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python 導入模塊問題

Python是壹種面向對象的編程語言,裏面包含有豐富強大的庫,想要學習Python開發,首先需要學習如何導入模塊或包。下面就跟大家壹起討論下Python導入模塊的幾種方法:

常規導入

最常用的導入方式,大概是這樣的:

import sys

只需要使用 import ,然後指定希望導入的模塊或包即可。用這種方法導入的好處是可以壹次性導入多個包或模塊:

import os, sys, time

雖然這節省了空間,但是卻違背了Python風格指南。 Python風格指南建議將每個導入語句單獨成行 。

有時在導入模塊時,妳想要重命名這個模塊。這個功能很容易實現:

import sys as system

print(system.platform)

上面的代碼將我們導入的 sys 模塊重命名為 system 。我們可以按照和以前壹樣的方式調用模塊的方法,但是可以用壹個新的模塊名。也有某些子模塊必須要使用點標記法才能導入。

import urllib.error

這個情況不常見,但是對此有所了解總是沒有壞處的。

使用from語句導入

有時我們只想要導入壹個模塊或庫中的某個部分。那麽Python是如何實現這點:

from functools import lru_cache

上面這行代碼可以讓妳直接調用 lru_cache 。如果按常規方式導入 functools ,那麽就必須像這樣調用 lru_cache :

functools.lru_cache(*args)

根據實際的使用場景,上面的做法可能是更好的。在復雜的代碼庫中,能夠看出某個函數是從哪裏導入的這點很有用的。不過,如果妳的代碼維護的很好,模塊化程度高,那麽只從某個模塊中導入壹部分內容也是非常方便和簡潔的。

當然,妳還可以使用from方法導入模塊的全部內容,就像這樣:

from os import *

這種做法在少數情況下是挺方便的,但是這樣也會打亂妳的命名空間。問題在於,妳可能定義了壹個與導入模塊中名稱相同的變量或函數,這時如果妳試圖使用

os 模塊中的同名變量或函數,實際使用的將是妳自己定義的內容。因此,妳最後可能會碰到壹個相當讓人困惑的邏輯錯誤。

標準庫中我唯壹推薦全盤導入的模塊只有Tkinter 。

如果妳正好要寫自己的模塊或包,有人會建議妳在 __init__.py 文件中導入所有內容,讓模塊或者包使用起來更方便。我個人更喜歡顯示地導入,而非隱式地導入。

妳也可以采取折中方案,從壹個包中導入多個項:

from os import path, walk, unlinkfrom os import uname, remove

在上述代碼中,我們從 os 模塊中導入了5個函數。妳可能註意到了,我們是通過多次從同壹個模塊中導入實現的。當然,如果妳願意的話,妳也可以使用圓括號壹次性導入多個項:

from os import (path, walk, unlink, uname,

remove, rename)

這是壹個有用的技巧,不過妳也可以換壹種方式:

from os import path, walk, unlink, uname, \

remove, rename

上面的反斜杠是Python中的續行符,告訴解釋器這行代碼延續至下壹行。

相對導入

PEP 328 介紹了引入相對導入的原因,以及選擇了哪種語法。具體來說,是使用句點來決定如何相對導入其他包或模塊。這麽做的原因是為了避免偶然情況下導入標準庫中的模塊產生沖突。這裏我們以PEP 328中給出的文件夾結構為例,看看相對導入是如何工作的:

my_package/

__init__.py

subpackage1/

__init__.py

module_x.py

module_y.py

subpackage2/

__init__.py

module_z.py

module_a.py

在本地磁盤上找個地方創建上述文件和文件夾。在頂層的 __init__.py 文件中,輸入以下代碼:

from . import subpackage1from . import subpackage2

接下來進入 subpackage1 文件夾,編輯其中的 __init__.py 文件,輸入以下代碼:

from . import module_xfrom . import module_y

現在編輯 module_x.py 文件,輸入以下代碼:

from .module_y import spam as ham

def main():

ham()

最後編輯 module_y.py 文件,輸入以下代碼:

def spam():

print('spam ' * 3)

打開終端, cd 至 my_package 包所在的文件夾,但不要進入 my_package 。在這個文件夾下運行Python解釋器。我使用的是IPython,因為它的自動補全功能非常方便:

In [1]: import my_package

In [2]: my_package.subpackage1.module_xOut[2]: <module

'my_package.subpackage1.module_x' from

'my_package/subpackage1/module_x.py'>

In [3]: my_package.subpackage1.module_x.main()spam spam spam

相對導入適用於妳最終要放入包中的代碼。如果妳編寫了很多相關性強的代碼,那麽應該采用這種導入方式。

妳會發現PyPI上有很多流行的包也是采用了相對導入 。還要註意壹點,如果妳想要跨越多個文件層級進行導入,只需要使用多個句點即可。不過, PEP

328建議相對導入的層級不要超過兩層 。

還要註意壹點,如果妳往 module_x.py 文件中添加了 if __name__ == ‘__main__’ ,然後試圖運行這個文件,妳會碰到壹個很難理解的錯誤。編輯壹下文件,試試看吧!

from . module_y import spam as ham

def main():

ham()

if __name__ == '__main__':

# This won't work!

main()

現在從終端進入 subpackage1 文件夾,執行以下命令:

python module_x.py

如果妳使用的是Python 2,妳應該會看到下面的錯誤信息:

