Как работают импорты в Python
Авторизуйтесь
Как работают импорты в Python
Порой бывает трудно правильно реализовать import с первого раза, особенно если мы хотим добиться правильной работы на плохо совместимых между собой версиях Python 2 и Python 3. Попытаемся разобраться, что из себя представляют импорты в Python и как написать решение, которое подойдёт под обе версии языка.
Содержание
Ключевые моменты
Основные определения
Пример структуры директорий
Что делает import
Основы import и sys.path
Вот как оператор import производит поиск нужного модуля или пакета согласно документации Python:
Программы могут изменять переменную sys.path после её инициализации. Директория, содержащая запускаемый скрипт, помещается в начало поиска перед путём к стандартной библиотеке. Это значит, что скрипты в этой директории будут импортированы вместо модулей с такими же именами в стандартной библиотеке.
17–19 декабря, Онлайн, Беcплатно
Кроме того, импорты в Python регистрозависимы: import Spam и import spam — разные вещи.
Функцию pkgutil.iter_modules() (Python 2 и Python 3) можно использовать, чтобы получить список всех модулей, которые можно импортировать из заданного пути:
Чуть подробнее о sys.path
Документация Python описывает sys.path так:
Список строк, указывающих пути для поиска модулей. Инициализируется из переменной окружения PYTHONPATH и директории по умолчанию, которая зависит от дистрибутива Python.
Документация к интерфейсу командной строки Python добавляет информацию о запуске скриптов из командной строки. В частности, при запуске python
Импортирование модулей в Python
В Пайтоне имеется большое количество заранее написанных кодов, которые также известны как модули и пакеты. Модуль – это один файл, импортируемый Пайтоном, в то время как пакет состоит из двух и более модулей. Пакеты импортируются таким же образом, как и модули. Каждый сохраненный вами скрипт в Пайтоне является модулем. Это, конечно, может быть далеко не самым полезным модулем, но тем не менее. В данном разделе мы рассмотрим, как импортировать модули при помощи нескольких различных методов.
Импортируем модуль «this»
В Пайтоне есть ключевые слова для импорта модулей. Попробуйте вот этот:
Запустив данный код в своем интерпретаторе, вы увидите что-то в таком духе:
Поздравляем, вы нашли «пасхальное яйцо» в Пайтоне, также известное как «Дзен». Это одна из лучших неофициальных частей работы в Пайтон. Сам по себе модуль this не делает ничего особенного, только показывает оригинальный способ импорта чего-либо. Теперь давайте импортируем что-нибудь, чем мы сможем воспользоваться в будущем, к примеру, модуль math:
В примере выше мы импортировали модуль math и сделали что-то новое. Мы вызвали одну из функций модуля – sqrt (т.е. square root – квадратный корень). Для вызова метода импортированного модуля, нам нужно использовать следующий синтаксис: module_name.method_name(аргумент). В данном примере мы нашли квадратный корень от 4. В модуле math есть много других функций, которыми мы можем воспользоваться, такие как нахождение косинуса, факториал, логарифмы и другие. Вы можете призывать эти функции таким же образом, как и с функцией sqrt. Единственное, в чем вам нужно удостовериться – принимают ли они большее количество аргументов или нет. Теперь посмотрим на другой способ импорта.
Использование from в импорте
Некоторые люди не очень любят обозначать все, что они пишут названиями модулей. Впрочем, в Пайтоне есть решение и для этого. Вы можете импортировать из модуля только те функции, которые вам нужны. Представим, что нам нужно импортировать только функцию sqrt:
Это работает именно так, как читается: функция sqrt импортируется из модуля math. Попробую объяснить это иначе. Мы использовали ключевое слово from для импорта функции sqrt из модуля math. Мы также можем использовать этот метод для импорта нескольких функций из модуля math:
В данном примере мы импортировали как sqrt так и pi. Перед тем как обратиться к pi, стоит обратить внимание на то, что это не функция, которую вы вызываете, а величина.
Заказать дешевых подписчиков в группу ВК с качественными страницами можно на сервисе https://doctorsmm.com/. Вам также будет предложен широкий выбор формата ресурса и скорости его поступления. Обратите внимание, что практически на каждую услугу действуют внушительные оптовые скидки и гарантии. Не упустите свое выгодное предложение!
Когда вы выполняете импорт, вы действительно можете сделать это с величинами, функциями, даже с другим модулем. Есть еще один способ импорта, на который стоит обратить внимание. Давайте импортируем вообще всё!
