# 基本概念

## 模块&包简介

模块：所谓模块就是一个.py文件,用来存放变量,方法的文件,便于在其他python文件中导入(通过import或from)。
包(package): 包是更大的组织单位,用来组织区别管理多个模块文件。
import 用来导入模块
from 用于从模块中导入方法(全部或部分)，也可用as 重命名导入的方法

## import & from使用方法

* import使用方法:

*import 模块 [as  别名模块]

*import 包.[N包].模块;

注：import 导入 最后一个必须是模块,而不能以包结尾

1. a)导入单模块文件（import 模块 [as  别名模块]）import导入单模块文件后，在import时会执行模块中的代码(从上到下)
2. b)导入包中的模块（import 包.[N包].模块)import导入包中的模块时，首先会执行包下的__init__.py 注：__init__.py ：用来给包做一些初始化的工作。可以为空，但必须要有
3. c)导入 包.包.模块import导入多层包中的模块时，会执行各包下的__init__.py
4. d)导入 包.包 出错

* from使用方法:

*from 包.[..包]   import 模块

*from 包.模块  import 方法

*from 模块 import 方法。

注：from 包 import *时,受__init__.py中的__all__影响，没有列出来的模块是没法导入引用的，该参数可写在模块文件中，不写表示可导出所有（即不受限），若要限制 import * 只导部分class、def等，可以在该模块的.py文件中声明 __all__ = ['class1', 'class2']

# Python 包内的导入问题（绝对导入和相对导入）

基本概念

Python 中的包，即包含 __init__.py 文件的文件夹。

对于 Python 的包内导入，即包内模块导入包内模块，存在绝对导入和相对导入问题。

普通 Python 模块的搜索路径

1. 在当前模块所在路径中搜索导入模块

2. 在环境变量 PYTHONPATH 指定的路径列表中搜索导入模块

3. 在 sys.path 指定的路径列表中搜索导入模块

Python import 的步骤

Python 所有加载的模块信息都存放在 sys.modules 字典结构中，当 import 一个模块时，会按如下步骤来进行

1. 如果 import A，检查 sys.modules 中是否已经有 A，如果有则不加载，如果没有则为 A 创建 module 对象，并加载 A，即可以重复导入，但只加载一次。
2. 如果 from A import B，先为 A 创建 module 对象，再解析 A，从中寻找 B 并填充到 A 的 __dict__ 中。

相对导入与绝对导入

绝对导入的格式为 import A.B 或 from A import B，相对导入格式为 from .A import B 或 from ..X import Y，. 代表当前模块，.. 代表上层模块，... 代表上上层模块，依次类推。

不能理解为在当前目录中查找，也不能理解为在上一层目录中查找

相对导入对于包的维护优势

相对导入可以避免硬编码带来的包维护问题，例如我们改了某一层包的名称，那么其它模块对于其子包的所有绝对导入就不能用了，但是采用相对导入语句的模块，就会避免这个问题。

需要注意：存在相对导入语句的模块，是不能直接运行的。 例如，对于如下层次结构的 Digital.py 文件，

 1 #!/usr/bin/env python
 2 # -*- coding: utf-8 -*-
 3 ##############################################################################
 4 # Purpose: to demo underlayer import upperlayer.
 5 ##############################################################################
 6 # 目录结构：
 7 #      \PHONE
 8 #      │  common_util.py   -> setup()
 9 #      │  __init__.py
10 #      │
11 #      ├─Fax
12 #      │      G3.py        -> bar()
13 #      │      __init__.py
14 #      │
15 #      ├─Mobile
16 #      │      Analog.py    -> foo()
17 #      │      Digital.py
18 #      │      __init__.py
19 #      │
20 #      ├─Pager
21 #      │      Page.py
22 #      │      __init__.py
23 #      │
24 #      └─Voice
25 #              Isdn.py
26 #              __init__.py
27 #
28 ##############################################################################
29
30 from .Analog import foo          # ValueError: Attempted relative import in non-package
31 from ..common_util import setup  # ValueError: Attempted relative import in non-package
32 from ..Fax.G3 import bar         # ValueError: Attempted relative import in non-package
33
34 if __name__ == '__main__':
35
36     foo()
37     setup()
38     bar()

