在開發過程當中，咱們沒法把全部代碼、資源都放在同一個文件中。所以，模塊導入在編碼中是很常見的。不管是C++、Java，仍是Python、Go。html
能夠把不一樣功能、不一樣模塊進行分離，當使用的時候，能夠經過import關鍵字在一個模塊中使用另一個模塊提供的能力，這可以大大提高代碼的開發效率。python
尤爲是對於Python這種對於模塊、工具包依賴較強的編程語言，這一點更爲突出。web
模塊導入，這一點在Python中最爲常見的東西對於不少人來講都不屑一顧，可是，你真的完全理解Python中的import嗎？編程
我能夠斷言，絕大多數Python開發人員只是使用，殊不知因此然。緩存
本文，就來詳細、完全的介紹一下Python模塊導入的使用。微信
模塊與工具包
模塊（modules）和工具包（packages）這2個概念首當其衝，常常被Python開發者混爲一談。編程語言
雖然，兩者有不少相同之處，可是仍是存在必定差別。所以，要想完全理解import，首先就須要理解模塊與工具包的異同點。編輯器
模塊ide
Python官網對於模塊的定義以下：函數
模塊具備一個包含任意Python對象的命名空間，一般用做Python代碼組織單位的對象。
實際上，一個模塊一般對應一個.py文件，模塊的真正功能是能夠將其導入到其餘代碼中，並重複使用，例如：
>>> import math
>>> math.pi
3.141592653589793
第一行代碼，經過import把math模塊導入到代碼中，經過math.pi來調用pi這一屬性。
這裏須要注意，這裏寫的math.pi不只是單純的pi，它還把math充當全部屬性保持統一的命名空間。命名空間對於保持代碼的可讀性和組織性很是有用。
你能夠利用 dir來查看命名空間的內容：
>>> import math
>>> dir()
['__annotations__', '__builtins__', ..., 'math']
>>> dir(math)
['__doc__', ..., 'nan', 'pi', 'pow', ...]
除了上述直接導入，咱們還能夠導入模塊下特定的部分：
>>> from math import pi
>>> pi
3.141592653589793
>>> math.pi
NameError: name 'math' is not defined
請注意，這裏對比於前一種方式已經發生了一些轉變。這裏的pi是放置在全局命名空間內，而不是math的命名空間內。
包
一樣，首先看一下Python官網對工具包的定義：
一個Python模塊，能夠包含子模塊或遞歸地包含子包。從技術上講，包是具備
__path__屬性的Python模塊。
從定義上能夠看出，包仍然是模塊。可是，它們仍是有必定的區別。
從編碼上來說，Python包須要在目錄下建立一個名爲__init__.py的文件。
導入模塊時，一般不會導入子模塊和子包，可是，你能夠經過添加__init__.py來將須要導入的子模塊和子包囊括進去。
絕對導入與相對導入
from ... import ...這種導入當時在代碼中常常會遇到，假如，咱們有以下工程：
world/
│
├── africa/
│ ├── __init__.py
│ └── zimbabwe.py
│
├── europe/
│ ├── __init__.py
│ ├── greece.py
│ ├── norway.py
│ └── spain.py
│
└── __init__.py
當想要導入africa時能夠這樣：
from world import africa
也能夠這樣：
from . import africa
那麼這裏面的**點（.）**表明什麼含義？
這裏的點（.）就是一種相對導入，你能夠理解爲從當前包中導入africa。
相反，絕對導入語句中，須要明確命名當前包：
from world import africa
在編碼過程當中，你能夠選擇絕對導入，也能夠選擇相對導入。只不過，PEP 8風格指南中，建議使用絕對導入。
Python導入路徑
這是一個須要重點理解的問題，不少開發者從接觸Python開始就是用PyCharm，它對於導入路徑已經進行了默認的配置，所以，開發者很難遇到沒法導入的問題。
可是，當切換到VS Code、Sublime這些須要較多自行配置的開發工具以後，會發現沒法導入，或者由於導入工具包帶來的調用錯誤問題。
Python是如何找到它要導入的模塊和包的？
你能夠試着輸出sys.path，你會發現輸出列表中主要包含以下3個部分的位置：
-
當前腳本目錄 -
PYTHON_PATH環境變量 -
其餘與安裝相關的目錄
一般狀況下，Python將對列表進行從頭開發遍歷，從每一個位置中尋找給定的模塊，直到第一個匹配爲止。
因爲腳本所在目錄始終被排在列表的第一位，所以，導入模塊時它會首先從當前目錄下進行尋找。
因此，必定不要把本身的代碼文件名稱與工具包重名。
例如，當前目錄有一個名爲math.py的文件：
# math.py
def double(number):
return 2 * number
這時候，你導入能夠按照預期工做：
>>> import math
>>> math.double(3.14)
6.28
可是，它已經覆蓋了Python自帶的math標準庫。若是咱們誤認爲導入的是標準math模塊，去調用pi、sqrt這些方法，則會報錯：
>>> math.pi
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
