一個模塊不能通過 import A.getName 將 getName導(dǎo)入到本模塊，只能用 from A import getName。

2.嵌套import：

1）順序嵌套

例如：本模塊導(dǎo)入 A 模塊（import A），A 中又 import B，B 模塊又可以 import 其他模塊……
這中嵌套比較容易理解，需要注意的一點就是各個模塊的 Local 名字空間是獨立的。對于上面的例子，本模塊 import A 之后本模塊只能訪問模塊 A，不能訪問模塊 B 及其他模塊。雖然模塊 B 已經(jīng)加載到內(nèi)存了，如果訪問還要再明確的在本模塊中 import B。

2）循環(huán)嵌套

例如：

文件[A.py]

from B import D
class C:pass

文件[ B.py ]

from A import C
class D:pass

為什么執(zhí)行 A 的時候不能加載 D 呢？
如果將 A.py 改為：import B 就可以了。
這是怎么回事呢？

RobertChen：這跟Python內(nèi)部 import 的機(jī)制是有關(guān)的，具體到 from B import D，Python 內(nèi)部會分成幾個步驟：
（1）在 sys.modules 中查找符號 “B”
（2）如果符號 B 存在，則獲得符號 B 對應(yīng)的 module 對象。
  從 <modult B> 的 __dict__ 中獲得符號 “D” 對應(yīng)的對象，如果 “D” 不存在，則拋出異常。
（3）如果符號 B 不存在，則創(chuàng)建一個新的 module 對象 <module B>，注意，此時，module 對象的 __dict__ 為空。
執(zhí)行 B.py 中的表達(dá)式，填充 <module B> 的 __dict__。
從  <module B> 的 __dict__ 中獲得 “D” 對應(yīng)的對象，如果 “D” 不存在，則拋出異常。

所以這個例子的執(zhí)行順序如下：

1、執(zhí)行 A.py 中的 from B import D 由于是執(zhí)行的 python A.py，所以在 sys.modules 中并沒有 <module B> 存在， 首先為 B.py 創(chuàng)建一個 module 對象 (<module B>) ， 注意，這時創(chuàng)建的這個 module 對象是空的，里邊啥也沒有， 在 Python 內(nèi)部創(chuàng)建了這個 module 對象之后，就會解析執(zhí)行 B.py，其目的是填充 <module B> 這個 __dict__。
2、執(zhí)行 B.py中的from A import C 在執(zhí)行B.py的過程中，會碰到這一句， 首先檢查sys.modules這個module緩存中是否已經(jīng)存在<module A>了， 由于這時緩存還沒有緩存<module A>， 所以類似的，Python內(nèi)部會為A.py創(chuàng)建一個module對象(<module A>)， 然后，同樣地，執(zhí)行A.py中的語句
3、再次執(zhí)行A.py中的from B import D 這時，由于在第1步時，創(chuàng)建的<module B>對象已經(jīng)緩存在了sys.modules中， 所以直接就得到了<module B>， 但是，注意，從整個過程來看，我們知道，這時<module B>還是一個空的對象，里面啥也沒有， 所以從這個module中獲得符號"D"的操作就會拋出異常。 如果這里只是import B，由于"B"這個符號在sys.modules中已經(jīng)存在，所以是不會拋出異常的。

ZQ:圖解如下：

3. 包 import

只要一個文件夾下面有個 __init__.py 文件，那么這個文件夾就可以看做是一個包。包導(dǎo)入的過程和模塊的基本一致，只是導(dǎo)入包的時候會執(zhí)行此包目錄下的 __init__.py 而不是模塊里面的語句了。另外，如果只是單純的導(dǎo)入包，而包的 __init__.py 中又沒有明確的其他初始化操作，那么此包下面的模塊是不會自動導(dǎo)入的。
 例如：
  有下面的包結(jié)構(gòu)：
  PA
  |---- __init__.py
  |---- wave.py
  |---- PB1
        |---- __init__.py
        |---- pb1_m.py
  |---- PB2
        |---- __init__.py
        |---- pb2_m.py
有如下程序：

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.PB.pb2_m.getName()       #7

1) 當(dāng)執(zhí)行 #1 后，sys.modules 會同時存在 PA、PA.wave 兩個模塊，此時可以調(diào)用 PA.wave 的任何類或函數(shù)了。但不能調(diào)用 PA.PB1(2) 下的任何模塊。當(dāng)前 Local 中有了 PA 名字。

2) 當(dāng)執(zhí)行 #2 后，只是將 PA.PB1 載入內(nèi)存，sys.modules 中會有 PA、 PA.wave、PA.PB1 三個模塊，但是 PA.PB1 下的任何模塊都沒有自動載入內(nèi)存，此時如果直接執(zhí)行 PA.PB1.pb1_m.getName() 則會出錯，因為 PA.PB1 中并沒有 pb1_m 。當(dāng)前 Local 中還是只有 PA 名字，并沒有 PA.PB1 名 字。

3) 當(dāng)執(zhí)行 #3 后，會將 PA.PB1 下的 pb1_m 載入內(nèi)存，sys.modules 中會有 PA、PA.wave、PA.PB1、PA.PB1.pb1_m 四個模塊，此時可以執(zhí)行 PA.PB1.pb1_m.getName() 了。由于使用了 as，當(dāng)前 Local中除了 PA 名字，另外添加了 m1 作為 PA.PB1.pb1_m 的別名。

4) 當(dāng)執(zhí)行 #4 后，會將 PA.PB2、PA.PB2.pb2_m 載入內(nèi)存，sys.modules 中會有 PA、PA.wave、PA.PB1、PA.PB1.pb1_m、PA.PB2、PA.PB2.pb2_m 六個模塊。當(dāng)前 Local 中還是只有 PA、m1。
下面的 #5，#6，#7 都是可以正確運行的。

注意的是：如果 PA.PB2.pb2_m 想導(dǎo)入 PA.PB1.pb1_m、PA.wave 是可以直接成功的。最好是采用明確的導(dǎo)入路徑，對于 ./.. 相對導(dǎo)入路徑還是不推薦用。

最新評論