# 基本概念

## 模块&包简介

模块:所谓模块就是一个.py文件,用来存放变量,方法的文件,便于在其他python文件中导入(通过import或from)。
包(package): 包是更大的组织单位,用来组织区别管理多个模块文件。
import 用来导入模块
from 用于从模块中导入方法(全部或部分),也可用as 重命名导入的方法

## import & from使用方法

* import使用方法:

*import 模块 [as  别名模块]

*import 包.[N包].模块;

注:import 导入 最后一个必须是模块,而不能以包结尾

  1. a)导入单模块文件(import 模块 [as  别名模块])import导入单模块文件后,在import时会执行模块中的代码(从上到下)
  2. b)导入包中的模块(import 包.[N包].模块)import导入包中的模块时,首先会执行包下的__init__.py 注:__init__.py :用来给包做一些初始化的工作。可以为空,但必须要有
  3. c)导入 包.包.模块import导入多层包中的模块时,会执行各包下的__init__.py
  4. d)导入 包.包 出错

* from使用方法:

*from 包.[..包]   import 模块

*from 包.模块  import 方法

*from 模块 import 方法。

注:from 包 import *时,受__init__.py中的__all__影响,没有列出来的模块是没法导入引用的,该参数可写在模块文件中,不写表示可导出所有(即不受限),若要限制 import * 只导部分class、def等,可以在该模块的.py文件中声明 __all__ = ['class1', 'class2']

# Python 包内的导入问题(绝对导入和相对导入)

基本概念

Python 中的包,即包含 __init__.py 文件的文件夹。

对于 Python 的包内导入,即包内模块导入包内模块,存在绝对导入和相对导入问题。

普通 Python 模块的搜索路径

1. 在当前模块所在路径中搜索导入模块

2. 在环境变量 PYTHONPATH 指定的路径列表中搜索导入模块

3. 在 sys.path 指定的路径列表中搜索导入模块

Python import 的步骤

Python 所有加载的模块信息都存放在 sys.modules 字典结构中,当 import 一个模块时,会按如下步骤来进行

1. 如果 import A,检查 sys.modules 中是否已经有 A,如果有则不加载,如果没有则为 A 创建 module 对象,并加载 A,即可以重复导入,但只加载一次。
2. 如果 from A import B,先为 A 创建 module 对象,再解析 A,从中寻找 B 并填充到 A 的 __dict__ 中。

相对导入与绝对导入

绝对导入的格式为 import A.B 或 from A import B,相对导入格式为 from .A import B 或 from ..X import Y,. 代表当前模块,.. 代表上层模块,... 代表上上层模块,依次类推。

不能理解为在当前目录中查找,也不能理解为在上一层目录中查找

相对导入对于包的维护优势

相对导入可以避免硬编码带来的包维护问题,例如我们改了某一层包的名称,那么其它模块对于其子包的所有绝对导入就不能用了,但是采用相对导入语句的模块,就会避免这个问题。

需要注意:存在相对导入语句的模块,是不能直接运行的。 例如,对于如下层次结构的 Digital.py 文件,

 #!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
##############################################################################
# Purpose: to demo underlayer import upperlayer.
##############################################################################
# 目录结构:
# \PHONE
# │ common_util.py -> setup()
# │ __init__.py
# │
# ├─Fax
# │ G3.py -> bar()
# │ __init__.py
# │
# ├─Mobile
# │ Analog.py -> foo()
# │ Digital.py
# │ __init__.py
# │
# ├─Pager
# │ Page.py
# │ __init__.py
# │
# └─Voice
# Isdn.py
# __init__.py
#
############################################################################## from .Analog import foo # ValueError: Attempted relative import in non-package
from ..common_util import setup # ValueError: Attempted relative import in non-package
from ..Fax.G3 import bar # ValueError: Attempted relative import in non-package if __name__ == '__main__': foo()
setup()
bar()

如果上述代码直接运行,将导致 ValueError 异常,

ValueError: Attempted relative import in non-package

这是因为:一个模块直接运行,Python 认为这个模块就是顶层模块,不存在层次结构,所以找不到其它的相对路径。

而要正确运行,就要显式的指定路径,如下,

C:\workspace\X_python>python -m Phone.Mobile.Digital
This is foo() from Phone.Mobile.Analog
This is setup() from Phone.common_util
This is bar() from Phone.Fax.G3

