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wiki/Tech/programming-language/Python/入门/模块和包.html

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<!DOCTYPE html>
<html><head><title>模块和包</title><meta charSet="utf-8"/><meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0"/><meta property="og:title" content="模块和包"/><meta property="og:description" content="Python 模块和包."/><meta property="og:image" content="https://wiki.7wate.com/static/og-image.png"/><meta property="og:width" content="1200"/><meta property="og:height" content="675"/><link rel="icon" href="../../../../static/icon.png"/><meta name="description" content="Python 模块和包."/><meta name="generator" content="Quartz"/><link rel="preconnect" href="https://fonts.googleapis.com"/><link rel="preconnect" href="https://fonts.gstatic.com"/><script async src="https://umami.7wate.com/script.js" data-website-id="c061efdc-95dd-4d21-9d04-a1ffda0a85b9"></script><script>
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<h2 id="模块">模块<a aria-hidden="true" tabindex="-1" href="#模块" class="internal"> §</a></h2>
<p>在 Python 中，模块可以分为自定义模块、内置模块（标准模块）和第三方模块。使用模块主要有以下几个好处：</p>
<ul>
<li>提高了代码的可维护性。通过将代码拆分为多个模块，可以降低每个模块的复杂性，更容易进行理解和维护。</li>
<li>重用代码。当一个模块编写完毕，就可以被其他的模块引用。这避免了“重复造轮子”，允许开发者更加专注于新的任务。</li>
<li>避免命名冲突。同名的类、函数和变量可以分别存在于不同的模块中，防止名称冲突。但也要注意尽量避免与内置函数名（类名）冲突。</li>
</ul>
<h3 id="自定义模块">自定义模块<a aria-hidden="true" tabindex="-1" href="#自定义模块" class="internal"> §</a></h3>
<p>自定义模块是开发者根据实际需求编写的代码，封装为模块方便在多个地方使用。当创建一个新的 Python 文件时，比如 <code>mymodule.py</code>，我们就创建了一个名为 <code>mymodule</code> 的模块，可以通过 <code>import mymodule</code> 来导入和使用。</p>
<div data-rehype-pretty-code-fragment><pre style="background-color:var(--shiki-color-background);" tabindex="0" data-language="python" data-theme="default"><code data-language="python" data-theme="default"><span data-line><span style="color:var(--shiki-token-comment);"># mymodule.py</span></span>
<span data-line><span style="color:var(--shiki-token-keyword);">def</span><span style="color:var(--shiki-color-text);"> </span><span style="color:var(--shiki-token-function);">hello</span><span style="color:var(--shiki-color-text);">():</span></span>
<span data-line><span style="color:var(--shiki-color-text);"> </span><span style="color:var(--shiki-token-function);">print</span><span style="color:var(--shiki-token-punctuation);">(</span><span style="color:var(--shiki-token-string-expression);">&quot;Hello, World!&quot;</span><span style="color:var(--shiki-token-punctuation);">)</span></span></code></pre></div>
<div data-rehype-pretty-code-fragment><pre style="background-color:var(--shiki-color-background);" tabindex="0" data-language="python" data-theme="default"><code data-language="python" data-theme="default"><span data-line><span style="color:var(--shiki-token-comment);"># main.py</span></span>
<span data-line><span style="color:var(--shiki-token-keyword);">import</span><span style="color:var(--shiki-color-text);"> mymodule</span></span>
<span data-line> </span>
<span data-line><span style="color:var(--shiki-color-text);">mymodule</span><span style="color:var(--shiki-token-punctuation);">.</span><span style="color:var(--shiki-token-function);">hello</span><span style="color:var(--shiki-token-punctuation);">()</span><span style="color:var(--shiki-color-text);"> </span><span style="color:var(--shiki-token-comment);"># 输出 &quot;Hello, World!&quot;</span></span></code></pre></div>
<h3 id="标准模块">标准模块<a aria-hidden="true" tabindex="-1" href="#标准模块" class="internal"> §</a></h3>
<p>Python 拥有一个强大的标准库。Python 语言的核心只包含数值、字符串、列表、字典、文件等常见类型和函数，而由 Python 标准库提供了系统管理、网络通信、文本处理、数据库接口、图形系统、XML 处理等额外的功能。如文本处理、文件系统操作、操作系统功能、网络通信、W3C 格式支持等。</p>
<p>Python 标准库中的模块可以直接通过 <code>import</code> 语句来导入。比如，我们可以导入 <code>math</code> 模块，使用其中的 <code>sqrt</code> 函数来求平方根：</p>
<div data-rehype-pretty-code-fragment><pre style="background-color:var(--shiki-color-background);" tabindex="0" data-language="python" data-theme="default"><code data-language="python" data-theme="default"><span data-line><span style="color:var(--shiki-token-keyword);">import</span><span style="color:var(--shiki-color-text);"> math</span></span>
<span data-line> </span>
