当前位置：首页 > ds >正文

Python包、模块、类的导入语法与机制解析

ds 2025/5/16 10:20:51

1、核心概念：包、模块、类

在理解导入语法前，需要先明确几个核心概念：

概念	定义	示例
包	包含多个模块的目录，需通过 `__init__.py` 文件声明（Python 3.3+ 可选）。	目录 `mypackage` 下有 `submodule1.py` 和 `submodule2.py`，且含 `__init__.py`
模块	单个 `.py` 文件，包含函数、类、变量等代码，用于实现特定功能。	`math.py`（标准库模块）、`my_module.py`（自定义模块）
类	模块或包中的代码结构，用于封装数据和方法。	`datetime` 模块中的 `datetime` 类（`from datetime import datetime`）

2、导入的常见语法

导入（Import） 是将其他模块/包中的代码对象（类、函数、变量等）加载到当前代码的命名空间中，使其可以被直接调用。

Python 的导入语法是from...import...，从“源”中导入“目标对象”

from 用于指定“源”，模块或包（可选，无 from 时直接导入模块/包）；
import 用于指定“目标对象”，模块、子包、类、函数、变量等（必须，是导入操作的核心）。

2.1、直接导入模块或包（无 `from`）

语法：import source
说明：source 可以是模块（.py 文件）或包（目录），将整个源加载到当前命名空间，访问时需通过 源名.对象名。

示例：

# 导入模块（如标准库 math）
import math
print(math.pi)  # 访问模块内的变量# 导入包（如自定义包 mypackage）
import mypackage  # 需确保 mypackage 所在目录在 sys.path 中
mypackage.module_a.func_a()  # 访问包内子模块的函数（需 mypackage/__init__.py 暴露模块）

2.2、导入时重命名（模块/包均可）

语法：import source as alias
说明：为模块或包起别名，简化后续调用（尤其适合名称过长或避免命名冲突）。

示例：

# 模块重命名（科学计算常用）
import numpy as np  # 用 np 代替 numpy
arr = np.array([1, 2, 3])# 包重命名（自定义包）
import mypackage as mp  # 用 mp 代替 mypackage
mp.module_a.func_a()  # 调用包内子模块的函数

2.3、从源（模块/包）中导入特定对象

语法：from source import target
说明：source 是模块或包（支持层级路径），target 是源中的对象（类、函数、变量、子模块、子包等）。

示例：

# 从模块中导入类（最常见场景）
from datetime import datetime  # source=模块 datetime，target=类 datetime
now = datetime.now()# 从包中导入子模块（自定义包场景）
from mypackage import module_a  # source=包 mypackage，target=子模块 module_a
module_a.func_a()  # 直接使用子模块的函数# 从子包中导入模块（层级路径）
from mypackage.subpackage import module_b  # source=子包 mypackage.subpackage，target=模块 module_b
module_b.ClassB().method()  # 使用子包模块中的类

2.4、从源中导入多个对象（模块/包均可）

语法：from source import target1, target2, ...
说明：同时导入源中的多个对象（类型可混合：类、函数、子模块等）。

示例：

# 从模块中导入多个函数/变量
from math import pi, sqrt  # 导入变量 pi 和函数 sqrt
print(pi)
print(sqrt(25))# 从包中导入多个子模块
from mypackage import module_a, subpackage  # 导入子模块 module_a 和子包 subpackage
module_a.func_a()
subpackage.module_b.func_b()  # 调用子包模块的函数

2.5、从源中导入所有对象（不推荐）

语法：from source import *
说明：导入源中所有非下划线开头的对象（类、函数、变量、子模块等），但强烈不推荐（易导致命名冲突，代码可读性差）。

示例：

# 从模块导入所有对象（如 math）
from math import *  # 导入 pi、sqrt、sin 等所有对象
print(pi)
print(sin(0))# 从包导入所有对象（需包的 __init__.py 定义 __all__ 控制导出）
from mypackage import *  # 导入 mypackage 中 __all__ 声明的子模块/对象
module_a.func_a()  # 若 __all__ 包含 module_a 则可用

3、导入的机制

3.1、导入的优先级（从高到低）

内置模块
- 存储位置：C 语言实现，集成在 Python 解释器内存中（无物理文件）。
- 加载时机：Python 启动时自动加载，优先于所有磁盘路径。
当前目录
- 存储位置：脚本所在目录（或交互式环境的终端工作目录）。
- 作用时机：本地自定义模块（如 my_module.py）的优先搜索路径。
环境变量PYTHONPATH
- 存储位置：用户通过环境变量自定义的额外搜索目录（如 export PYTHONPATH=/my/lib）。
- 加载时机：Python 启动时自动读取，路径按顺序添加到 sys.path 中。
标准库目录
- 存储位置：Python 安装路径下的 lib 目录（如 /usr/lib/python3.12）。
- 内容时机：包含标准库的 .py 文件、.pyc 预编译文件及 C 扩展（.so/.pyd）。