Python中import模块导入的实现原理

简介: Python中import模块导入的实现原理

什么是模块

一个.py文件就是一个模块,即Module。

模块分为三种:python标准库、第三方模块、应用程序自定义模块。

  • import语句 – 导入模块
  • Directory – 文件夹(空的)
  • Package – 比文件夹多了一个__init__.py
"""
file: cal.py
"""
def add(x, y)
  return x+y
def sub(x, y)
  return x-y
print(‘hello cal’)
"""
file: test.py
"""
import cal 
print(cal.add(1, 2))

import做了什么?

import导入模块的时候,首先会把导入的文件执行一遍,比如说我们运行test.py的时候,print(‘hello cal’)也会被执行,因为import cal的时候就把cal.py运行了一遍。所以,我们在模块文件中只写功能(也就是函数),而不要写可执行的语句。

  • 执行被引入的py文件,即使只引入一个变量(from cal import add
    ),也会运行整个文件。
  • 引入变量名 → 文件名变量

引入多个模块

import cal, time

只引入一个方法

# 只引入一个方法
from cal import add
print(add(1, 2)) #可以直接使用add,不用加cal.

引入所有方法,不推荐使用,你并不知道都引入了哪些变量,可能会出现本文件变量与引入变量名字重复的情况。

#引入所有方法 – 不推荐使用,你并不知道都引入了哪些变量,可能会出现本文件变量与引入变量名字重复的情况。
from cal import *
#新的变量名会覆盖旧的变量名
#+++++++++++++++++++++++++++
from cal import *
def add(x, y)
  return x+y+100
print(add(1, 2))
#+++++++++++++++++++++++++++
def add(x, y)
  return x+y+100
from cal import *
print(add(1, 2))
#+++++++++++++++++++++++++++

import搜索路径

import sys
print(sys.path) #查看路径

path中包含python自己定义的路径,以及当前执行的py文件的路径,也就是说当前执行路径会被自动加入到sys.path中,import就是按照这些路径去搜索被引入的变量的。

也可以通过手动添加路径

from path import cal
#path就是cal所在的路径

import导入模块的原理

首先import会根据路径找到文件,根据路径找到模块后把模块加载到内存中执行一遍,执行的时候是把模块的内容拷贝到当前文件执行。import导入是将模块从磁盘中把磁盘文件导入到内存中,这个速度是比较慢的,实际上,在导入时会有一个导入缓存,同一个模块在导入第一次的时候会有一个缓存,以后再导入都是用的缓存的导入,所以有时候你可能遇到这样的问题,被导入的文件已经删除了,但是程序还是能运行,这是因为程序使用的是缓存的导入模块。

from path import mode,它相当于把路径进行了一次拼接path\mode.py,这是from的工作。

路径拼接是在当前执行文件的路径基础上进行拼接。

当引入了很多模块的时候,一个目录下会有很多py文件,一般把bin.py作为要执行的文件,也就是整个程序的入口。而逻辑主文件叫做main.py,这里面包含了程序的主要逻辑,其他功能都放到其它文件中作为一个模块。我们在运行的时候,运行bin.py,由bin.py去调用main.py中的主逻辑。也就是说只有bin是可执行的,其余文件都不应作为执行文件。

前面说过,sys.path中只会加入当前运行程序所在的路径,bin.py是整个程序的运行文件,也就是说sys.path中只会加入bin.py的路径,假如说文件有如下导入关系

假如说main.py和cal.py在同一级目录,那么不用加路径即可导入,但是如果bin.py和这两个文件不在同一级目录(比如在上一级目录),那么bin.py导入main.py的时候就要加上main.py的路径,但是这样在执行的时候会报错,因为bin.py间接导入了cal.py,并且bin.py只加了main.py的路径而没有加cal.py的路径,前面说过sys.py只会包含当前运行路径,也就是bin.py的路径。

解决方法有两个:

  • 在main.py中加上cal.py的路径from path import cal;
  • 把路径加到sys.path中;

file 获取当前文件名

os.path.dirname(__file__)  #获取当前文件路径
os.path.dirname(os.path.dirname(__file__))  #获取当前文件的上一级路径

pycharm会自己根据当前文件名获取绝对路径,并把绝对路径通过os.path.dirname()返回给我们os.path.dirname(file),但是在终端运行的时候,终端并没有这个功能,我们需要自己去找到绝对路径,然后根据绝对路径找到文件名,并反推出上一级目录。

p = os.path.dirname(__file__) #获取当前文件的绝对路径
BASEDIR = os.path.dirname(os.path.dirname(p))
sys.psth.append(BASEDIR)

实际上,这三步的操作相当于把当前运行文件的上一级目录通过相对路径的方式添加到了环境变量。如果我们以绝对路径的方式添加环境变量,当我们换了电脑或者环境,环境变量就失效了。我们这样通过程序找出相对路径来添加到环境变量,只要将当前整个工程一块拷贝到别的机器,就一定可以找到这个环境变量。

