python模块导入原理

今日在自学Python，借此机会，正好重新开始写博文，既可以巩固Python的知识，也可顺便提高一下文笔。

一、python模块基础

言归正传，Python的模块是python语言中代码复用的最高级别，也是系统命名空间的的划分标准，也是供顶层文件（就是包含程序主要控制流程的部分）调用的工具库文件。实现模型其实很简单，任何一个python文件都可以当做模型通过import进行导入。而python的import与c或者c++的include的原理并不相同，举个例子就是：

a.py:

message="test"
def printer():
print("test")

b.py:

import a
a.printer()

通过import 就是可以让b.py文件的顶层可以通过变量名b来获得所有的b.py在顶层定义的所有对象，比如message,printer。

二、import工作原理

之前提到python的import并不等同与c或者c++的include，因为import并不是把一个文件文本直接插入到另外一个文件中而已，在编译时进行；import其实是运行时的运算。

在程序第一次导入指定文件时，会执行三个步骤：

1.找到模块文件。

注意两点，1 导入时不需要加上文件的路径 2 导入时不需要加上文件的后缀名。

模块搜索路径：

*程序主目录

*PYTHONPATH目录

*标准链接库目录

*.pth文件目录

前三个估计大家都很了解，第四个是指python运行用户把有效的路径添加到模块搜索路径中去，也就是在.pth文件中一行一行的列出来。

2.编译成字节码（如果必要时）。

如果导入的文件并没有被编译成字节码，python会将起进行解释，如果已经存在.pyc的文件，python会检查字节码的时间戳，如果比源码的时间戳旧，程序运行时便会从新编译成为新的字节码，否则跳过编译过程。

3.执行模块的代码来创建其所定义的对象。

程序会讲导入的文件从头到尾执行一遍，在此过程中任何对变量名进行的赋值操作，都会产生得到的模块文件的属性，但是要注意这些对变量名的赋值操作必须是在模块文件的顶层进行的操作，例如使用def语句来定义函数，模块文件中便会添加这个定义的函数属性。

三、import，from，reload

import使一个变量名引用整个模块对象，我们可以通过模块名来得到或者使用该模块的属性；而from语句是将变量名复制到另一个作用域，我们可以在脚本重直接使用复制后的变量名。

需要注意的问题是导入只会发生一次，当第二次导入时，程序不会执行import工作原理中的三个步骤，而是从python内部模块表中取出已经创建的模块对象。

reload则可以从新导入模块，实现在不中断程序的前提下，重新执行import工作原理中所说的三个步骤，导入模块。reload会在模块当前的命名空间内执行模块文件的新的代码，让导入模块文件重顶层语句执行来对变量名进行从新赋值。reload会影响所有的import语句，而只会对之后使用的from语句有影响，也就是说，对于在reload之前使用from语句复制获得变量是不受reload影响的。