<span data-line><span style="color:var(--shiki-token-function);">print</span><span style="color:var(--shiki-token-punctuation);">(math.</span><span style="color:var(--shiki-token-function);">sqrt</span><span style="color:var(--shiki-token-punctuation);">(</span><span style="color:var(--shiki-token-constant);">16</span><span style="color:var(--shiki-token-punctuation);">))</span><span style="color:var(--shiki-color-text);"> </span><span style="color:var(--shiki-token-comment);"># 输出 4.0</span></span></code></pre></div>
<h3 id="第三方模块">第三方模块<a aria-hidden="true" tabindex="-1" href="#第三方模块" class="internal"> §</a></h3>
<p>Python 拥有大量的第三方模块，这也是其核心优点之一。这些模块通常在 Python 包管理系统 <a href="https://pypi.python.org/" class="external">PyPI</a> 中注册，你可以通过 <code>pip</code> 工具来安装。</p>
<p>比如，我们可以通过 <code>pip install requests</code> 来安装 <code>requests</code> 模块，然后在代码中使用它发送 HTTP 请求：</p>
<div data-rehype-pretty-code-fragment><pre style="background-color:var(--shiki-color-background);" tabindex="0" data-language="python" data-theme="default"><code data-language="python" data-theme="default"><span data-line><span style="color:var(--shiki-token-keyword);">import</span><span style="color:var(--shiki-color-text);"> requests</span></span>
<span data-line> </span>
<span data-line><span style="color:var(--shiki-color-text);">response </span><span style="color:var(--shiki-token-keyword);">=</span><span style="color:var(--shiki-color-text);"> requests</span><span style="color:var(--shiki-token-punctuation);">.</span><span style="color:var(--shiki-token-function);">get</span><span style="color:var(--shiki-token-punctuation);">(</span><span style="color:var(--shiki-token-string-expression);">'https://www.python.org'</span><span style="color:var(--shiki-token-punctuation);">)</span></span>
<span data-line><span style="color:var(--shiki-token-function);">print</span><span style="color:var(--shiki-token-punctuation);">(response.status_code)</span><span style="color:var(--shiki-color-text);"> </span><span style="color:var(--shiki-token-comment);"># 输出 200</span></span></code></pre></div>
<h2 id="包">包<a aria-hidden="true" tabindex="-1" href="#包" class="internal"> §</a></h2>
<p>Python 为了避免模块名冲突，又引入了按目录来组织模块的方法，称为包（Package）。包是模块的集合，比模块又高一级的封装。包是一个分层次的文件目录结构，它定义了一个由模块及子包，和子包下的子包等组成的 Python 的应用环境。一般来说，包名通常为全部小写，避免使用下划线。</p>
<h3 id="标准包">标准包<a aria-hidden="true" tabindex="-1" href="#标准包" class="internal"> §</a></h3>
<p>标准包就是文件夹下必须存在 <code>__init__.py</code> 文件，该文件的内容可以为空。如果没有该文件，Python 无法识别出标准包。Python 中导入包后会初始化并执行 <code>__init__.py</code> 进行初始化；在 <code>__init__.py</code> 中，如果将 <code>__all__</code> 定义为列表，其中包含对象名称的字符串，程序就可以通过 * 的方式导入。</p>
<p>例如，我们有以下的目录结构：</p>
<div data-rehype-pretty-code-fragment><pre style="background-color:var(--shiki-color-background);" tabindex="0" data-language="markdown" data-theme="default"><code data-language="markdown" data-theme="default"><span data-line><span style="color:var(--shiki-color-text);">test.py</span></span>
<span data-line><span style="color:var(--shiki-color-text);">package_runoob</span></span>
<span data-line><span style="color:var(--shiki-color-text);">|-- </span><span style="color:var(--shiki-color-text);font-weight:bold;">__init__</span><span style="color:var(--shiki-color-text);">.py</span></span>
<span data-line><span style="color:var(--shiki-color-text);">|-- runoob1.py</span></span>
<span data-line><span style="color:var(--shiki-color-text);">|-- runoob2.py</span></span></code></pre></div>
<p>它们的代码如下：</p>
<div data-rehype-pretty-code-fragment><pre style="background-color:var(--shiki-color-background);" tabindex="0" data-language="python" data-theme="default"><code data-language="python" data-theme="default"><span data-line><span style="color:var(--shiki-token-comment);"># package_runoob/runoob1.py</span></span>
<span data-line><span style="color:var(--shiki-token-keyword);">def</span><span style="color:var(--shiki-color-text);"> </span><span style="color:var(--shiki-token-function);">runoob1</span><span style="color:var(--shiki-color-text);">():</span></span>
<span data-line><span style="color:var(--shiki-color-text);"> </span><span style="color:var(--shiki-token-function);">print</span><span style="color:var(--shiki-token-punctuation);">(</span><span style="color:var(--shiki-token-string-expression);">&quot;I'm in runoob1&quot;</span><span style="color:var(--shiki-token-punctuation);">)</span></span>
