用實(shí)例來說明 import 的作用吧。

創(chuàng)建以下包結(jié)構(gòu)。一個(gè)文件夾 cookFish/，下面包含兩個(gè)文件， __init__.py和cookBook.py。

為什么取這幾個(gè)名字呢？假設(shè)我想用 Python 去做和魚相關(guān)的菜，這件事情很復(fù)雜，所以我給它創(chuàng)建了一個(gè)包，名叫cookFish， 既然是包，在它下面必須得創(chuàng)建一個(gè)文件__init__.py。燒魚必備條件之一就是菜譜，所以接著創(chuàng)建了 cookBook.py。這幾個(gè)文件對(duì)我們這次來說就足夠了，所以就沒有再創(chuàng)建其他文件了。

cookFish/
 __init__.py
 cookBook.py

在cookFish/__init__.py中輸入如下代碼：

__version__ = '0.1'
__author__ = 'XIE Byron'
def cookFish_hello():
 print("cookFish_Hello() from cookFish/__init__.py")

在cookFish/cookBook.py中輸入如下代碼：

def cookBook_hello():
 print("cookBook_hello() from cookBook.py")

提示：下面的實(shí)例都是在 Python 自帶的命令行解釋器（windows+python 3.7）中運(yùn)行的結(jié)果。如果你在其他環(huán)境下運(yùn)行，比如jupyter notebook，輸出會(huì)有差異。

"import package-name" 都做了什么？

導(dǎo)入包c(diǎn)ookFish。

>>> import cookFish

提示：

如果import時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤ModuleNotFoundError，如下：

>>> import cookFish
Traceback (most recent call last):
 File "<stdin>", line 1, in <module>
ModuleNotFoundError: No module named 'cookFish'

建議先將 Python 的當(dāng)前工作目錄設(shè)置為 cookFish 的 父文件夾（就是包含cookFish文件夾的文件夾)。命令如下：

>>> import os
>>> os.chdir(r'path\to\parent\folder\of\cookFish')

用dir操作查看當(dāng)前命名空間和cookFish命名空間下都有哪些內(nèi)容。

>>> dir() # 查看當(dāng)前命名空間下的對(duì)象。注意： cookFish 在當(dāng)前命名空間下。

['__annotations__', '__builtins__', '__doc__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'cookFish', 'os']

>>> dir(cookFish) # 查看 cookFish 命名空間下的對(duì)象。

['__author__', '__builtins__', '__cached__', '__doc__', '__file__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__path__', '__spec__', '__version__', 'cookFish_hello']

其中的的 __author__, __version__, cookFish_hello 是我們定義的，都導(dǎo)入到了 cookFish 的命名空間下。但是cookFish 下的模塊 cookBook.py 沒有被導(dǎo)入。這是因?yàn)橹苯?code> import cookFish 只運(yùn)行cookFish文件夾下的 __init__.py 文件，不會(huì)運(yùn)行其他模塊，所以cookBook沒有被導(dǎo)入。

提示：Python 中的模塊指后綴 .py的文件，也叫腳本。包 指包含 __init__.py 文件的一個(gè)文件夾，一般還會(huì)包含其他模塊。

包/模塊的命名空間

這里講一下我對(duì)概念“在cookFish的命名空間下”的理解。

Python 的 import A 會(huì)把 A 的Python 代碼運(yùn)行一遍，并把運(yùn)行結(jié)果放在一個(gè)叫A的命名空間下。

提示: 如果 A 是包，A 的 Python 代碼就是 文件夾A下的 __init__.py 中的代碼。 如果 A 是模塊，那么就是文件 A.py 中的代碼。

import B會(huì)把 B 的 Python 代碼運(yùn)行一遍，并把運(yùn)行結(jié)果放在一個(gè)叫 B 的命名空間下。假設(shè)A和B中都有一個(gè)叫X的對(duì)象， A 中的X在當(dāng)前命名空間下叫 A.X，B中的X在當(dāng)前命名空間下叫 B.X，兩個(gè)X在當(dāng)前命名空間下不重名。

提示: 這里的對(duì)象 指 Python 中的變量/屬性，函數(shù)，類，實(shí)例等等。

比如__version__屬性（或者叫它變量）就在cookFish的命名空間下，我們只能通過 cookFish.__version__ 才能訪問到 __version__，直接輸入 __version__ 訪問不到它，會(huì)報(bào)錯(cuò)。

直接輸入__version__ 運(yùn)行會(huì)報(bào)如下錯(cuò)誤：

>>> __version__
Traceback (most recent call last):
 File "<stdin>", line 1, in <module>
NameError: name '__version__' is not defined

其他導(dǎo)入包/模塊的方式

如果我們想導(dǎo)入 cookFish 下的模塊 cookBook呢？可以用下面的語法：

>>> import cookFish.cookBook

然后在 cookFish 的命名空間下又多了 cookBook。

>>> dir(cookFish)
['__author__', '__builtins__', '__cached__', '__doc__', '__file__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__path__', '__spec__', '__version__', 'cookBook', 'cookFish_hello']