当然,我们一般不会直接运行包内的某个模块,这里只是做个说明。

绝对导入对于包维护的劣势

例如,对于如下层次结构的 Digital.py 文件,

 #!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
##############################################################################
# Purpose: to demo underlayer import upperlayer.
##############################################################################
# 目录结构:
# \PHONE
# │ common_util.py -> setup()
# │ __init__.py
# │
# ├─Fax
# │ G3.py -> bar()
# │ __init__.py
# │
# ├─Mobile
# │ Analog.py -> foo()
# │ Digital.py
# │ __init__.py
# │
# ├─Pager
# │ Page.py
# │ __init__.py
# │
# └─Voice
# Isdn.py
# __init__.py
#
############################################################################## # from .Analog import foo # ValueError: Attempted relative import in non-package
# from ..common_util import setup # ValueError: Attempted relative import in non-package
# from ..Fax.G3 import bar # ValueError: Attempted relative import in non-package from Phone.Mobile.Analog import foo
from Phone.common_util import setup
from Phone.Fax.G3 import bar if __name__ == '__main__': foo()
setup()
bar()

上述代码可以直接运行。
但是,绝对导入的硬编码模式,如果在包中存在很多 Digital.py 类似模块,都采用了 from Phone.common_util import setup 的语句,如果有一天要更改 common_util 包(文件夹)的名字,那么会影响所有相关的代码。而采用相对导入就没有这个问题。

不过,绝对导入更清晰,如果包不是特别复杂,不是特别易变,那么还是建议采用绝对导入。

相对引用注意事项

1、相对引用发生在package内部,引用模块那一级一定要有__init__.py

2、调用的脚本的位置一定要在package外,如果脚本在引用模块那一级,实际上是找不到上一级的东西的,会报错。

  ValueError: Attempted relative import in non-package。

3、使用相对引用的模块,不能直接作为脚本跑,否则会报错

  ValueError: Attempted relative import in non-package。

  解决方法一: import 该脚本

  解决方法二:python -m 该脚本,也类似import。

相对引用原理

stackoverflow中有解释:relative import依赖文件__name__,而如果跑那个脚本的话,文件名字就成了__main__,这样__package__会被设为None,而相对引用依赖__package__的值,就找不到相对引用的位置了,会报Non-package的错误,在命令行中可以用-m跑,意思是把它当作一个模块。

可以在模块当中定义一个变量__all__:

    使用__all__的影响:  后面的[]里面写什么函数名,使用from 模块名 import *方式导入时导入什么  __all__如果没有这个变量将全部导入(__all__仅限 于from 模块名 import *这种导入方式)

加__all__示例:

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7
1 __all__ = ["demo"]
2 def demo():
3
4     print("demo")
5
6 def demo1():
7     print("demo1")

  运行结果:

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In [1]: from TT import *
 
In [2]: demo()
demo
 
In [3]: demo1()
-----------------------------------------------------------------------
NameError                             Traceback (most recent call last)
<ipython-input-3-a8330644fa2e> in <module>()
----1 demo1()
 
NameError: name 'demo1' is not defined
 
In [4]:

不加__all__示例:

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1 def demo():
 2
 3     print("demo")
 4    
 5 def demo1():
 6     print("demo1")

  运行结果:

1
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3
4
5
6
7
In [1]: from TT import *
 
In [2]: demo()
demo
 
In [3]: demo1()
demo1

.pyc文件的介绍:

导入时会产生一个.pyc的字节码文件,此文件是当第一次导入时python解释器会将被导入的模块预解释成字节码的文件,下次再导入时python解释器则不会做预解释而是直接拿.pyc文件使用,这样就不会每次导入时做解释的操作,节省时间,当修改模块文件的内容时,python解释器会根据.pyc文件和模块的修改时间判断有没有对模块做修改,如果模块的修改时间比.pyc文件的晚说明模块已经被修改  Python解释器会将模块重新解释成.pyc文件。

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