Python import语义

一. 前言

 在python中，import是一个非常重要的语句。每当我们需要一个模块时，会使用import，这也是python如此强大，如此方便的原因。对于import的使用可以参考博客import,reload,__import__用法，而from...import...可以参考import迷宫 ，但是在使用import时有三个问题需要铭记或注意：

二. 实验

1. 在使用第一次import B时，会将B.py中模块中先执行一遍。

e.g. 将A.py和B.py放在同一文件夹中，结构1)为： 

----------------------------
─test0 
     A.py 
     B.py

----------------------------
A.py和B.py内容分别为：

# A.py
print 'A.py'
import B

# B.py
def foo():
    print 'B.py'
foo()
b = 'this is B.py'

并在test0目录下，执行A.py，输出的内容为： 

----------------------------
A.py 
B.py

这是因为在”B.py”中，运行了foo()函数输出的。

2. 当运行某个模块时，只会将当前目录（递归）加载至sys.path中。

e.g. a) 将A.py和B.py放在如下结构中 

----------------------------
─test1 
│ A.py 
│ 
└─B_DIR 
        B.py 
        init.py

----------------------------
A.py和B.py的内容分别为：

# A.py
print 'A.py'
import B_DIR.B

# B.py
def foo():
    print 'B.py'
foo()
b = 'this is B.py'

并在test1目录下，执行A.py，输出的内容为： 

----------------------------
A.py 
B.py

b) 再将A.py和B.py放在如下结构3)中： 

----------------------------
─test2 
│ B.py 
│ 
└─A_DIR 
           A.py 
           init.py 

----------------------------
A.py和B.py内容分别为：

# A.py
print 'A.py'
import B

# B.py
def foo():
    print 'B.py'
foo()
b = 'this is B.py'

则无论在任何目录下运行A.py，都会的得到结果：

---------------------------- 

Traceback (most recent call last): 
File “D:\Samples\test2\A_DIR\A.py”, line 3, in 
import B_DIR.B 
ImportError: No module named B_DIR.B

那为什么a)和b）有两种不同的结果呢？原因很简单，其实在sys.modules[‘B’]为None，来看一下import加载module B的步骤： 
1. 检查 sys.modules[‘B’]是否存在； 
2. 如果存在直接跳至第4步； 
3. 如果不存在，则会在在sys.path中寻找中module B, 而sys.path中变量是一个列表，他的初始值来自这些位置： 

• 脚本所在的目录（或当前目录）。 
• PYTHONPATH （一个包含目录名的列表，与 shell 变量PATH 的语法相同，如果 PYTHONPATH 未设置则来自于内置的默认值）。 
• 与安装相关的默认值。 

找到后加载模块，创建模块对象，以‘B’为key，对象为value，加入到sys.modules的dict中 
4. 在当前文件中，创建一个名为B的局部变量，并将B引用对象 sys.modules['B']。 
所以在目录结构3)中，这样运行A.py，那么sys.path中只会搜索A_DIR目录和安装路径下的module，所以就找不到module B，最终导致报错。若想要解决此类问题，有两种解决方案： 
方案1：在A.py中添加两行代码，修改为：

# A.py
import sys
sys.path.append('D:/Samples/test2')
print 'A.py'
import B

方案2：A.py和B.py不作修改，在test2文件夹中新建C.py，即结构4)为： 

----------------------------
─test2 
│ B.py 
│ C.py 
│ 
└─A_DIR 
         A.py 
         init.py 

----------------------------
C.py内容为：

# C.py
print 'C.py'
import A_DIR.A

运行C.py之后也可以将module B加入到sys.modules中。

3. 根据第2点import载入模块的步骤可以了解，如果没有特殊情况，注意每个module只会加载一次。

由此特别说一下这个例子： 
e.g. 有三个文件，文件结构为： 

----------------------------
─test3 
      A.py 
      B.py 
      C.py

----------------------------
内容分别是：

#A.py
print 'A.py'
import B

#B.py
print 'B.py'
import C
b = 'this is B.py'

#C.py
print 'C.py'
import B
print B.b

在test3中运行A.py后，输出是：

----------------------------

A.py 
B.py 
C.py 
Traceback (most recent call last): 
File “D:/Samples/test3/A.py”, line 2, in 
import B 
File “D:\Samples\test3\B.py”, line 2, in 
import C 
File “D:\Samples\test3\C.py”, line 3, in 
print B.b 
AttributeError: ‘module’ object has no attribute ‘b’

为什么最后一个print B.b会找不到b？梳理他们的执行步骤：

print 'A.py'

(import B,load module B)
print 'B.py'

(import C, load module C)
print 'C.py'
(import B, already exist, don't load)
print B.b ('module' object has no attribute 'b')
b = 'this is B.py'

如果要避免这个问题，需要在C.py中reload(B)才能正确执行 print B.b。这个问题其实和

import sys
reload(sys)
sys.setdefaultencoding('utf-8')

是一样的，可以参考reload(sys) 的解释，这里不再赘述。