Есть вопросы по Python?
На нашем форуме вы можете задать любой вопрос и получить ответ от всего нашего сообщества!
Telegram Чат & Канал
Вступите в наш дружный чат по Python и начните общение с единомышленниками! Станьте частью большого сообщества!
Паблик VK
Одно из самых больших сообществ по Python в социальной сети ВК. Видео уроки и книги для вас!
Импорт всего
В Пайтоне предусмотрена возможность импорта всех функций, переменных и модулей за раз. Это может быть плохой идеей, так как такой импорт может засорить ваше пространство имен. Пространство имен – это место, в котором находятся все ваши переменные, пока работает программа. К примеру, у вас есть своя переменная под названием sqrt:
Только что вы сделали функцию sqrt переменной, значение которой 5. Это называется затенением (shadowing). Это особенно хитрый способ упрощения своей жизни, когда вы выполняете импорт всего из модуля. Давайте взглянем:
По этой причине, в большинстве случаев рекомендуется использовать один из указанных в данном разделе способов для импорта. Но есть и несколько исключений из этого правила. В некоторых модулях импорт предусмотрен заранее, это возможно благодаря методу “*”. Одним из ярких примеров является Tkinter – набор инструментов, работающий с Пайтоном, который позволяет пользователю создавать пользовательские интерфейсы на рабочем столе. Причина, по которой определенно удобно импортировать через Tkinter заключается в том, что модули все имеют имена, так что вероятность повторного использования стремится к нулю.
Подведем итоги
Теперь вы знаете все об импорте в Пайтоне. Существуют десятки модулей, которые включены в Пайтон и которые вы можете применять для поднятия функционала своих программ. Вы можете использовать встроенные модули для запросов ОС, получить информацию из реестра Windows, настроить утилиты ведения журнала, выполнять анализ XML и многое, многое другое.
Являюсь администратором нескольких порталов по обучению языков программирования Python, Golang и Kotlin. В составе небольшой команды единомышленников, мы занимаемся популяризацией языков программирования на русскоязычную аудиторию. Большая часть статей была адаптирована нами на русский язык и распространяется бесплатно.
E-mail: vasile.buldumac@ati.utm.md
Образование
Universitatea Tehnică a Moldovei (utm.md)
Полное руководство по использованию инструкции import в Python
Общее / Ключевые моменты
Основные определения
Пример структуры директории
Основы использования оператора import и переменной sys.path
В соответствии с документацией Python, оператор import ищет корректный модуль или пакет для импорта в соответствии со следующими правилами.
Функция pkgutil.iter_modules (Python 2 и 3) может использоваться для получения списка всех импортируемых модулей по заданному пути:
Подробнее о sys.path
Документация Python для sys.path описывает это следующим образом.
Давайте рассмотрим порядок, в соответствии с которым интерпретатор Python ищет модули для импорта:
Все о __init__.py
Файл __init__.py выполняет 2 функции.
Преобразование папки сценариев в импортируемый пакет модулей
Это НЕ применимо к Python 3.3 и выше, благодаря принятию неявных пространств имен пакетов. В принципе, Python 3.3+ рассматривает все папки как пакеты, поэтому пустые файлы __init__.py больше не нужны и могут быть опущены.
Запуск кода инициализации пакета
Рассмотрим следующий пример.
Листинг файла test/packA/a1.py :
Листинг файла test/packA/__init__.py :
Листинг файла test/start.py :
Команда python start.py выведет следующее:
Использование объектов из импортированного модуля или пакета
Существует четыре различных вида синтаксиса для записи операторов импорта.
Решение №1:
затем мы можем вызывать функцию непосредственно по имени:
Решение №2:
затем мы должны будем использовать в качестве префикса к имени функции имя модуля.
Решение №3:
Далее необходимо использовать полный путь:
Использование dir() для проверки содержимого импортированного модуля
Импорт пакетов
Импорт пакета концептуально эквивалентен импорту файла __init__.py из папки пакета в качестве модуля. И действительно это так. Вот как Python рассматривает импортируемый пакет:
Импорт с использованием абсолютных и относительных путей
Импорт по относительному пути использует относительный путь (начинающийся с пути к текущему модулю) до требуемого для импорта модуля. Существует два вида импорта с использованием относительного пути:
В документации Python говорится о том, как Python 3+ обрабатывает импорт по относительному пути:
В целом импорт по абсолютному пути предпочтительнее чем по относительному. Их использование позволяет избежать путаницы между явным или неявным импортом. Кроме того, любой сценарий, который использует явный импорт по относительному пути, не может быть запущен напрямую:
Обратите внимание, что импорт по относительному пути основан на имени текущего модуля. Поскольку имя основного модуля всегда «main», то модули, предназначенные для использования в качестве основного модуля приложения Python, должны всегда использовать импорт по абсолютному пути.