<span data-line><span style="color:var(--shiki-color-text);"> </span></span>
<span data-line><span style="color:var(--shiki-token-comment);"># package_runoob/runoob2.py</span></span>
<span data-line><span style="color:var(--shiki-token-keyword);">def</span><span style="color:var(--shiki-color-text);"> </span><span style="color:var(--shiki-token-function);">runoob2</span><span style="color:var(--shiki-color-text);">():</span></span>
<span data-line><span style="color:var(--shiki-color-text);"> </span><span style="color:var(--shiki-token-function);">print</span><span style="color:var(--shiki-token-punctuation);">(</span><span style="color:var(--shiki-token-string-expression);">&quot;I'm in runoob2&quot;</span><span style="color:var(--shiki-token-punctuation);">)</span></span>
<span data-line><span style="color:var(--shiki-color-text);"> </span></span>
<span data-line><span style="color:var(--shiki-token-comment);"># package_runoob/__init__.py</span></span>
<span data-line><span style="color:var(--shiki-token-keyword);">if</span><span style="color:var(--shiki-color-text);"> </span><span style="color:var(--shiki-token-constant);">__name__</span><span style="color:var(--shiki-color-text);"> </span><span style="color:var(--shiki-token-keyword);">==</span><span style="color:var(--shiki-color-text);"> </span><span style="color:var(--shiki-token-string-expression);">'__main__'</span><span style="color:var(--shiki-token-punctuation);">:</span></span>
<span data-line><span style="color:var(--shiki-color-text);"> </span><span style="color:var(--shiki-token-function);">print</span><span style="color:var(--shiki-token-punctuation);">(</span><span style="color:var(--shiki-token-string-expression);">'作为主程序运行'</span><span style="color:var(--shiki-token-punctuation);">)</span></span>
<span data-line><span style="color:var(--shiki-token-keyword);">else</span><span style="color:var(--shiki-token-punctuation);">:</span></span>
<span data-line><span style="color:var(--shiki-color-text);"> </span><span style="color:var(--shiki-token-function);">print</span><span style="color:var(--shiki-token-punctuation);">(</span><span style="color:var(--shiki-token-string-expression);">'package_runoob 初始化'</span><span style="color:var(--shiki-token-punctuation);">)</span></span>
<span data-line><span style="color:var(--shiki-color-text);"> </span></span>
<span data-line><span style="color:var(--shiki-token-comment);"># test.py</span></span>
<span data-line><span style="color:var(--shiki-token-keyword);">from</span><span style="color:var(--shiki-color-text);"> package_runoob</span><span style="color:var(--shiki-token-punctuation);">.</span><span style="color:var(--shiki-color-text);">runoob1 </span><span style="color:var(--shiki-token-keyword);">import</span><span style="color:var(--shiki-color-text);"> runoob1</span></span>
<span data-line><span style="color:var(--shiki-token-keyword);">from</span><span style="color:var(--shiki-color-text);"> package_runoob</span><span style="color:var(--shiki-token-punctuation);">.</span><span style="color:var(--shiki-color-text);">runoob2 </span><span style="color:var(--shiki-token-keyword);">import</span><span style="color:var(--shiki-color-text);"> runoob2</span></span>
<span data-line><span style="color:var(--shiki-color-text);"> </span></span>
<span data-line><span style="color:var(--shiki-token-function);">runoob1</span><span style="color:var(--shiki-token-punctuation);">()</span></span>
<span data-line><span style="color:var(--shiki-token-function);">runoob2</span><span style="color:var(--shiki-token-punctuation);">()</span></span>
<span data-line> </span>
<span data-line><span style="color:var(--shiki-token-comment);"># 输出</span></span>
<span data-line><span style="color:var(--shiki-token-comment);"># package_runoob 初始化</span></span>
<span data-line><span style="color:var(--shiki-token-comment);"># I'm in runoob1</span></span>
<span data-line><span style="color:var(--shiki-token-comment);"># I'm in runoob2</span></span></code></pre></div>
<h2 id="模块和包的导入">模块和包的导入<a aria-hidden="true" tabindex="-1" href="#模块和包的导入" class="internal"> §</a></h2>
<p>Python 模块是一个包含 Python 定义和语句的文件，模块可以定义函数，类和变量。模块也可以包含可执行的代码。包是一种管理 Python 模块命名空间的形式，采用 ” 点模块名称 “。</p>
<h3 id="导入方式">导入方式<a aria-hidden="true" tabindex="-1" href="#导入方式" class="internal"> §</a></h3>