AttributeError: module 'math' has no attribute 'pi'
>>> math
<module 'math' from 'math.py'>
所以，爲了不這個問題，必定當心本身開發代碼文件的命名。
建立並安裝本地工具包
在Python開發過程當中，常常會用到pip安裝來自PyPI倉庫的工具包，它能夠用於全局的工程項目。
除了從倉庫下載安裝工具包，還能夠自行在本地建立工具包，並完成安裝。
建立本地安裝包只須要建立setup.cfg和setup.py兩個項目就行：
# setup.cfg
[metadata]
name = local_structure
version = 0.1.0
[options]
packages = structure
# setup.py
import setuptools
setuptools.setup()
這裏的版本名稱和版本號能夠自行選擇。
而後，能夠執行下方命令，把建立的安裝包安裝到本地：
$ python -m pip install -e .
導入樣式
爲了保持代碼的可讀性和可維護性，PEP 8提出了一些針對模塊導入的規則：
-
將導入放在文件的頂部 -
每一個導入要分行 -
將導入分組：首先是標準庫導入，而後是第三方導入，最後是本地應用程序或庫導入 -
在每一個組中按字母順序排序導入 -
絕對導入優先於相對導入 -
避免使用通配符導入 from module import *
# Standard library imports
import sys
from typing import Dict, List
# Third party imports
import feedparser
import html2text
# Reader imports
from reader import URL
資源導入
除了模塊和工具包，代碼開發過程當中，還會常常用到外部資源包，針對外部資源包的導入，可使用importlib.resources。
它是Python 3.7中的標準模塊，使用它有2點好處：
-
使得導入方式更加一致 -
能夠更輕鬆地訪問其餘包中的資源文件
例如，
>>> from importlib import resources
>>> with resources.open_text("books", "alice_in_wonderland.txt") as fid:
... alice = fid.readlines()
動態導入
Python是一門動態語言，這也是它的主要特色之一。
動態語言使得你能夠在程序運行的時候作不少事情，能夠添加屬性、從新定義方法、更改模塊的文檔字符串。
例如，經過修改print()函數，使它不作任何操做：
>>> print("Hello dynamic world!")
Hello dynamic world!
>>> # Redefine the built-in print()
>>> print = lambda *args, **kwargs: None
>>> print("Hush, everybody!")
>>> # Nothing is printed
在上述示例中，print函數就被匿名函數從新定義了。
除了這種方法，還有更爲易用的動態導入方式，就是利用importlib。
先來看一段示例，
# docreader.py
import importlib
module_name = input("Name of module? ")
module = importlib.import_module(module_name)
print(module.__doc__)
import_module()返回能夠綁定到任何變量的模塊對象。而後，您能夠將該變量視爲常規導入的模塊。
$ python docreader.py
Name of module? math
This module is always available. It provides access to the
mathematical functions defined by the C standard.
$ python docreader.py
Name of module? csv
CSV parsing and writing.
在每種狀況下，該模塊都是經過動態導入的import_module()。
週期性導入
若是兩個或者多個模塊互相導入時，就會發生週期性導入。
例如，有兩個模塊yin.py和yang.py：
# yin.py
print(f"Hello from yin")
import yang
print(f"Goodbye from yin")
# yang.py
print(f"Hello from yang")
import yin
print(f"Goodbye from yang")
嘗試在交互式命令行下導入yin時會發生下面狀況：
>>> import yin
Hello from yin
Hello from yang
Goodbye from yang
Goodbye from yin
有些同窗會疑惑，這樣互相導入，難道不會無限循環下去嗎？
這得益於Python的模塊緩存機制，在導入yin以後，會首先把它加入到緩存中，後續再導入，會先去參考緩存區域，避免無限循環。
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