图书推荐

🔥强化学习:原理与Python实战

强化学习利用奖励信号训练智能体。有些任务并没有自带能给出奖励信号的环境,也没有现成的生成奖励信号的方法。为此,可以搭建奖励模型来提供奖励信号。在搭建奖励模型时,可以用数据驱动的机器学习方法来训练奖励模型,并且由人类提供数据。我们把这样的利用人类提供的反馈数据来训练奖励模型以用于强化学习的系统称为人类反馈强化学习,示意图如下。

想要学好这些知识,一定要有好的工具书,下面推荐一本理论与实践结合的好书。

书名:《强化学习:原理与Python实战》

作者:肖智清

出版社:机械工业出版社

购买链接:点击购买


相关文章
|
5天前
|
Python
在Python中,可以使用内置的`re`模块来处理正则表达式
在Python中,可以使用内置的`re`模块来处理正则表达式
16 5
|
9天前
|
搜索推荐 Python
快速排序的 Python 实践:从原理到优化,打造你的排序利器!
本文介绍了 Python 中的快速排序算法,从基本原理、实现代码到优化方法进行了详细探讨。快速排序采用分治策略,通过选择基准元素将数组分为两部分,递归排序。文章还对比了快速排序与冒泡排序的性能,展示了优化前后快速排序的差异。通过这些分析,帮助读者理解快速排序的优势及优化的重要性,从而在实际应用中选择合适的排序算法和优化策略,提升程序性能。
23 1
|
17天前
|
数据采集 数据可视化 数据处理
如何使用Python实现一个交易策略。主要步骤包括:导入所需库(如`pandas`、`numpy`、`matplotlib`)
本文介绍了如何使用Python实现一个交易策略。主要步骤包括:导入所需库(如`pandas`、`numpy`、`matplotlib`),加载历史数据,计算均线和其他技术指标,实现交易逻辑,记录和可视化交易结果。示例代码展示了如何根据均线交叉和价格条件进行开仓、止损和止盈操作。实际应用时需注意数据质量、交易成本和风险管理。
37 5
|
15天前
|
Java 程序员 开发者
Python的gc模块
Python的gc模块
|
18天前
|
数据采集 Web App开发 JavaScript
python-selenium模块详解!!!
Selenium 是一个强大的自动化测试工具,支持 Python 调用浏览器进行网页抓取。本文介绍了 Selenium 的安装、基本使用、元素定位、高级操作等内容。主要内容包括:发送请求、加载网页、元素定位、处理 Cookie、无头浏览器设置、页面等待、窗口和 iframe 切换等。通过示例代码帮助读者快速掌握 Selenium 的核心功能。
62 5
|
17天前
|
Python
SciPy 教程 之 SciPy 模块列表 16
SciPy教程之SciPy模块列表16 - 单位类型。常量模块包含多种单位,如公制、质量、角度、时间、长度、压强、体积、速度、温度、能量、功率和力学单位。示例代码展示了力学单位的使用,如牛顿、磅力和千克力等。
15 0
|
18天前
|
JavaScript Python
SciPy 教程 之 SciPy 模块列表 15
SciPy 教程之 SciPy 模块列表 15 - 功率单位。常量模块包含多种单位,如公制、质量、时间等。功率单位中,1 瓦特定义为 1 焦耳/秒,表示每秒转换或耗散的能量速率。示例代码展示了如何使用 `constants` 模块获取马力值(745.6998715822701)。
15 0
|
18天前
|
JavaScript Python
SciPy 教程 之 SciPy 模块列表 15
SciPy教程之SciPy模块列表15:单位类型。常量模块包含多种单位,如公制、质量、角度、时间、长度、压强、体积、速度、温度、能量、功率和力学单位。功率单位以瓦特(W)表示,1W=1J/s。示例代码展示了如何使用`constants`模块获取马力(hp)的值,结果为745.6998715822701。
16 0
|
3天前
|
机器学习/深度学习 人工智能 TensorFlow
人工智能浪潮下的自我修养:从Python编程入门到深度学习实践
【10月更文挑战第39天】本文旨在为初学者提供一条清晰的道路,从Python基础语法的掌握到深度学习领域的探索。我们将通过简明扼要的语言和实际代码示例,引导读者逐步构建起对人工智能技术的理解和应用能力。文章不仅涵盖Python编程的基础,还将深入探讨深度学习的核心概念、工具和实战技巧,帮助读者在AI的浪潮中找到自己的位置。
|
3天前
|
机器学习/深度学习 数据挖掘 Python
Python编程入门——从零开始构建你的第一个程序
【10月更文挑战第39天】本文将带你走进Python的世界,通过简单易懂的语言和实际的代码示例,让你快速掌握Python的基础语法。无论你是编程新手还是想学习新语言的老手,这篇文章都能为你提供有价值的信息。我们将从变量、数据类型、控制结构等基本概念入手,逐步过渡到函数、模块等高级特性,最后通过一个综合示例来巩固所学知识。让我们一起开启Python编程之旅吧!