Traceback (most recent call last):

File "module_x.py", line 1, in

from . module_y import spam as hamValueError: Attempted relative import in non-package

如果妳使用的是Python 3,錯誤信息大概是這樣的:

Traceback (most recent call last):

File "module_x.py", line 1, in

from . module_y import spam as hamSystemError: Parent module '' not loaded, cannot perform relative import

這指的是, module_x.py 是某個包中的壹個模塊,而妳試圖以腳本模式執行,但是 這種模式不支持相對導入 。

如果妳想在自己的代碼中使用這個模塊,那麽妳必須將其添加至Python的導入檢索路徑(import search path)。最簡單的做法如下:

import syssys.path.append('/path/to/folder/containing/my_package')import my_package

註意,妳需要添加的是 my_package 的上壹層文件夾路徑,而不是 my_package 本身。原因是 my_package 就是我們想要使用的包,所以如果妳添加它的路徑,那麽將無法使用這個包。

我們接下來談談可選導入。

可選導入(Optional imports)

如果妳希望優先使用某個模塊或包,但是同時也想在沒有這個模塊或包的情況下有備選,妳就可以使用可選導入這種方式。這樣做可以導入支持某個軟件的多種版本或者實現性能提升。以 github2包 中的代碼為例:

try:

# For Python 3

from http.client import responsesexcept ImportError: # For Python 2.5-2.7

try:

from httplib import responses # NOQA

except ImportError: # For Python 2.4

from BaseHTTPServer import BaseHTTPRequestHandler as _BHRH

responses = dict([(k, v[0]) for k, v in _BHRH.responses.items()])

lxml 包也有使用可選導入方式:

try:

from urlparse import urljoin

from urllib2 import urlopenexcept ImportError:

# Python 3

from urllib.parse import urljoin

from urllib.request import urlopen

正如以上示例所示, 可選導入的使用很常見,是壹個值得掌握的技巧 。

局部導入

當妳在局部作用域中導入模塊時,妳執行的就是局部導入。如果妳在Python腳本文件的頂部導入壹個模塊,那麽妳就是在將該模塊導入至全局作用域,這意味著之後的任何函數或方法都可能訪問該模塊。例如:

import sys # global scope

def square_root(a):

# This import is into the square_root functions local scope

import math

return math.sqrt(a)

def my_pow(base_num, power):

return math.pow(base_num, power)

if __name__ == '__main__':

print(square_root(49))

print(my_pow(2, 3))

這裏,我們將 sys 模塊導入至全局作用域,但我們並沒有使用這個模塊。然後,在 square_root 函數中,我們將 math

模塊導入至該函數的局部作用域,這意味著 math 模塊只能在 square_root 函數內部使用。如果我們試圖在 my_pow 函數中使用

math ,會引發 NameError 。試著執行這個腳本,看看會發生什麽。

使用局部作用域的好處之壹,是妳使用的模塊可能需要很長時間才能導入,如果是這樣的話,將其放在某個不經常調用的函數中或許更加合理,而不是直接在全局作

用域中導入。老實說,我幾乎從沒有使用過局部導入,主要是因為如果模塊內部到處都有導入語句,會很難分辨出這樣做的原因和用途。

根據約定,所有的導入語句都應該位於模塊的頂部 。

導入註意事項

在導入模塊方面,有幾個程序員常犯的錯誤。這裏我們介紹兩個。

循環導入(circular imports)

覆蓋導入(Shadowed imports,暫時翻譯為覆蓋導入)

先來看看循環導入。

循環導入

如果妳創建兩個模塊,二者相互導入對方,那麽就會出現循環導入。例如:

# a.pyimport b

def a_test():

print("in a_test")

b.b_test()

a_test()

然後在同個文件夾中創建另壹個模塊,將其命名為 b.py 。

import a

def b_test():

print('In test_b"')

a.a_test()

b_test()

如果妳運行任意壹個模塊,都會引發 AttributeError 。這是因為這兩個模塊都在試圖導入對方。簡單來說,模塊 a 想要導入模塊 b

,但是因為模塊 b 也在試圖導入模塊 a (這時正在執行),模塊 a 將無法完成模塊 b

的導入。我看過壹些解決這個問題的破解方法(hack),但是 壹般來說,妳應該做的是重構代碼,避免發生這種情況 。

覆蓋導入

當妳創建的模塊與標準庫中的模塊同名時,如果妳導入這個模塊,就會出現覆蓋導入。舉個例子,創建壹個名叫 math.py 的文件,在其中寫入如下代碼:

import math

def square_root(number):

return math.sqrt(number)

square_root(72)

現在打開終端,試著運行這個文件,妳會得到以下回溯信息(traceback):

Traceback (most recent call last):

File "math.py", line 1, in

import math

File "/Users/michael/Desktop/math.py", line 6, in

square_root(72)

File "/Users/michael/Desktop/math.py", line 4, in square_root

return math.sqrt(number)AttributeError: module 'math' has no attribute 'sqrt'

這到底是怎麽回事?其實,妳運行這個文件的時候,Python解釋器首先在當前運行腳本所處的的文件夾中查找名叫 math

的模塊。在這個例子中,解釋器找到了我們正在執行的模塊,試圖導入它。但是我們的模塊中並沒有叫 sqrt 的函數或屬性,所以就拋出了

AttributeError 。

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