python之from 和import执行过程分析

原文链接：http://blog.csdn.net/lis_12/article/details/52883729

问题1

同一个目录下,有两个Python文件,A.py,B.py

#A.py
from B import D
class C(object):
    pass

#B.py
from A import C
class D(object):
    pass
'''
执行A.py
结果:
Traceback (most recent call last):
  File "A.py", line 4, in <module>
    from B import D
  File "B.py", line 4, in <module>
    from A import C
  File "A.py", line 4, in <module>
    from B import D
ImportError: cannot import name D
'''

why?

from B import D的执行机制

可以利用sys.modules查看是否包含B模块,如查看os模块,输入

>>> sys.modules[‘os’].

1. 存在模块B

   如果sys.modules有B这个键,就会获取相对应的值,也就是modules对象,然后从模块B的__dict__列表中查找并获取名称为D的对象,如果不存在,抛出异常.

   模块B的__dict__列表可利用dir(B)来查看.

2. 不存在模块B

   如果不存在B这个键的话,则会为B创建一个模块对象,此时模块对象的__dict__列表为空,然后在搜索路径下查找并执行B.py,以填充模块B对象的__dict__列表,然后从__dict__列表中查找名称为D的对象,如果找不到,则抛出异常.

   注:module ,模块的意思

根据上面修改代码,查看sys.modules变化情况

#A.py
#!/usr/bin/python
# -*- coding: utf-8 -*-
import sys
try:
    print 'module B: %s'%sys.modules['B']
except Exception,e:
    print u'没有module B  %s'%e

try:
    print 'module A: %s'%sys.modules['A']
except Exception,e:
    print u'没有module A  %s'%e

from B import D
class C(object):
    pass

#B.py
from A import C
class D(object):
    pass
'''
执行A.py
结果:
没有module B  'B'
没有module A  'A'
module B: <module 'B' from 'B.pyc'>
module A: <module 'A' from 'A.py'>
Traceback (most recent call last):
  File "A.py", line 4, in <module>
    from B import D
  File "B.py", line 4, in <module>
    from A import C
  File "A.py", line 4, in <module>
    from B import D
ImportError: cannot import name D

问题1答案

1. 运行A.py,当执行到from B import D语句时,因为还没有运行过B.py,所以sys.modules中没有B这个键.会创建一个键B并赋值为模块B对象,只不过此时模块B对象是空的,里面什么都没有;
2. 然后,暂停执行A.py的其他语句,Python 在搜索路径下查找B.py,找到同目录下的B.py并运行,为了填充模块B对象中的__dict__列表.当执行到from A import C时,也会检查sys.modules中是否有名为A的模块,但因为A.py还没有读取完,所以并没有在sys.modules中缓存对应的信息.同样,Python 会创建一个键A并赋值为空的模块A对象.暂停执行B.py并寻找、从头执行A.py.
3. 这时,会再次执行到from B import D语句,由于在第一步时已经在sys.modules创建了键B的模块B对象,所以直接获取到,但此时模块B对象中的__dict__列表还是空的,里面什么都没有啊,所以找不到名为D的对象,抛出异常.

对照运行结果,是不是很符合- -!

(表述能力有限,多看代码吧- -)

问题2 将上述from import 换成 import

#A1.py
#!/usr/bin/python
# -*- coding: utf-8 -*-
import sys
try:
    print 'module B1: %s'%sys.modules['B1']
except Exception,e:
    print u'没有module B1 %s'%e

try:
    print 'module A1: %s'%sys.modules['A1']
except Exception,e:
    print u'没有module A1 %s'%e

import B1

class C(object):
    pass
try:
    B1.D()
except Exception,e:
    print u'B中没有属性D',e

#B1.py
import A1
class D(object):
    pass

'''
执行A.py
结果:
没有module B1 'B1'
没有module A1 'A1'
module B1: <module 'B1' from 'B1.pyc'>
module A1: <module 'A1' from 'A1.py'>
B中没有属性D 'module' object has no attribute 'D'
'''

由程序结果可知,将from…import…改成import后,程序不会出错了,但是调用B1.D()时为什么会抛出异常呢?

问题2答案

1. 运行A1.py,当执行到import B1语句时,因为还没有运行过B1.py,所以sys.modules中没有B1这个键.会创建一个键B1并赋值为模块B1对象,只不过此时这个模块对象是空的,里面什么都没有;

2. 然后,暂停执行A1.py的其他语句,Python 在搜索路径下查找B1.py,找到同目录下的B1.py并运行,为了填充模块B1对象中的__dict__列表.当执行到import A1时,也会检查sys.modules中是否有名为A1的模块,但因为A1.py还没有读取完,所以并没有在sys.modules中缓存对应的信息.然后,同样的,Python 会创建一个键A1并赋值为空的模块A1对象.暂停执行B1.py并寻找、从头执行A1.py.

3. 这时,会再次执行到import B1语句,由于在第一步时已经在sys.modules创建了模块B1对象,模块B1对象已经存在了,不需要执行B1.py,所以继续执行A1.py中的其他内容.

   注意:此时模块B1仍为空的,里面什么都没有.

4. 当执行到B1.D()时,由于在模块B1对象的__dict__列表找不到名为D的对象,抛出异常.

问题3 修改问题1中的程序使的能正确运行

#A2.py
from B2 import D
class C(object):
    pass

#B2.py
class D(object):
    pass
from A2 import C

简单说明:

A2.py->B2.py->A2.py时,D属性已经在B2的__dict__列表中了,所以不会报错…虽然这样写不会报错,但是强烈不推荐这么写….

总结

当Python程序导入其他模块时,要避免循环导入,不然总会出意向不到的问题….

注:循环导入,即A文件导入了B,B文件又导入了A.

重新导入模块
如果更新了一个已经用import语句导入的模块，内建函数reload()可以重新导入并运行更新后的模块代码.它需要一个模块对象做为参数.例如: 
import foo
... some code ...
reload(foo)          # 重新导入 foo

在reload()运行之后的针对模块的操作都会使用新导入代码，不过reload()并不会更新使用旧模块创建的对象，因此有可能出现新旧版本对象共存的情况。*注意* 使用C或C++编译的模块不能通过 reload() 函数来重新导入。记住一个原则，除非是在调试和开发过程中，否则不要使用reload()函数