<p>在 Python 中，可以通过以下四种方式导入模块或包：</p>
<h4 id="import-xxxx"><code>import xx.xx</code><a aria-hidden="true" tabindex="-1" href="#import-xxxx" class="internal"> §</a></h4>
<p>这种方式将整个模块导入。如果模块中有函数、类或变量，我们需要以 <code>module.xxx</code> 的方式调用。</p>
<div data-rehype-pretty-code-fragment><pre style="background-color:var(--shiki-color-background);" tabindex="0" data-language="python" data-theme="default"><code data-language="python" data-theme="default"><span data-line><span style="color:var(--shiki-token-comment);"># Module_a.py</span></span>
<span data-line> </span>
<span data-line><span style="color:var(--shiki-token-keyword);">def</span><span style="color:var(--shiki-color-text);"> </span><span style="color:var(--shiki-token-function);">func</span><span style="color:var(--shiki-color-text);">():</span></span>
<span data-line><span style="color:var(--shiki-color-text);"> </span><span style="color:var(--shiki-token-function);">print</span><span style="color:var(--shiki-token-punctuation);">(</span><span style="color:var(--shiki-token-string-expression);">&quot;This is module A!&quot;</span><span style="color:var(--shiki-token-punctuation);">)</span><span style="color:var(--shiki-color-text);"> </span></span>
<span data-line> </span>
<span data-line><span style="color:var(--shiki-token-comment);"># Main.py</span></span>
<span data-line> </span>
<span data-line><span style="color:var(--shiki-token-keyword);">import</span><span style="color:var(--shiki-color-text);"> module_a</span></span>
<span data-line><span style="color:var(--shiki-color-text);">module_a</span><span style="color:var(--shiki-token-punctuation);">.</span><span style="color:var(--shiki-token-function);">func</span><span style="color:var(--shiki-token-punctuation);">()</span><span style="color:var(--shiki-color-text);"> </span><span style="color:var(--shiki-token-comment);"># 调用函数</span></span></code></pre></div>
<h4 id="from-xxxx-import-xx"><code>from xx.xx import xx</code><a aria-hidden="true" tabindex="-1" href="#from-xxxx-import-xx" class="internal"> §</a></h4>
<p>这种方式从某个模块中导入某个指定的部分到当前命名空间，不会将整个模块导入。这种方式可以节省代码量，但需要注意避免名字冲突。</p>
<div data-rehype-pretty-code-fragment><pre style="background-color:var(--shiki-color-background);" tabindex="0" data-language="python" data-theme="default"><code data-language="python" data-theme="default"><span data-line><span style="color:var(--shiki-token-comment);"># Main.py</span></span>
<span data-line> </span>
<span data-line><span style="color:var(--shiki-token-keyword);">from</span><span style="color:var(--shiki-color-text);"> module_a </span><span style="color:var(--shiki-token-keyword);">import</span><span style="color:var(--shiki-color-text);"> func</span></span>
<span data-line><span style="color:var(--shiki-token-function);">func</span><span style="color:var(--shiki-token-punctuation);">()</span><span style="color:var(--shiki-color-text);"> </span><span style="color:var(--shiki-token-comment);"># 直接调用 func</span></span></code></pre></div>
<h4 id="from-xxxx-import-xx-as-rename"><code>from xx.xx import xx as rename</code><a aria-hidden="true" tabindex="-1" href="#from-xxxx-import-xx-as-rename" class="internal"> §</a></h4>
<p>为了避免命名冲突，我们可以在导入时重命名模块。</p>
<div data-rehype-pretty-code-fragment><pre style="background-color:var(--shiki-color-background);" tabindex="0" data-language="python" data-theme="default"><code data-language="python" data-theme="default"><span data-line><span style="color:var(--shiki-token-comment);"># Main.py</span></span>
<span data-line> </span>
<span data-line><span style="color:var(--shiki-token-keyword);">from</span><span style="color:var(--shiki-color-text);"> module_a </span><span style="color:var(--shiki-token-keyword);">import</span><span style="color:var(--shiki-color-text);"> func </span><span style="color:var(--shiki-token-keyword);">as</span><span style="color:var(--shiki-color-text);"> f</span></span>
<span data-line><span style="color:var(--shiki-token-function);">f</span><span style="color:var(--shiki-token-punctuation);">()</span><span style="color:var(--shiki-color-text);"> </span><span style="color:var(--shiki-token-comment);"># 使用新名称 f 来调用函数</span></span></code></pre></div>
