python: import和from对模块导入的工作原理和区别_import from

目录

 

import和from的等价关系

import的工作原理

from进行引用复制

搜索路径顺序和相对导入

模块命名空间的更新原则

import和from的等价关系

       python中，import和from都可以导入模块，import是将整个模块导入并构建模块对象，模块对象就是一个命名空间，其有自己的独立的作用域；而from看似是导入模块中某些属性，但其实依然是导入整个模块，然后把部分属性对象的引用值复制到主模块的作用域中。更具体的，from module import x,y 这条语句等价于下面的语句：

import module
x=module.x
y=module.y
del module

       所以，对于from 和import之间的区别，实际上只需要看上面的等价的代码就可以了，from相比于import只是额外的多了对指定变量进行引用值的复制这一步，并且还删除了module对象，因此我们无法在主模块中获取module对象，也就无法获取module对象的其他属性。

import的工作原理

       对于import的工作原理，其会在第一次导入一个模块的时候，逐条的运行被导入模块中的语句，并构建一个模块对象，这个模块对象是一个命名空间，可以通过点号访问该对象的属性；将该模块对象会被保存在sys.modules中，sys.modules是一个字典，键是在该解释器中被导入的所有模块的名称，值是该模块的描述，包括模块在硬盘中地址的记录。要注意的是，对于被导入模块的运行，只会在其在该解释器中第一次被导入的时候才会被运行，之后如果其再次被导入，便不会再被运行；更具体的讲，一个模块被import，python会先检查sys.modules这个字典中是否有这个模块名称，如果有则会直接调用，不再重新导入运行；因此，一个模块往往只在第一次被导入时才会被运行，之后的导入都会直接调用该对象，不会再运行；当然，如果我们想要重新导入在运行，比如有时候我们更新了某个模块，这时可以用reload内置函数(2.x)或者标准模块imp中的reload函数(3.x)进行重新导入。

       这里需要特别注意的是，对于from，尽管其和import有上述的等价关系，但是del module语句并不是说将module这个对象完全删除了，其只是减少了其在模块中的一次引用，但是该模块对象在内存中依然是存在的，只有当一个对象的引用次数为0时才会被解释器回收，但是该对象依然在sys.modules中还有引用，因此该模块对象依然在内存中。对于对于from的导入，实际上并不仅仅导入了模块中特定的属性，而是整个模块依然是被完整导入了的，虽然我们无法直接在主模块中访问该对象，但是可以通过sys.modules['modulename']的方式获取该模块对象，然后再通过点号获取其所有的属性。所以，我们尽管首先进行了from式的导入，看似是导入部分属性，但是后面再通过import导入同一模块的时候，由于sys.modules中有该模块对象，因此不会再次导入再次运行。

from进行引用复制

       此外，更隐晦的一点是，由于from语句复制的是引用，两个变量的引用指向的对象值是一样的，因此如果被from导入的是一个可变对象，且对其进行了修改，那么后续import的同一模块的相应属性也会被修改，看如下例子。

#假设module.py的内容为
x=1
y=[2]
 
#先from导入y
from module import y
y[0]=[3] #修改对象y的值
 
#再import 整个模块
import module
print(module.y) #可以发现再次被导入的module中的y属性也被修改了，原因是实际上没有重新导入，而是直接调用sys.module中的该模块对象，而该对象的y属性在上述语句中被修改了，因为from只是将module.y的引用复制到主模块的变量y中，其是共享一个对象值的
 
#out: [3]

搜索路径顺序和相对导入

       import语句导入一个模块，程序搜索的顺序为：1、脚本所在的目录（如果直接运行程序脚本）或工作目录（在交互式环境下）；2、PYTHONPATH设置的路径；3、标准库目录；4、.pth配置文件里的目录。这里需要注意的是，要区分主脚本所在的目录和其他程序文件(模块)的目录，这两者可能是不同的；所以对于主模块来说，实际上首先会进行相对导入，但是对于其他非主模块来说，是无法实现相对导入的，只有在包导入的情况下可以实现包内的相对导入。总而言之，只要记住对于模块的导入，其是严格按照上述的顺序进行模块搜索的，而对于包的导入，则可以通过from . import modulename的形式，通过点号进行强制的相对导入，无论是否在主模块中。

模块命名空间的更新原则

       模块对象实际上是一个命名空间，当我们进行重新导入后，会对该命名空间进行更新。这里我们可以通过reload函数进行重新导入，也可以通过删除sys.modules中相应模块后再重新import，但是无论是那种方式进行重新导入，模块的命名空间的更新原则为：保留原属性，增添新属性，更新原属性。即尽管重新导入了，且原来的模块中的属性如果在新导入的模块中被删除了，但更新后的模块对象中依然还有原来的旧属性；如果新模块更新了旧属性或者增添了新的属性，那么这些更新也会在新的模块对象中。这里最重要的一点就是保留了新模块对象中不存在的旧属性，而不是删除。