本文詳述了Python的import機(jī)制，對(duì)于理解Python的運(yùn)行機(jī)制很有幫助！

1.標(biāo)準(zhǔn)import：

Python中所有加載到內(nèi)存的模塊都放在 sys.modules 。當(dāng) import 一個(gè)模塊時(shí)首先會(huì)在這個(gè)列表中查找是否已經(jīng)加載了此模塊，如果加載了則只是將模塊的名字加入到正在調(diào)用 import 的模塊的 Local 名字空間中。如果沒有加載則從 sys.path 目錄中按照模塊名稱查找模塊文件，模塊可以是py、pyc、pyd，找到后將模塊載入內(nèi)存，并加到 sys.modules 中，并將名稱導(dǎo)入到當(dāng)前的 Local 名字空間。

一個(gè)模塊不會(huì)重復(fù)載入。多個(gè)不同的模塊都可以用 import 引入同一個(gè)模塊到自己的 Local 名字空間，其實(shí)背后的 PyModuleObject 對(duì)象只有一個(gè)。這里說一個(gè)容易忽略的問題：import 只能導(dǎo)入模塊，不能導(dǎo)入模塊中的對(duì)象（類、函數(shù)、變量等）。例如：模塊 A（A.py）中有個(gè)函數(shù) getName，另一個(gè)模塊不能通過 import A.getName 將 getName導(dǎo)入到本模塊，只能用 from A import getName。

2.嵌套import：

1）順序嵌套

例如：本模塊導(dǎo)入 A 模塊（import A），A 中又 import B，B 模塊又可以 import 其他模塊……
這中嵌套比較容易理解，需要注意的一點(diǎn)就是各個(gè)模塊的 Local 名字空間是獨(dú)立的。對(duì)于上面的例子，本模塊 import A 之后本模塊只能訪問模塊 A，不能訪問模塊 B 及其他模塊。雖然模塊 B 已經(jīng)加載到內(nèi)存了，如果訪問還要再明確的在本模塊中 import B。

2）循環(huán)嵌套

例如：

文件[A.py]

from B import D
class C:pass

文件[ B.py ]

from A import C
class D:pass

為什么執(zhí)行 A 的時(shí)候不能加載 D 呢？
如果將 A.py 改為：import B 就可以了。
這是怎么回事呢？

RobertChen：這跟Python內(nèi)部 import 的機(jī)制是有關(guān)的，具體到 from B import D，Python 內(nèi)部會(huì)分成幾個(gè)步驟：
（1）在 sys.modules 中查找符號(hào) “B”
（2）如果符號(hào) B 存在，則獲得符號(hào) B 對(duì)應(yīng)的 module 對(duì)象。
  從 <modult B> 的 __dict__ 中獲得符號(hào) “D” 對(duì)應(yīng)的對(duì)象，如果 “D” 不存在，則拋出異常。
（3）如果符號(hào) B 不存在，則創(chuàng)建一個(gè)新的 module 對(duì)象 <module B>，注意，此時(shí)，module 對(duì)象的 __dict__ 為空。
執(zhí)行 B.py 中的表達(dá)式，填充 <module B> 的 __dict__。
從  <module B> 的 __dict__ 中獲得 “D” 對(duì)應(yīng)的對(duì)象，如果 “D” 不存在，則拋出異常。

所以這個(gè)例子的執(zhí)行順序如下：

1、執(zhí)行 A.py 中的 from B import D 由于是執(zhí)行的 python A.py，所以在 sys.modules 中并沒有 <module B> 存在， 首先為 B.py 創(chuàng)建一個(gè) module 對(duì)象 (<module B>) ， 注意，這時(shí)創(chuàng)建的這個(gè) module 對(duì)象是空的，里邊啥也沒有， 在 Python 內(nèi)部創(chuàng)建了這個(gè) module 對(duì)象之后，就會(huì)解析執(zhí)行 B.py，其目的是填充 <module B> 這個(gè) __dict__。
2、執(zhí)行 B.py中的from A import C 在執(zhí)行B.py的過程中，會(huì)碰到這一句， 首先檢查sys.modules這個(gè)module緩存中是否已經(jīng)存在<module A>了， 由于這時(shí)緩存還沒有緩存<module A>， 所以類似的，Python內(nèi)部會(huì)為A.py創(chuàng)建一個(gè)module對(duì)象(<module A>)， 然后，同樣地，執(zhí)行A.py中的語(yǔ)句
3、再次執(zhí)行A.py中的from B import D 這時(shí)，由于在第1步時(shí)，創(chuàng)建的<module B>對(duì)象已經(jīng)緩存在了sys.modules中， 所以直接就得到了<module B>， 但是，注意，從整個(gè)過程來看，我們知道，這時(shí)<module B>還是一個(gè)空的對(duì)象，里面啥也沒有， 所以從這個(gè)module中獲得符號(hào)"D"的操作就會(huì)拋出異常。 如果這里只是import B，由于"B"這個(gè)符號(hào)在sys.modules中已經(jīng)存在，所以是不會(huì)拋出異常的。

