Python炫技操作：花式导包的八种方法

2020-05-14

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作者 | 写代码的明哥

题图@视觉中国

来源 | Python编程时光（ID: Cool-Python）

今天这篇文章，跟大家分享 8 种导入模块的方法。

直接 import

人尽皆知的方法，直接导入即可

>>> import os
>>> os.getcwd
'/home/wangbm'

与此类似的还有，不再细讲

import ...
import ... as ...
from ... import ...
from ... import ... as ...

一般情况下，使用 import语句导入模块已经够用的。

但是在一些特殊场景中，可能还需要其他的导入方式。

下面我会一一地给你介绍。

使用 import

__import__函数可用于导入模块，import 语句也会调用函数。其定义为：

__import__(name[, globals[, locals[, fromlist[, level]]]])

参数介绍：

name (required): 被加载 module 的名称
globals (optional): 包含全局变量的字典，该选项很少使用，采用默认值 global
locals (optional): 包含局部变量的字典，内部标准实现未用到该变量，采用默认值 - local
fromlist (Optional): 被导入的 submodule 名称
level (Optional): 导入路径选项，Python 2 中默认为 -1，表示同时支持 absolute import 和 relative import。Python 3 中默认为 0，表示仅支持 absolute import。如果大于 0，则表示相对导入的父目录的级数，即 1 类似于 '.'，2 类似于 '..'。

使用示例如下：

>>> os = __import__('os')
>>> os.getcwd
'/home/wangbm'

如果要实现 import xx as yy的效果，只要修改左值即可如下示例，等价于import os as myos：

>>> myos = __import__('os')
>>> myos.getcwd
'/home/wangbm'

使用 importlib

importlib 是 Python 中的一个标准库，importlib 能提供的功能非常全面。

它的简单示例：

>>> import importlib
>>> myos=importlib.import_module("os")
>>> myos.getcwd
'/home/wangbm'

如果要实现 import xx as yy效果，可以这样

>>> import importlib
>>>
>>> myos = importlib.import_module("os")
>>> myos.getcwd
'/home/wangbm'

使用 imp

imp模块提供了一些 import 语句内部实现的接口。例如模块查找（find_module）、模块加载（load_module）等等（模块的导入过程会包含模块查找、加载、缓存等步骤）。可以用该模块来简单实现内建的__import__函数功能：

>>> import imp
>>> file, pathname, desc = imp.find_module('os')
>>> myos = imp.load_module('sep', file, pathname, desc)
>>> myos
<module 'sep' from '/usr/lib64/python2.7/os.pyc'>
>>> myos.getcwd
'/home/wangbm'

从 python 3 开始，内建的 reload 函数被移到了 imp 模块中。而从 Python 3.4 开始，imp 模块被否决，不再建议使用，其包含的功能被移到了 importlib 模块下。即从 Python 3.4 开始，importlib 模块是之前 imp 模块和 importlib 模块的合集。

使用 execfile

在 Python 2 中有一个 execfile 函数，利用它可以用来执行一个文件。

语法如下：

execfile(filename[, globals[, locals]])

参数有这么几个：

filename：文件名。
globals：变量作用域，全局命名空间，如果被提供，则必须是一个字典对象。
locals：变量作用域，局部命名空间，如果被提供，可以是任何映射对象。

>>> execfile("/usr/lib64/python2.7/os.py")
>>>
>>> getcwd
'/home/wangbm'

使用 exec

execfile只能在 Python2 中使用，Python 3.x 里已经删除了这个函数。

但是原理值得借鉴，你可以使用 open … read 读取文件内容，然后再用 exec 去执行模块。

示例如下：

>>> with open("/usr/lib64/python2.7/os.py", "r") as f:
... exec(f.read)
...
>>> getcwd
'/home/wangbm'

import_from_github_com

有一个包叫做import_from_github_com，从名字上很容易得知，它是一个可以从 github 下载安装并导入的包。为了使用它，你需要做的就是按照如下命令使用pip 先安装它。

