python import机制

python的import语句

目录

• python的import语句
  • 1 命名空间
  • 2 模块和包
  • 3 导入模块(包)和导入成员
  • 4 导入顺序
  • 5 添加搜索路径
  • 6 导入与执行
  • 7

1 命名空间

在C语言中有作用域空间，python中有命名空间，表示在对应位置可以访问那些变量或者函数。python分为3个命名空间

1. built-in命名空间

   • 内容：python中的内置对象，比如char、int这些类型，abs、min这些函数，和Exception的异常等。
   • 范围：整个程序，任何位置都可以访问(任何模块，任何类，任何函数内)
   • 生命周期：解释器启动开始创建，一直到解释器退出

2. global命名空间

   • 内容：也叫做模块空间，即包含了模块内部的所以对象，包括类，函数，变量和导入的模块。
   • 范围：整个程序，任何位置都可以访问
   • 生命周期：模块导入开始创建，一直到解释器退出
   • 查看：globals()函数可以查看global命名空间的成员

3. local命名空间

   • 内容：类似于c中的局部作用域，即包含函数内部的变量和导入的模块。
   • 范围：函数内部可以访问，函数外就访问不了了
   • 生命周期：函数调用时创建，函数结束后释放
   • 查看：locals()函数可以查看local命名空间的成员

2 模块和包

1. 模块

   • 定义：就是一个.py的文件
   • 内容：完成一个小功能的python文件，包含类，函数，和变量

2. 包

   • 定义：就是一个包含__init__.py文件的文件夹
   • 内容：包可以认为是完成一个大功能的集合体，包含多个模块，这些模块在__init__.py中进行导入管理。
   • all：__all__是一个特殊变量，导入包的时候，会把__all__的成员导入到命名空间，不在的就不会被导入

在xlwings的init.py中，会将main、utils中的成员导入到__init__.py（即xlwings这个模块中）在其他程序中import xlwings as xw导入xlwings，那么就把xlwings这个包导入了，且这个包中包含App、Book、sheets等成员。

xlwings/init.py

from .main import (App,Book,sheets...) 
__all__ = ('App', 'Book', 'sheets', ...)

3 导入模块(包)和导入成员

每个模块都都有各自的命名空间（global命名空间），且命名空间是相互隔离的。如果模块A要访问模块B，有两种方法。

1. 导入模块(包)

把B模块导入到A模块中（A模块的global空间和local空间都可以），让B模块成为A模块global空间或local空间中的一一个成员。

test.py

import xlwings      # 把xlwings导入到test模块的global空间
def func():
    import numpy    #把numpy导入到了func的local空间

2. 导入成员

把B模块的成员导入到A模块中（A模块的global空间和local空间都可以），让B模块的成员成为A模块global空间或local空间中的一一个成员。

test.py

from xlwings import App               # 把xlwings.App成员导入到test模块的global空间
#import xlwings.App                   # 把xlwings.App成员导入到test模块的global空间
def func():
    from optparse import OptionParser # 把optparse导入的func的local空间

3. 多级导入

  xlwings
  |---- __init__.py
  |---- main.py
  |---- conversion
        |---- __init__.py
        |---- framework.py
  |---- ext
        |---- __init__.py
        |---- sql.py

目录，对象都可以作为层级

from xlwings.converion import converter # 目录/包，导入包中的某个对象
from xlwings.App import api             # 导入包中对象的某个成员，App Class中的api函数

4 导入顺序

python导入分为2步

1. 查询sys.modules是否有需要导入的模块或者包
   sys.modules相对于是一个模块的管理的cache，且解释器启动的时候会把built-in的包和模块添加到sys.modules这个字典中。后续执行import与的时候优先在这个字典中查找，每找到才去sys.path中搜索，且找到以后会把模块或者包添加到sys.modules这个字典中。

2. 查找sys.path路径中是否有需要导入的模块或者包
   sys.path是一个队列，保存了一些列路径，包括当前python文件的目录(sys.path[0])和一系列的包的存放路径，这个与python安装的有关系，通常会把python存放第三方包的几个路径都加入进去。

依次搜索，所以当前目录下优先级最高

['C:\\Users\\USER\\OneDrive\\文档\\pythonProject2',
 'C:\\Users\\USER\\OneDrive\\文档\\pythonProject2',
 'C:\\Program Files\\python3.9.12\\python39.zip',
 'C:\\Program Files\\python3.9.12\\DLLs',
 'C:\\Program Files\\python3.9.12\\lib',
 'C:\\Program Files\\python3.9.12',
 'C:\\Users\\USER\\AppData\\Roaming\\Python\\Python39\\site-packages',
 'C:\\Users\\USER\\AppData\\Roaming\\Python\\Python39\\site-packages\\win32',
 'C:\\Users\\USER\\AppData\\Roaming\\Python\\Python39\\site-packages\\win32\\lib',
 'C:\\Users\\USER\\AppData\\Roaming\\Python\\Python39\\site-packages\\Pythonwin',
 'C:\\Program Files\\python3.9.12\\lib\\site-packages']

5 添加搜索路径

如果要找的模块(.py文件)或者包(包含__init__.py的目录)不在当前目录下，且不在系统设置的搜索目录下，那么就需要在导入模块/包之前添加搜索路径。

# 这个语句要放在import语句之前才行
sys.path.append("/home/ydh/py/lib/") # lib目录为存放自己定义module的路径。

import genFile # 导入genFile.py模块

linux中通常缺少需要的包，又不想把包跟脚本文件放在一个目录下，可以在导入包之前修改sys.path，包存放包的目录添加进去。比如pycharm中的venv

sys.path.append(__path__ + '/venv/Lib/site-packages')
import xlwings

6 导入与执行

导入包和导入模块都会执行相应的文件

import package # 会执行package/__init__.py
import module # 会执行packge/module.py

• package：
  构造名字为package_name的module对象，并把__all__中的成员名的对象加入到构造的module对象中
  import xlwings as xw，构造一个名字为xw的module对象，执行__init__.py把App,Book,sheets对象添加到这个module对象中
• module:
  • 构造一个module_name的module对象，这个module中有什么对象就加什么对象。
  • name:import执行的时候，__name__的值为"module_name"，但是直接执行python module.py，那么__name__值为"main"

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