ZQ:圖解如下：

3. 包 import

只要一個(gè)文件夾下面有個(gè) __init__.py 文件，那么這個(gè)文件夾就可以看做是一個(gè)包。包導(dǎo)入的過程和模塊的基本一致，只是導(dǎo)入包的時(shí)候會(huì)執(zhí)行此包目錄下的 __init__.py 而不是模塊里面的語(yǔ)句了。另外，如果只是單純的導(dǎo)入包，而包的 __init__.py 中又沒有明確的其他初始化操作，那么此包下面的模塊是不會(huì)自動(dòng)導(dǎo)入的。
 例如：
  有下面的包結(jié)構(gòu)：
  PA
  |---- __init__.py
  |---- wave.py
  |---- PB1
        |---- __init__.py
        |---- pb1_m.py
  |---- PB2
        |---- __init__.py
        |---- pb2_m.py
有如下程序：

import sys
import PA.wave              #1
import PA.PB1                #2
import PA.PB1.pb1_m as m1    #3
import PA.PB2.pb2_m          #4
PA.wave.getName()           #5
m1.getName()                #6
PA.PB.pb2_m.getName()       #7

1) 當(dāng)執(zhí)行 #1 后，sys.modules 會(huì)同時(shí)存在 PA、PA.wave 兩個(gè)模塊，此時(shí)可以調(diào)用 PA.wave 的任何類或函數(shù)了。但不能調(diào)用 PA.PB1(2) 下的任何模塊。當(dāng)前 Local 中有了 PA 名字。

2) 當(dāng)執(zhí)行 #2 后，只是將 PA.PB1 載入內(nèi)存，sys.modules 中會(huì)有 PA、 PA.wave、PA.PB1 三個(gè)模塊，但是 PA.PB1 下的任何模塊都沒有自動(dòng)載入內(nèi)存，此時(shí)如果直接執(zhí)行 PA.PB1.pb1_m.getName() 則會(huì)出錯(cuò)，因?yàn)?PA.PB1 中并沒有 pb1_m 。當(dāng)前 Local 中還是只有 PA 名字，并沒有 PA.PB1 名 字。

3) 當(dāng)執(zhí)行 #3 后，會(huì)將 PA.PB1 下的 pb1_m 載入內(nèi)存，sys.modules 中會(huì)有 PA、PA.wave、PA.PB1、PA.PB1.pb1_m 四個(gè)模塊，此時(shí)可以執(zhí)行 PA.PB1.pb1_m.getName() 了。由于使用了 as，當(dāng)前 Local中除了 PA 名字，另外添加了 m1 作為 PA.PB1.pb1_m 的別名。

4) 當(dāng)執(zhí)行 #4 后，會(huì)將 PA.PB2、PA.PB2.pb2_m 載入內(nèi)存，sys.modules 中會(huì)有 PA、PA.wave、PA.PB1、PA.PB1.pb1_m、PA.PB2、PA.PB2.pb2_m 六個(gè)模塊。當(dāng)前 Local 中還是只有 PA、m1。
下面的 #5，#6，#7 都是可以正確運(yùn)行的。

注意的是：如果 PA.PB2.pb2_m 想導(dǎo)入 PA.PB1.pb1_m、PA.wave 是可以直接成功的。最好是采用明確的導(dǎo)入路徑，對(duì)于 ./.. 相對(duì)導(dǎo)入路徑還是不推薦用。

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