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Python的import vs from ... import

文章作者:Tyan 博客:noahsnail.com | CSDN | 简书

0. 测试环境

Python 3.6.9

1. 引言

Python代码中,既可以导入模块,也可以导入模块中的对象,导入方式主要分为两种:import <module_name>from <module_name> import <name(s)>。本文主要对二者进行比较。为了之后测试,定义了一个module模块,module.py文件定义如下:

a = [1, 2, 3]
b = 'abc'

class Test():
    def __init__(self):
        self.desc = 'Test'

    def print_desc(self):
        print(self.desc)

2. 两种方式对比

2.1 import <module_name>

Python模块导入的命令之一是import <module_name>,执行了import <module_name>命令之后,Python的运行过程如下:

  1. 首先在sys.modules中查找module_namesys.modules中包含所有之前导入模块的缓存。
  2. 如果在模块缓存中没找到module_name,Python会继续查找内置模块列表,这些是Python预先安装的模块,可以在Python标准库中找到。
  3. 如果还没找到,Python会在sys.path定义的目录列表中查找。这个列表中通常包含当前目录,会首先查找当前目录。
  4. 如果找到了module_name,会将其绑定到局部命名空间中,后面可以使用。如果没找到,则会抛出ModuleNotFoundError

注: 导入模块之后,可以通过模块的__file__属性来获取模块所在的目录,其是sys.path中的目录之一。sys.path[0]为空,表示当前目录。示例如下:

>>> import module
>>> module.__file__
'/workspace/heatmap/module.py'
>>> import re
>>> re.__file__
'/usr/lib/python3.6/re.py'
>>> sys.path
['', '/usr/lib/python36.zip', '/usr/lib/python3.6', '/usr/lib/python3.6/lib-dynload', '/usr/local/lib/python3.6/dist-packages', '/usr/local/lib/python3.6/dist-packages/warpctc_pytorch-0.1-py3.6-linux-x86_64.egg', '/usr/lib/python3/dist-packages']
>>> import os
>>> os.getcwd()
'/workspace/heatmap'
>>> import mod
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
ModuleNotFoundError: No module named 'mod'

import <module_name>导入模块之后,并不可以直接访问模块中的内容,每个模块都有自己的私有符号表,其是模块中定义的所有对象的全局符号表,模块创建了一个单独的命名空间。执行import <module_name>之后,<module_name>放到了调用者的局部符号表里,但模块中定义的对象仍在模块的私有符号表里。访问模块中定义的对象需要使用.符号。示例如下:

>>> import module
>>> module
<module 'module' from '/workspace/heatmap/module.py'>
>>> a
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
NameError: name 'a' is not defined
>>> b
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
NameError: name 'b' is not defined
>>> module.a
[1, 2, 3]
>>> module.b
'abc'

import导入模块时,有时候模块的名字非常长,每次访问模块的内容都很不方便,因此可以使用import ... as ...的方式为模块重命名,便于使用,示例代码如下:

>>> import module as mod
>>> module
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
NameError: name 'module' is not defined
>>> mod
<module 'module' from '/workspace/heatmap/module.py'>
>>> module.a
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
NameError: name 'module' is not defined
>>> mod.a
[1, 2, 3]

2.2 from <module_name> import <name(s)>

from <module_name> import <name(s)>命令可以直接导入模块中的对象,命令执行之后,模块中的对象被引用到调用者的环境中,可以直接对其访问,而不需要添加模块前缀。这是方式的导入会将模块中的对象直接添加到调用者的符合表里,并会覆盖调用者符号表里的同名对象。

>>> a = [1, 2]
>>> a
[1, 2]
>>> from module import a
>>> a
[1, 2, 3]
>>> from module import abc
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
ImportError: cannot import name 'abc'
>>> from module import b
>>> b
'abc'
>>> module
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
NameError: name 'module' is not defined
>>> from module import Test
>>> t = Test()
>>> t.print_desc()
Test

针对导入对象名称较长问题,也可以使用from ... import ... as ...对导入的对象进行重命名,这种方式也可以用来解决导入对象带来的名称冲突。

2.3 from <module_name> import *

from <module_name> import *命令可以无差别导入模块中的大部分对象(下划线开头的部分除外),风险较高且代码阅读不直观,因此这里不对其进行详细介绍,也不推荐这种使用方式。

2.4 dir()

Python内置函数dir()会返回命名空间定义的名称列表,通过dir()函数可以查看导入声明前后局部符号表的变化情况,也可以用来查看模块中定义的对象,示例如下:

>>> dir()
['__annotations__', '__builtins__', '__doc__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__']
>>> a = [1, 2]
>>> dir()
['__annotations__', '__builtins__', '__doc__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'a']
>>> from module import b
>>> dir()
['__annotations__', '__builtins__', '__doc__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'a', 'b']
>>> dir()
['__annotations__', '__builtins__', '__doc__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'a', 'b', 'module']
>>> from module import Test as t
>>> dir()
['__annotations__', '__builtins__', '__doc__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'a', 'b', 'module', 't']
>>> dir(module)
['Test', '__builtins__', '__cached__', '__doc__', '__file__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'a', 'b']
>>> dir(module.Test)
['__class__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__le__', '__lt__', '__module__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__', 'print_desc']

References

  1. https://realpython.com/absolute-vs-relative-python-imports/
  2. https://realpython.com/python-modules-packages/
  3. https://docs.python.org/3/reference/import.html
  4. https://stackoverflow.com/questions/710551/use-import-module-or-from-module-import

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