<h4 id="from-xxxx-import-"><code>from xx.xx import \*</code><a aria-hidden="true" tabindex="-1" href="#from-xxxx-import-" class="internal"> §</a></h4>
<p>这种方式将模块中的所有内容全部导入，非常容易发生命名冲突，因此需要谨慎使用。</p>
<div data-rehype-pretty-code-fragment><pre style="background-color:var(--shiki-color-background);" tabindex="0" data-language="python" data-theme="default"><code data-language="python" data-theme="default"><span data-line><span style="color:var(--shiki-token-comment);"># Main.py</span></span>
<span data-line> </span>
<span data-line><span style="color:var(--shiki-token-keyword);">from</span><span style="color:var(--shiki-color-text);"> module_a </span><span style="color:var(--shiki-token-keyword);">import</span><span style="color:var(--shiki-color-text);"> </span><span style="color:var(--shiki-token-keyword);">*</span></span>
<span data-line> </span>
<span data-line><span style="color:var(--shiki-token-keyword);">def</span><span style="color:var(--shiki-color-text);"> </span><span style="color:var(--shiki-token-function);">func</span><span style="color:var(--shiki-color-text);">():</span></span>
<span data-line><span style="color:var(--shiki-color-text);"> </span><span style="color:var(--shiki-token-function);">print</span><span style="color:var(--shiki-token-punctuation);">(</span><span style="color:var(--shiki-token-string-expression);">&quot;This is the main module!&quot;</span><span style="color:var(--shiki-token-punctuation);">)</span></span>
<span data-line> </span>
<span data-line><span style="color:var(--shiki-token-function);">func</span><span style="color:var(--shiki-token-punctuation);">()</span><span style="color:var(--shiki-color-text);"> </span><span style="color:var(--shiki-token-comment);"># func 从 module_a 导入被 main 中的 func 覆盖</span></span></code></pre></div>
<h3 id="绝对导入">绝对导入<a aria-hidden="true" tabindex="-1" href="#绝对导入" class="internal"> §</a></h3>
<p>绝对导入使用模块的完整路径来导入。这个路径是从项目的根目录开始的，也就是说，从 Python 解释器开始搜索模块的路径。让我们通过一个示例来理解绝对导入。</p>
<p>假设我们有以下项目结构：</p>
<div data-rehype-pretty-code-fragment><pre style="background-color:var(--shiki-color-background);" tabindex="0" data-language="markdown" data-theme="default"><code data-language="markdown" data-theme="default"><span data-line><span style="color:var(--shiki-color-text);">myproject/</span></span>
<span data-line><span style="color:var(--shiki-color-text);">│</span></span>
<span data-line><span style="color:var(--shiki-color-text);">├── main.py</span></span>
<span data-line><span style="color:var(--shiki-color-text);">│</span></span>
<span data-line><span style="color:var(--shiki-color-text);">└── mypackage/</span></span>
<span data-line><span style="color:var(--shiki-color-text);"> ├── </span><span style="color:var(--shiki-color-text);font-weight:bold;">__init__</span><span style="color:var(--shiki-color-text);">.py</span></span>
<span data-line><span style="color:var(--shiki-color-text);"> ├── module_a.py</span></span>
<span data-line><span style="color:var(--shiki-color-text);"> └── subpackage/</span></span>
<span data-line><span style="color:var(--shiki-color-text);"> ├── </span><span style="color:var(--shiki-color-text);font-weight:bold;">__init__</span><span style="color:var(--shiki-color-text);">.py</span></span>
<span data-line><span style="color:var(--shiki-color-text);"> └── module_b.py</span></span></code></pre></div>
<p>在这个项目中，我们有一个主程序 <code>main.py</code> 和一个包 <code>mypackage</code>，包含了模块 <code>module_a.py</code> 和一个子包 <code>subpackage</code>，包含了模块 <code>module_b.py</code>。</p>
<p>在 <code>main.py</code> 中，我们可以使用绝对导入来导入 <code>module_a.py</code>：</p>
<div data-rehype-pretty-code-fragment><pre style="background-color:var(--shiki-color-background);" tabindex="0" data-language="python" data-theme="default"><code data-language="python" data-theme="default"><span data-line><span style="color:var(--shiki-token-comment);"># main.py</span></span>
<span data-line><span style="color:var(--shiki-token-keyword);">import</span><span style="color:var(--shiki-color-text);"> mypackage</span><span style="color:var(--shiki-token-punctuation);">.</span><span style="color:var(--shiki-color-text);">module_a</span></span></code></pre></div>
<p>在这里，<code>mypackage</code> 是项目的根目录，所以我们使用完整的路径来导入 <code>module_a</code>。</p>
<p>同样，在 <code>module_b.py</code> 中，我们可以使用绝对导入来导入 <code>module_a.py</code>：</p>