然后就能通過全名cookFish.cookBook訪問cookBook.py中的對(duì)象了，比如：

>>> cookFish.cookBook.cookBook_hello()
cookBook_hello() from cookBook.py

好長(zhǎng)的名字啊，能不能短一點(diǎn)?。慨?dāng)然可以：

>>> import cookFish.cookBook as cb

然后在當(dāng)前命名空間下就多了對(duì)象 cb：

>>> dir()
['__annotations__', '__builtins__', '__doc__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'cb', 'cookFish', 'os']

然后就能通過別名cb來訪問cookBook.py中的對(duì)象了，比如：

>>> cb.cookBook_hello()
cookBook_hello() from cookBook.py

那我能不能只導(dǎo)入cookBook_hello()到當(dāng)前命名空間？當(dāng)然可以

>>> from cookFish.cookBook import cookBook_hello

然后 cookBook_hello 就被導(dǎo)入到當(dāng)前命名空間下了：

>>> dir()
['__annotations__', '__builtins__', '__doc__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'cb', 'cookBook_hello', 'cookFish', 'os']

然后就能直接訪問 cookBook_hello()了，不用任何前綴：

>>> cookBook_hello()
cookBook_hello() from cookBook.py

“from 包/模塊名 import *” 是導(dǎo)入所有對(duì)象嗎？

那我可以一次性導(dǎo)入 cookFish 下的所有模塊、所有包嗎？可以也不可以。

Python 有一個(gè)條指令

from 包/模塊名 import *

比如from cookFish import *，給我們的第一感覺是，這條指令是遍歷了 cookFish 下的所有文件，找到這個(gè)包下面的所有包和模塊，把他們統(tǒng)統(tǒng)導(dǎo)入到當(dāng)前命名空間。

但不幸的是，這個(gè)操作在windows和Mac系統(tǒng)上不能很好地實(shí)現(xiàn)。因?yàn)樗鼈兊奈募到y(tǒng)不能提供準(zhǔn)確的文件名大小寫信息。在這兩個(gè)平臺(tái)上，Python 不知道應(yīng)該把ECHO.py導(dǎo)入為模塊echo, Echo 還是ECHO，或者其他。（比如windows 95 上面，所有文件名的首字母都會(huì)顯示為大寫)。如果Python 把 ECHO.py導(dǎo)入為 模塊Echo，但實(shí)際Python代碼中有時(shí)按照 echo 使用的，那肯定會(huì)報(bào)錯(cuò)。[1]

Python 支持大小寫，Echo和ECHO是兩個(gè)不一樣的對(duì)象

Python 的唯一的解決辦法是包的作者提供一個(gè)明確的包的索引，告訴 Python 在 Python 代碼中如何命名這個(gè)模塊。import 語句定義下面一個(gè)約定，如果在包的 __init__.py 中定義了一個(gè) __all__ 列表，在 from xxx import * 時(shí)，Python 就會(huì)把 __all__ 列表中的對(duì)象導(dǎo)入。

! 注意：

__all__ 只對(duì) from xxx import * 有影響，對(duì)其他 import 操作沒有任何影響

在cookFish/__init__.py中， 我們只把函數(shù) cookFish_hello加入__all__ 中，代碼如下：

__all__ = ['cookFish_hello', ] # added to support `from xxx import *`
__version__ = '0.1'
__author__ = 'XIE Byron'

def cookFish_hello():
  print("cookFish_Hello() from cookFish/__init__.py")

重啟 Python 解釋器，在導(dǎo)入之前，先運(yùn)行 dir()顯示當(dāng)前命名空間的對(duì)象。

>>> dir()
['__annotations__', '__builtins__', '__doc__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'os']

! 注意：

Python 解釋器為了提高運(yùn)行效率，同一個(gè)模塊只會(huì)導(dǎo)入一次。一個(gè)模塊被導(dǎo)入后，再次運(yùn)行導(dǎo)入命名不會(huì)重新導(dǎo)入。為了顯示from xx import * 的特殊性，所以需要重啟 Python 解釋器（就是關(guān)閉 Python 解釋器，然后重新進(jìn)入)。

然后運(yùn)行如下：

>>> from cookFish import *

然后輸入 dir() 查看 cookFish_Hello()是否被導(dǎo)入到了當(dāng)前命名空間.

>>> dir()
['__annotations__', '__builtins__', '__doc__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'cookFish_hello', 'os']

可以看到只有在__all__列表中的 cookFish_hello被導(dǎo)入到當(dāng)前命名空間，其他什么都沒有導(dǎo)入，連cookFish本身也沒有被導(dǎo)入。

所以問題“可以一次性導(dǎo)入 cookFish 下的所有模塊、所有包嗎？“ 的答案是：是否能一次導(dǎo)入，取決于包的作者有沒有把所有子模塊/子包都加入到 __all__列表中。

參考

[1] Built-in Package Support in Python 1.5

版本

[1] version 1.0, released on 2019-04-21

[2] version 1.1, released on 2019-04-21

添加了 Python 命令的輸出。運(yùn)行工具為windows版本Python(3.7)自帶的命令行解釋器。

最新評(píng)論