彻底搞懂Python 中的 import 与 from import

对不少 Python 初学者来说，Python 导入其他模块的方式让他们很难理解。什么时候用import xxx？什么时候用from xxx import yyy？什么时候用from xxx.yyy import zzz？什么时候用from xxx import *？

这篇文章，我们来彻底搞懂这个问题。

系统自带的模块

以正则表达式模块为例，我们经常这样写代码：

import re

target = 'abc1234xyz'
re.search('(\d+)', target)

但有时候，你可能会看到某些人这样写代码：

from re import search
target = 'abc1234xyz'
search('(\d+)', target)

那么这两种导入方式有什么区别呢？

我们分别使用type函数来看看他们的类型：

>>> import re
>>> type(re)
<class 'module'>
>>> from re import search
>>> type(search)
<class 'function'>

如下图所示：

可以看到，直接使用import re导入的re它是一个module类，也就是模块。我们把它成为正则表达式模块。而当我们from re import search时，这个search是一个function类，我们称呼它为search 函数。

一个模块里面可以包含多个函数。

如果在你的代码里面，你已经确定只使用search函数，不会再使用正则表达式里面的其他函数了，那么你使用两种方法都可以，没什么区别。

但是，如果你要使用正则表达式下面的多个函数，或者是一些常量，那么用第一种方案会更加简洁清晰。

例如：

import re

re.search('c(.*?)x', flags=re.S)
re.sub('[a-zA-Z0-9]', '***', target, flags=re.I)

在这个例子中，你分别使用了re.search，re.sub，re.S和re.I。后两者是常量，用于忽略换行符和大小写。

但是，如果你使用from re import search, sub, S, I来写代码，那么代码就会变成这样：

import re

search('c(.*?)x', flags=S)
sub('[a-zA-Z0-9]', '***', target, flags=I)

看起来虽然简洁了，但是，一旦你的代码行数多了以后，你很容易忘记S和I这两个变量是什么东西。而且我们自己定义的函数，也很有可能取名为sub或者search，从而覆盖正则表达式模块下面的这两个同名函数。这就会导致很多难以觉察的潜在 bug。

再举一个例子。Python 的 datetime模块，我们可以直接import datetime，此时我们导入的是一个datetime模块，如下图所示：

但是如果你写为from datetime import datetime，那么你导入的datetime是一个type类：

因为这种方式导入的datetime，它就是Python 中的一种类型，用于表示包含日期和时间的数据。

这两种导入方式导入的datetime，虽然名字一样，但是他们的意义完全不一样，请大家观察下面两种写法：

import datetime

now = datetime.datetime.now()
one_hour_ago = now - datetime.timedelta(hours=1)

from datetime import datetime, timedelta
now = datetime.now()
one_hour_ago = now - timedelta(hours=1)

第二种写法看似简单，但实则改动起来却更为麻烦。例如我还需要增加一个变量today用于记录今日的日期。

对于第一段代码，我们只需要增加一行即可：

today = datetime.date.today()

但对于第二行来说，我们需要首先修改导入部分的代码：

from datetime import datetime, timedelta, date

然后才能改代码：today = date.today()

这样一来你就要修改两个地方，反倒增加了负担。

第三方库

在使用某些第三方库的代码里面，我们会看到类似这样的写法：

 from lxml.html import fromstring
 
 selector = fromstring(HTML)

但是我们还可以写为：

from lxml import html

selector = html.fromstring(HTML)

但是，下面这种写法会导致报错：

import lxml
selector = lxml.html.fromstring(HTML)

那么这里的lxml.html又是什么东西呢？

这种情况多常见于一些特别大型的第三方库中，这种库能处理多种类型的数据。例如lxml它既能处理xml的数据，又能处理html的数据，于是这种库会划分子模块，lxml.html模块专门负责html相关的数据。

自己来实现多种导入方法

我们现在自己来写代码，实现这多种导入方法。

我们创建一个文件夹DocParser，在里面分别创建两个文件main.py和util.py，他们的内容如下：

util.py文件:

def write():
    print('write 函数被调用！')

main.py文件：

import util

util.write()

运行效果如下图所示：

现在我们把main.py的导入方式修改一下：

from util import write

write()

依然正常运行，如下图所示

当两个文件在同一个文件夹下面，并且该文件夹里面没有__init__.py 文件时，两种导入方式等价。 ”

现在，我们来创建一个文件夹microsoft，里面再添加一个文件parse.py：

def read():
    print('我是 microsoft 文件夹下面的 parse.py 中的 read函数')

如下图所示：

此时我们在 main.py中对它进行调用：

from microsoft import parse

parse.read()

运行效果如下图所示：

我们也可以用另一种方法：

from microsoft.parse import read

read()

运行效果如下图所示：

但是，你不能直接导入microsoft，如下图所示：

你只能导入一个模块或者导入一个函数或者类，你不能导入一个文件夹 ”

无论你使用的是import xxx还是from xxx.yyy.zzz.www import qqq，你导入进来的东西，要不就是一个模块(对应到.py 文件的文件名)，或者是某个.py 文件中的函数名、类名、变量名。

无论是import xxx还是from xxx import yyy，你导入进来的都不能是一个文件夹的名字。

可能有这样一种情况，就是某个函数名与文件的名字相同，例如：

在 microsoft文件夹里面有一个microsoft.py文件，这个文件里面有一个函数叫做microsoft，那么你的代码可以写为：

from microsoft import microsoft`
microsoft.microsoft()

但请注意分辨，这里你导入的还是模块，只不过microsoft.py文件名与它所在的文件夹名恰好相同而已。

总结

无论是使用import还是from import，第一个要求是代码能够正常运行，其次，根据代码维护性，团队编码风格来确定选择哪一种方案。

如果我们只会使用到某个模块下面的一个函数（或者常量、类）并且名字不会产生混淆，可识别性高，那么from 模块名 import 函数名这没有什么问题。

如果我们会用到一个模块下面的多个函数，或者是我们将要使用的函数名、常量名、类名可能会让人产生混淆（例如 re.S、re.I），那么这种情况下，import 模块名然后再 模块名.xxx来调用会让代码更加清晰，更好维护。

但无论什么情况下，都禁止使用from xxx import *这种写法，它会给你带来无穷无尽的噩梦。

未完待续

在明天的文章中，我们来讲讲还有一种写法from . import xxx，以及当文件夹中存在__init__.py时，导入方式又有什么变化。