如果上述代码直接运行，将导致 ValueError 异常，

ValueError: Attempted relative import in non-package

这是因为：一个模块直接运行，Python 认为这个模块就是顶层模块，不存在层次结构，所以找不到其它的相对路径。

而要正确运行，就要显式的指定路径，如下，

C:\workspace\X_python>python -m Phone.Mobile.Digital
This is foo() from Phone.Mobile.Analog
This is setup() from Phone.common_util
This is bar() from Phone.Fax.G3

当然，我们一般不会直接运行包内的某个模块，这里只是做个说明。

绝对导入对于包维护的劣势

例如，对于如下层次结构的 Digital.py 文件，

 1 #!/usr/bin/env python
 2 # -*- coding: utf-8 -*-
 3 ##############################################################################
 4 # Purpose: to demo underlayer import upperlayer.
 5 ##############################################################################
 6 # 目录结构：
 7 #      \PHONE
 8 #      │  common_util.py   -> setup()
 9 #      │  __init__.py
10 #      │
11 #      ├─Fax
12 #      │      G3.py        -> bar()
13 #      │      __init__.py
14 #      │
15 #      ├─Mobile
16 #      │      Analog.py    -> foo()
17 #      │      Digital.py
18 #      │      __init__.py
19 #      │
20 #      ├─Pager
21 #      │      Page.py
22 #      │      __init__.py
23 #      │
24 #      └─Voice
25 #              Isdn.py
26 #              __init__.py
27 #
28 ##############################################################################
29
30 # from .Analog import foo          # ValueError: Attempted relative import in non-package
31 # from ..common_util import setup  # ValueError: Attempted relative import in non-package
32 # from ..Fax.G3 import bar         # ValueError: Attempted relative import in non-package
33
34 from Phone.Mobile.Analog import foo
35 from Phone.common_util import setup
36 from Phone.Fax.G3 import bar
37
38 if __name__ == '__main__':
39
40     foo()
41     setup()
42     bar()

上述代码可以直接运行。
但是，绝对导入的硬编码模式，如果在包中存在很多 Digital.py 类似模块，都采用了 from Phone.common_util import setup 的语句，如果有一天要更改 common_util 包（文件夹）的名字，那么会影响所有相关的代码。而采用相对导入就没有这个问题。

不过，绝对导入更清晰，如果包不是特别复杂，不是特别易变，那么还是建议采用绝对导入。

相对引用注意事项

1、相对引用发生在package内部，引用模块那一级一定要有__init__.py

2、调用的脚本的位置一定要在package外，如果脚本在引用模块那一级，实际上是找不到上一级的东西的，会报错。

　　ValueError: Attempted relative import in non-package。

3、使用相对引用的模块，不能直接作为脚本跑，否则会报错

　　ValueError: Attempted relative import in non-package。

　　解决方法一： import 该脚本

　　解决方法二：python -m 该脚本，也类似import。

相对引用原理

stackoverflow中有解释：relative import依赖文件__name__，而如果跑那个脚本的话，文件名字就成了__main__，这样__package__会被设为None，而相对引用依赖__package__的值，就找不到相对引用的位置了，会报Non-package的错误，在命令行中可以用-m跑，意思是把它当作一个模块。

可以在模块当中定义一个变量__all__：

　　　　使用__all__的影响:  后面的[]里面写什么函数名，使用from 模块名 import *方式导入时导入什么  __all__如果没有这个变量将全部导入(__all__仅限 于from 模块名 import *这种导入方式)

加__all__示例：

　　运行结果：

不加__all__示例：

　　运行结果：

.pyc文件的介绍：

导入时会产生一个.pyc的字节码文件，此文件是当第一次导入时python解释器会将被导入的模块预解释成字节码的文件，下次再导入时python解释器则不会做预解释而是直接拿.pyc文件使用，这样就不会每次导入时做解释的操作，节省时间，当修改模块文件的内容时，python解释器会根据.pyc文件和模块的修改时间判断有没有对模块做修改，如果模块的修改时间比.pyc文件的晚说明模块已经被修改  Python解释器会将模块重新解释成.pyc文件。