Источники: Python 2 и 3.
Примеры
Пример 1: содержание sys.path заранее известно
Пример 2: содержание sys.path может изменяться
Часто мы хотим гибко использовать сценарии Python независимо от того выполняются ли они в командной строке или импортированы как модуль в другой скрипт. Как будет показано ниже, здесь мы столкнемся с проблемами, а в особенности в коде написанном на Python 3.
Таким образом, по использованию инструкции import в файле a2.py имеем:
Решение (обходной путь решения проблемы): Мне ничего не известно о простом и наглядном способе решения этой проблемы. Вот некоторые обходные пути:
ПРИМЕЧАНИЕ. Обычно этот метод работает. Однако в некоторых установках Python переменная __file__ может быть некорректной. В этом случае вам нужно будет использовать встроенный в стандартную библиотеку Python пакет inspect. Ознакомьтесь с вопросом на StackOverflow для правильного использования приведенных выше инструкций.
Пример 3: содержание sys.path может изменяться (вариант 2)
В этом случае Решение №1 не будет работать. Но другие будут.
Пример 4: Импорт из родительской директории
Если мы не собираемся модифицировать переменные PYTHONPATH и sys.path в коде, то в этом случае основным ограничением импорта является следующее: При непосредственном запуске скрипта через консоль невозможно импортировать что-либо из его родительского каталога.
Python 2 VS. Python 3
Введение в Python
Поиск
Новое на сайте
Модули в Python
Система модулей позволяет вам логически организовать ваш код на Python. Группирование кода в модули значительно облегчает процесс написания и понимания программы. Говоря простым языком, модуль в Python это просто файл, содержащий код на Python. Каждый модуль в Python может содержать переменные, объявления классов и функций. Кроме того, в модуле может находиться исполняемый код.
Команда import в Python:
Вы можете использовать любой питоновский файл как модуль в другом файле, выполнив в нем команду import. Команда import в Python обладает следующим синтаксисом:
Когда интерпретатор Python встречает команду import, он импортирует (дает доступ) этот модуль, если он присутствует в пути поиска Python. Путь поиска Python это список директорий, в которых интерпретатор производит поиск перед попыткой загрузить модуль. Например, чтобы использовать модуль math следует написать:
Важно знать, что модуль загружается лишь однажды, независимо от того, сколько раз он был импортирован. Это препятствует цикличному выполнению содержимого модуля.
Однако это конструкцию следует использовать с осторожностью, поскольку при импортировании нескольких модулей можно запутаться в своем собственном коде.
Местонахождение модулей в Python:
Когда вы импортируете модуль, интерпретатор Python ищет этот модуль в следующих местах:
Директория, в которой находится файл, в котором вызывается команда импорта
Если модуль не найден, Python ищет в каждой директории, определенной в консольной переменной PYTHONPATH.
Если и там модуль не найден, Python проверяет путь заданный по умолчанию
Путь поиска модулей сохранен в системном модуле sys в переменной path. Переменная sys.path содержит все три вышеописанных места поиска модулей.
Получение списка всех модулей Python установленных на компьютере:
Для того, чтобы получить список всех модулей, установленных на вашем компьютере достаточно выполнить команду:
Через несколько секунд вы получите список всех доступных модулей.
Создание своего модуля в Python:
А во втором вызовем эту функцию:
Выполнив код второго файла получим:
Hello from module_1
Функция dir():
Встроенная функция dir() возвращает отсортированный список строк, содержащих все имена, определенные в модуле.
Архитектура программы на Python:
Код на Python может быть организован следующим образом:
Пакеты модулей в Python:
Отдельные файлы-модули с кодом на Python могут объединяться в пакеты модулей. Пакет это директория (папка), содержащая несколько отдельных файлов-скриптов.