$ python3 -m pip install import_from_github_com

这个包使用了PEP 302中新的引入钩子，允许你可以从github上引入包。这个包实际做的就是安装这个包并将它添加到本地。你需要 Python 3.2 或者更高的版本，并且 git 和 pip 都已经安装才能使用这个包。

pip 要保证是较新版本，如果不是请执行如下命令进行升级。

$ python3 -m pip install --upgrade pip

确保环境 ok 后，你就可以在 Python shell 中使用 import_from_github_com

示例如下

>>> from github_com.zzzeek import sqlalchemy
Collecting git+https://github.com/zzzeek/sqlalchemy
Cloning https://github.com/zzzeek/sqlalchemy to /tmp/pip-acfv7t06-build
Installing collected packages: SQLAlchemy
Running setup.py install for SQLAlchemy ... done
Successfully installed SQLAlchemy-1.1.0b1.dev0
>>> locals
{'__builtins__': <module 'builtins' (built-in)>, '__spec__': None,
'__package__': None, '__doc__': None, '__name__': '__main__',
'sqlalchemy': <module 'sqlalchemy' from '/usr/local/lib/python3.5/site-packages/
sqlalchemy/__init__.py'>,
'__loader__': <class '_frozen_importlib.BuiltinImporter'>}
>>>

看了 import_from_github_com的源码后，你会注意到它并没有使用importlib。实际上，它的原理就是使用 pip 来安装那些没有安装的包，然后使用Python的__import__函数来引入新安装的模块。

远程导入模块

我在这篇文章里（深入探讨 Python 的 import 机制：实现远程导入模块），深入剖析了导入模块的内部原理，并在最后手动实现了从远程服务器上读取模块内容，并在本地成功将模块导入的导入器。

具体内容非常的多，你可以点击这个链接进行深入学习。

示例代码如下：

# 新建一个 py 文件（my_importer.py），内容如下
import sys
import importlib
import urllib.request as urllib2

class UrlMetaFinder(importlib.abc.MetaPathFinder):
def __init__(self, baseurl):
self._baseurl = baseurl


def find_module(self, fullname, path=None):
if path is None:
baseurl = self._baseurl
else:
# 不是原定义的url就直接返回不存在
if not path.startswith(self._baseurl):
return None
baseurl = path

try:
loader = UrlMetaLoader(baseurl)
return loader
except Exception:
return None

class UrlMetaLoader(importlib.abc.SourceLoader):
def __init__(self, baseurl):
self.baseurl = baseurl

def get_code(self, fullname):
f = urllib2.urlopen(self.get_filename(fullname))
return f.read

def get_data(self):
pass

def get_filename(self, fullname):
return self.baseurl + fullname + '.py'

def install_meta(address):
finder = UrlMetaFinder(address)
sys.meta_path.Append(finder)

并且在远程服务器上开启 http 服务（为了方便，我仅在本地进行演示），并且手动编辑一个名为 my_info 的 python 文件，如果后面导入成功会打印 ok。

$ mkdir httpserver && cd httpserver
$ cat>my_info.py<EOF
name='wangbm'
print('ok')
EOF
$ cat my_info.py
name='wangbm'
print('ok')
$
$ python3 -m http.server 12800
Serving HTTP on 0.0.0.0 port 12800 (http://0.0.0.0:12800/) ...
...

一切准备好，验证开始。

>>> from my_importer import install_meta
>>> install_meta('http://localhost:12800/') # 往 sys.meta_path 注册 finder
>>> import my_info # 打印ok，说明导入成功
ok
>>> my_info.name # 验证可以取得到变量
'wangbm'

好了，8 种方法都给大家介绍完毕，对于普通开发者来说，其实只要掌握 import 这种方法足够了，而对于那些想要自己开发框架的人来说，深入学习 __import__ 以及 importlib 是非常有必要的。