<div data-rehype-pretty-code-fragment><pre style="background-color:var(--shiki-color-background);" tabindex="0" data-language="python" data-theme="default"><code data-language="python" data-theme="default"><span data-line><span style="color:var(--shiki-token-comment);"># mypackage/subpackage/module_b.py</span></span>
<span data-line><span style="color:var(--shiki-token-keyword);">import</span><span style="color:var(--shiki-color-text);"> mypackage</span><span style="color:var(--shiki-token-punctuation);">.</span><span style="color:var(--shiki-color-text);">module_a</span></span></code></pre></div>
<h4 id="适用场景">适用场景<a aria-hidden="true" tabindex="-1" href="#适用场景" class="internal"> §</a></h4>
<p>绝对导入的适用场景包括：</p>
<ul>
<li>明确：绝对导入提供了清晰的模块路径，使得其他开发人员更容易理解模块之间的关系。</li>
<li>项目结构不变：当项目结构发生变化时，绝对导入不需要更新导入路径。</li>
<li>可移植性：如果一个包被设计成可以独立安装并作为第三方库使用，绝对导入是更好的选择。</li>
</ul>
<h3 id="相对导入">相对导入<a aria-hidden="true" tabindex="-1" href="#相对导入" class="internal"> §</a></h3>
<p>相对导入是基于当前模块文件的目录结构的。使用 <code>.</code> 表示当前目录，<code>..</code> 表示父目录，以此类推。相对导入通常用在包内部，当模块之间互相导入时。让我们通过示例来理解相对导入。</p>
<p>在 <code>module_b.py</code> 中，我们可以使用相对导入来导入同一包下的 <code>module_a.py</code>：</p>
<div data-rehype-pretty-code-fragment><pre style="background-color:var(--shiki-color-background);" tabindex="0" data-language="python" data-theme="default"><code data-language="python" data-theme="default"><span data-line><span style="color:var(--shiki-token-comment);"># mypackage/subpackage/module_b.py</span></span>
<span data-line><span style="color:var(--shiki-token-keyword);">from</span><span style="color:var(--shiki-color-text);"> </span><span style="color:var(--shiki-token-punctuation);">..</span><span style="color:var(--shiki-color-text);"> </span><span style="color:var(--shiki-token-keyword);">import</span><span style="color:var(--shiki-color-text);"> module_a</span></span></code></pre></div>
<p>在这里，<code>..</code> 表示上一级目录，即 <code>mypackage</code>，然后我们导入了 <code>module_a</code>。</p>
<h4 id="注意事项">注意事项<a aria-hidden="true" tabindex="-1" href="#注意事项" class="internal"> §</a></h4>
<p>相对导入需要一些额外的注意事项：</p>
<ul>
<li>相对导入只能用于包内部模块之间的导入，不能用于顶级模块或脚本。</li>
<li>如果直接运行一个包含相对导入的模块，可能会导致 <code>ImportError</code>。</li>
</ul>
<h4 id="适用场景-1">适用场景<a aria-hidden="true" tabindex="-1" href="#适用场景-1" class="internal"> §</a></h4>
<p>相对导入通常更适合以下情况：</p>
<ul>
<li>包内部导入：当你在包内部工作时，相对导入可以更好地保持模块的封装性和可移植性。</li>
<li>封装和模块重构：相对导入在包内部重构时特别有用，因为它减少了需要更改的导入语句的数量。</li>
</ul>
<h3 id="模块路径搜索顺序">模块路径搜索顺序<a aria-hidden="true" tabindex="-1" href="#模块路径搜索顺序" class="internal"> §</a></h3>
<p>当我们尝试导入一个模块时，Python 解释器对模块位置的搜索顺序是：</p>
<ol>
<li>Python 项目的当前目录</li>
<li>在环境变量 PYTHONPATH 中列出的所有目录</li>
<li>Python 的安装目录和其他默认目录</li>
</ol>
<p>模块搜索路径存储在 <code>sys</code> 模块的 <code>sys.path</code> 变量中。</p>
<div data-rehype-pretty-code-fragment><pre style="background-color:var(--shiki-color-background);" tabindex="0" data-language="python" data-theme="default"><code data-language="python" data-theme="default"><span data-line><span style="color:var(--shiki-token-keyword);">import</span><span style="color:var(--shiki-color-text);"> sys</span></span>
<span data-line><span style="color:var(--shiki-token-function);">print</span><span style="color:var(--shiki-token-punctuation);">(sys.path)</span></span></code></pre></div>
<h2 id="命名空间和作用域">命名空间和作用域<a aria-hidden="true" tabindex="-1" href="#命名空间和作用域" class="internal"> §</a></h2>
<p>在 Python 中，命名空间（Namespace）是从名称到对象的映射，主要用于避免命名冲突。命名空间的生命周期取决于对象的作用域，如果对象执行完成，则该命名空间的生命周期就结束。</p>
<h3 id="命名空间类型">命名空间类型<a aria-hidden="true" tabindex="-1" href="#命名空间类型" class="internal"> §</a></h3>
<p>Python 有三种命名空间：</p>
<ul>
<li><strong>内置名称（built-in names）</strong>：Python 语言内置的名称，如函数名 <code>abs</code>、<code>char</code> 和异常名称 <code>BaseException</code>、<code>Exception</code> 等。</li>
<li><strong>全局名称（global names）</strong>：模块中定义的名称，包括模块的函数、类、导入的模块、模块级别的变量和常量。</li>
<li><strong>局部名称（local names）</strong>：函数中定义的名称，包括函数的参数和局部定义的变量。</li>
</ul>
<p><img src="https://static.7wate.com/img/2022/11/20/7ee3813629181.png" alt="img"/></p>
<h3 id="作用域">作用域<a aria-hidden="true" tabindex="-1" href="#作用域" class="internal"> §</a></h3>
<p>作用域定义了命名空间可以直接访问的代码段，决定了在哪一部分程序可以访问特定的变量名。Python 的作用域一共有 4 种，分别是：</p>
<p><img src="https://static.7wate.com/img/2022/11/20/1e3af056f1ac0.png" alt="img"/></p>
<ul>
