Python中import機制

Python語言中import的使用很簡單，直接使用import module_name語句導入即可。這裡我主要寫一下"import"的本質。

Python官方定義：Python code in one module gains access to the code in another module by the process of importing it.

1.定義：

模塊（module）：用來從邏輯（實現一個功能）上組織Python代碼（變數、函數、類），本質就是*.py文件。文件是物理上組織方式"module_name.py"，模塊是邏輯上組織方式"module_name"。

包（package）：定義了一個由模塊和子包組成的Python應用程式執行環境，本質就是一個有層次的文件目錄結構（必須帶有一個__init__.py文件）。

2.導入方法

# 導入一個模塊
import model_name
# 導入多個模塊
import module_name1,module_name2
# 導入模塊中的指定的屬性、方法（不加括弧）、類
from moudule_name import moudule_element [as new_name]

方法使用別名時，使用"new_name()"調用函數，文件中可以再定義"module_element()"函數。

3.import本質（路徑搜索和搜索路徑）

moudel_name.py

# -*- coding:utf-8 -*-
print("This is module_name.py")

name = 'Hello'

def hello():
    print("Hello")

module_test01.py

# -*- coding:utf-8 -*-
import module_name

print("This is module_test01.py")
print(type(module_name))
print(module_name)

運行結果：
E:\PythonImport>python module_test01.py
This is module_name.py
This is module_test01.py
<class 'module'>
<module 'module_name' from 'E:\\PythonImport\\module_name.py'>

在導入模塊的時候，模塊所在文件夾會自動生成一個__pycache__\module_name.cpython-35.pyc文件。

"import module_name" 的本質是將"module_name.py"中的全部代碼載入到記憶體並賦值給與模塊同名的變數寫在當前文件中,這個變數的類型是'module'；<module 'module_name' from 'E:\\PythonImport\\module_name.py'>

module_test02.py

# -*- coding:utf-8 -*-
from module_name import name

print(name)

運行結果;
E:\PythonImport>python module_test02.py
This is module_name.py
Hello

"from module_name import name" 的本質是導入指定的變數或方法到當前文件中。

package_name / __init__.py

# -*- coding:utf-8 -*-

print("This is package_name.__init__.py")

module_test03.py

# -*- coding:utf-8 -*-
import package_name

print("This is module_test03.py")

運行結果：
E:\PythonImport>python module_test03.py
This is package_name.__init__.py
This is module_test03.py

"import package_name"導入包的本質就是執行該包下的__init__.py文件，在執行文件後，會在"package_name"目錄下生成一個"__pycache__ / __init__.cpython-35.pyc" 文件。

package_name / hello.py

# -*- coding:utf-8 -*-

print("Hello World")

package_name / __init__.py

# -*- coding:utf-8 -*-
# __init__.py文件導入"package_name"中的"hello"模塊
from . import hello
print("This is package_name.__init__.py")

運行結果：
E:\PythonImport>python module_test03.py
Hello World
This is package_name.__init__.py
This is module_test03.py

在模塊導入的時候，預設現在當前目錄下查找，然後再在系統中查找。系統查找的範圍是：sys.path下的所有路徑，按順序查找。

4.導入優化

module_test04.py

# -*- coding:utf-8 -*-
import module_name 

def a():
    module_name.hello()
    print("fun a")

def b():
    module_name.hello()
    print("fun b")

a()
b()

運行結果：
E:\PythonImport>python module_test04.py
This is module_name.py
Hello
fun a
Hello
fun b

多個函數需要重覆調用同一個模塊的同一個方法，每次調用需要重覆查找模塊。所以可以做以下優化：

module_test05.py

# -*- coding:utf-8 -*-
from module_name import hello 

def a():
    hello()
    print("fun a")

def b():
    hello()
    print("fun b")

a()
b()

運行結果：
E:\PythonImport>python module_test04.py
This is module_name.py
Hello
fun a
Hello
fun b

可以使用"from module_name import hello"進行優化，減少了查找的過程。

5.模塊的分類

內建模塊

可以通過 "dir(__builtins__)" 查看Python中的內建函數

>>> dir(__builtins__)
['ArithmeticError', 'AssertionError', 'AttributeError', 'BaseException', 'BlockingIOError', 'BrokenPipeError', 'BufferError', 'BytesWarning', 'ChildProcessError', 'ConnectionAbortedError', 'ConnectionError', 'ConnectionRefusedError', 'ConnectionResetError', 'DeprecationWarning', 'EOFError', 'Ellipsis', 'EnvironmentError', 'Exception', 'False', 'FileExistsError', 'FileNotFoundError', 'FloatingPointError', 'FutureWarning', 'GeneratorExit', 'IOError', 'ImportError', 'ImportWarning', 'IndentationError', 'IndexError', 'InterruptedError', 'IsADirectoryError', 'KeyError', 'KeyboardInterrupt', 'LookupError', 'MemoryError', 'NameError', 'None', 'NotADirectoryError', 'NotImplemented', 'NotImplementedError', 'OSError', 'OverflowError', 'PendingDeprecationWarning', 'PermissionError', 'ProcessLookupError', 'RecursionError', 'ReferenceError', 'ResourceWarning', 'RuntimeError', 'RuntimeWarning', 'StopAsyncIteration', 'StopIteration', 'SyntaxError', 'SyntaxWarning', 'SystemError', 'SystemExit', 'TabError', 'TimeoutError', 'True', 'TypeError', 'UnboundLocalError', 'UnicodeDecodeError', 'UnicodeEncodeError', 'UnicodeError', 'UnicodeTranslateError', 'UnicodeWarning', 'UserWarning', 'ValueError', 'Warning', 'WindowsError', 'ZeroDivisionError', '_', '__build_class__', '__debug__', '__doc__', '__import__', '__loader__','__name__', '__package__', '__spec__', 'abs', 'all', 'any', 'ascii', 'bin', 'bool', 'bytearray', 'bytes', 'callable', 'chr', 'classmethod', 'compile', 'complex', 'copyright', 'credits', 'delattr', 'dict', 'dir', 'divmod', 'enumerate', 'eval', 'exec', 'exit', 'filter', 'float', 'format', 'frozenset', 'getattr', 'globals', 'hasattr', 'hash', 'help', 'hex', 'id', 'input', 'int', 'isinstance', 'issubclass', 'iter', 'len', 'license', 'list', 'locals', 'map', 'max', 'memoryview', 'min', 'next', 'object', 'oct', 'open', 'ord', 'pow', 'print', 'property', 'quit', 'range', 'repr', 'reversed', 'round','set', 'setattr', 'slice', 'sorted', 'staticmethod', 'str', 'sum', 'super', 'tuple', 'type', 'vars', 'zip']

非內建函數需要使用"import"導入。Python中的模塊文件在"安裝路徑\Python\Python35\Lib"目錄下。

第三方模塊

通過"pip install "命令安裝的模塊，以及自己在網站上下載的模塊。一般第三方模塊在"安裝路徑\Python\Python35\Lib\site-packages"目錄下。

自定義模塊