Например, имеем следующую структуру:
В файле inside_file.py определена некая функция foo. Тогда чтобы получить доступ к функции foo, в файле my_file следует выполнить следующий код:
from my_package.inside_file import foo
Так же обратите внимание на наличие внутри директории my_package файла __init__.py. Это может быть пустой файл, который сообщает Python, что данная директория является пакетом модулей. В Python 3.3 и выше включать файл __init__.py в пакет модулей стало необязательно, однако, рекомендуется делать это ради поддержки обратной совместимости.
Система импорта в Python.
Оператор import является наиболее распространенным способом вызова определений модуля, но это не единственный способ. Такие функции, как importlib.import_module() и встроенная функция __import__() также могут быть использованы для вызова механизма импорта.
Прямой вызов функции __import__() выполняет только поиск модуля и, если он найден, операцию инициализации модуля. Только оператор import выполняет операцию привязки имени к пространству имен вызывающей стороны.
importlib
Спецификация инструкции import в Python.
Базовая инструкция `import`, без оператора `from`, выполняется в два этапа. Поиск модуля, загрузка и инициализация его при необходимости. Определение имени или имён, в локальном пространстве имен, для области, в которой выполняется инструкция import.
Определение модуля и его импорт в Python.
Конструкция импорта import modulle as name в Python.
Содержимое модуля можно импортировать из определения функции. В этом случае импорт не выполняется до тех пор, пока не будет вызвана функция
Конструкция импорта from modulle import names в Python.
Альтернативная форма инструкции `import` позволяет импортировать отдельные объекты из модуля непосредственно в область видимости вызывающего объекта (другого модуля или скрипта)
Конструкция импорта from modulle import name as alt_name в Python.
Можно импортировать отдельные объекты модуля, но ввести их в глобальную область видимости скрипта с альтернативными именами
Как Python ищет импортируемый модуль
Каталог, из которого был запущен скрипт. Список каталогов, содержащихся в переменной окружения `PYTHONPATH`. Список каталогов, настроенных во время установки Python.
Список имен, определенных в модуле Python.
Встроенная функция `dir()` возвращает список определенных имен в пространстве имен. Если задан аргумент, который является именем модуля, `dir()` перечисляет имена, определенные в модуле.
Выполнение модуля как скрипта в Python.
Когда файл `.py` импортируется как модуль, Python устанавливает специальную переменную `__name__` в имя модуля. Однако, если файл выполняется как автономный сценарий, `__name__` устанавливается в строку `__main__`.
Перезагрузка модуля в Python.
Если в модуль вносятся изменения то его нужно перезагружать, что бы изменения вступили в силу. Для этого нужно либо перезапустить интерпретатор, либо использовать функцию `importlib.reload()` из модуля `importlib`
Пакеты модулей в Python.
Пакеты позволяют иерархически структурировать пространство имен модуля с использованием точечной нотации. Точно так же, как модули помогают избежать коллизий между именами глобальных переменных, пакеты помогают избежать коллизий между именами модулей
Файл пакета __init__.py в Python.
Если файл с именем __init__.py присутствует в каталоге пакета, то он вызывается при импорте пакета или модуля в пакете. Это может быть использовано для выполнения кода инициализации пакета, например инициализации данных уровня пакета.
Переменная __all__ в пакетах и модулях в Python.
Если `__init__.py` файл в каталоге пакета содержит список с именем `__all__`, он считается списком модулей, которые должны быть импортированы при обнаружении инструкции `from
Переменная пакета __path__ в Python.
Атрибут пакета `__path__` используется при импорте его подпакетов. В механизме импорта он работает почти так же, как `sys.path` и предоставление списка местоположений для поиска модулей во время импорта.
Относительный импорт пакетов в Python.
Относительный импорт использует опережающие точки.
Вложенные подпакеты в Python.
Пакеты могут содержать вложенные подпакеты произвольной глубины. Для отделения имени пакета от имени вложенного пакета используется дополнительная точечная нотация
Пространства имен пакета в Python.
В настоящее время Python предоставляет pkgutil.extend_path для обозначения пространства имен пакета. `setuptools` предоставляет аналогичную функцию с именем `pkg_resources.declare_namespace`.
Настройка доступа к атрибутам модуля в Python.
Специальные имена __getattr__ и __dir__ также могут использоваться для настройки доступа к атрибутам модуля. Функция __getattr__ на уровне модуля должна принимать один аргумент, который является именем атрибута, и возвращать вычисленное значение или вызывать AttributeError.