<li>L（Local）：最内层，包含局部变量，比如一个函数/方法内部。</li>
<li>E（Enclosing）：包含了非局部（non-local）也非全局（non-global）的变量。比如两个嵌套函数，一个函数（或类）A 里面又包含了一个函数 B，那么对于 B 中的名称来说 A 中的作用域就为 nonlocal。</li>
<li>G（Global）：当前脚本的最外层，比如当前模块的全局变量。</li>
<li>B（Built-in）： 包含了内建的变量/关键字等，最后被搜索。</li>
</ul>
<p>变量的查找顺序是：L —> E —> G —> B。</p>
<h3 id="代码示例">代码示例<a aria-hidden="true" tabindex="-1" href="#代码示例" class="internal"> §</a></h3>
<div data-rehype-pretty-code-fragment><pre style="background-color:var(--shiki-color-background);" tabindex="0" data-language="python" data-theme="default"><code data-language="python" data-theme="default"><span data-line><span style="color:var(--shiki-token-comment);"># 全局变量</span></span>
<span data-line><span style="color:var(--shiki-color-text);">x </span><span style="color:var(--shiki-token-keyword);">=</span><span style="color:var(--shiki-color-text);"> </span><span style="color:var(--shiki-token-constant);">10</span></span>
<span data-line><span style="color:var(--shiki-color-text);">z </span><span style="color:var(--shiki-token-keyword);">=</span><span style="color:var(--shiki-color-text);"> </span><span style="color:var(--shiki-token-constant);">40</span></span>
<span data-line> </span>
<span data-line><span style="color:var(--shiki-token-comment);"># 定义函数 foo</span></span>
<span data-line><span style="color:var(--shiki-token-keyword);">def</span><span style="color:var(--shiki-color-text);"> </span><span style="color:var(--shiki-token-function);">foo</span><span style="color:var(--shiki-color-text);">():</span></span>
<span data-line><span style="color:var(--shiki-color-text);"> </span><span style="color:var(--shiki-token-comment);"># 局部变量</span></span>
<span data-line><span style="color:var(--shiki-color-text);"> x </span><span style="color:var(--shiki-token-keyword);">=</span><span style="color:var(--shiki-color-text);"> </span><span style="color:var(--shiki-token-constant);">20</span></span>
<span data-line><span style="color:var(--shiki-color-text);"> z </span><span style="color:var(--shiki-token-keyword);">=</span><span style="color:var(--shiki-color-text);"> </span><span style="color:var(--shiki-token-constant);">50</span></span>
<span data-line> </span>
<span data-line><span style="color:var(--shiki-color-text);"> </span><span style="color:var(--shiki-token-keyword);">def</span><span style="color:var(--shiki-color-text);"> </span><span style="color:var(--shiki-token-function);">bar</span><span style="color:var(--shiki-color-text);">():</span></span>
<span data-line><span style="color:var(--shiki-color-text);"> </span><span style="color:var(--shiki-token-keyword);">nonlocal</span><span style="color:var(--shiki-color-text);"> z</span></span>
<span data-line><span style="color:var(--shiki-color-text);"> </span><span style="color:var(--shiki-token-function);">print</span><span style="color:var(--shiki-token-punctuation);">(</span><span style="color:var(--shiki-token-string-expression);">&quot;局部变量 z =&quot;</span><span style="color:var(--shiki-token-punctuation);">, z)</span><span style="color:var(--shiki-color-text);"> </span><span style="color:var(--shiki-token-comment);"># 输出 &quot;局部变量 z = 50&quot;</span></span>
<span data-line> </span>
<span data-line><span style="color:var(--shiki-color-text);"> </span><span style="color:var(--shiki-token-keyword);">def</span><span style="color:var(--shiki-color-text);"> </span><span style="color:var(--shiki-token-function);">baz</span><span style="color:var(--shiki-color-text);">():</span></span>
<span data-line><span style="color:var(--shiki-color-text);"> </span><span style="color:var(--shiki-token-keyword);">global</span><span style="color:var(--shiki-color-text);"> z</span></span>
<span data-line><span style="color:var(--shiki-color-text);"> </span><span style="color:var(--shiki-token-function);">print</span><span style="color:var(--shiki-token-punctuation);">(</span><span style="color:var(--shiki-token-string-expression);">&quot;全局变量 z =&quot;</span><span style="color:var(--shiki-token-punctuation);">, z)</span><span style="color:var(--shiki-color-text);"> </span><span style="color:var(--shiki-token-comment);"># 输出 &quot;全局变量 z = 40&quot;</span></span>
<span data-line> </span>
<span data-line><span style="color:var(--shiki-color-text);"> </span><span style="color:var(--shiki-token-function);">print</span><span style="color:var(--shiki-token-punctuation);">(</span><span style="color:var(--shiki-token-string-expression);">&quot;局部变量 x =&quot;</span><span style="color:var(--shiki-token-punctuation);">, x)</span><span style="color:var(--shiki-color-text);"> </span><span style="color:var(--shiki-token-comment);"># 输出 &quot;局部变量 x = 20&quot;</span></span>
<span data-line><span style="color:var(--shiki-color-text);"> </span><span style="color:var(--shiki-token-function);">bar</span><span style="color:var(--shiki-token-punctuation);">()</span></span>
<span data-line><span style="color:var(--shiki-color-text);"> </span><span style="color:var(--shiki-token-function);">baz</span><span style="color:var(--shiki-token-punctuation);">()</span></span>
<span data-line> </span>
<span data-line><span style="color:var(--shiki-token-comment);"># 定义函数 outer</span></span>
<span data-line><span style="color:var(--shiki-token-keyword);">def</span><span style="color:var(--shiki-color-text);"> </span><span style="color:var(--shiki-token-function);">outer</span><span style="color:var(--shiki-color-text);">():</span></span>
<span data-line><span style="color:var(--shiki-color-text);"> y </span><span style="color:var(--shiki-token-keyword);">=</span><span style="color:var(--shiki-color-text);"> </span><span style="color:var(--shiki-token-constant);">30</span><span style="color:var(--shiki-color-text);"> </span><span style="color:var(--shiki-token-comment);"># 封闭作用域变量</span></span>
<span data-line> </span>
<span data-line><span style="color:var(--shiki-color-text);"> </span><span style="color:var(--shiki-token-keyword);">def</span><span style="color:var(--shiki-color-text);"> </span><span style="color:var(--shiki-token-function);">inner</span><span style="color:var(--shiki-color-text);">():</span></span>
<span data-line><span style="color:var(--shiki-color-text);"> </span><span style="color:var(--shiki-token-keyword);">nonlocal</span><span style="color:var(--shiki-color-text);"> y</span></span>
<span data-line><span style="color:var(--shiki-color-text);"> </span><span style="color:var(--shiki-token-function);">print</span><span style="color:var(--shiki-token-punctuation);">(</span><span style="color:var(--shiki-token-string-expression);">&quot;封闭作用域 y =&quot;</span><span style="color:var(--shiki-token-punctuation);">, y)</span><span style="color:var(--shiki-color-text);"> </span><span style="color:var(--shiki-token-comment);"># 输出 &quot;封闭作用域 y = 30&quot;</span></span>
<span data-line> </span>
<span data-line><span style="color:var(--shiki-color-text);"> </span><span style="color:var(--shiki-token-function);">inner</span><span style="color:var(--shiki-token-punctuation);">()</span></span>
<span data-line> </span>
<span data-line><span style="color:var(--shiki-token-comment);"># 执行函数</span></span>
<span data-line><span style="color:var(--shiki-token-function);">foo</span><span style="color:var(--shiki-token-punctuation);">()</span></span>
<span data-line><span style="color:var(--shiki-token-function);">print</span><span style="color:var(--shiki-token-punctuation);">(</span><span style="color:var(--shiki-token-string-expression);">&quot;全局变量 x =&quot;</span><span style="color:var(--shiki-token-punctuation);">, x)</span><span style="color:var(--shiki-color-text);"> </span><span style="color:var(--shiki-token-comment);"># 输出 &quot;全局变量 x = 10&quot;</span></span>
<span data-line><span style="color:var(--shiki-token-function);">outer</span><span style="color:var(--shiki-token-punctuation);">()</span></span>
<span data-line> </span>
<span data-line><span style="color:var(--shiki-token-comment);"># 调用内置函数</span></span>
<span data-line><span style="color:var(--shiki-token-function);">print</span><span style="color:var(--shiki-token-punctuation);">(</span><span style="color:var(--shiki-token-function);">abs</span><span style="color:var(--shiki-token-punctuation);">(</span><span style="color:var(--shiki-token-keyword);">-</span><span style="color:var(--shiki-token-constant);">5</span><span style="color:var(--shiki-token-punctuation);">))</span><span style="color:var(--shiki-color-text);"> </span><span style="color:var(--shiki-token-comment);"># 输出 5</span></span></code></pre></div>
<p>这个例子展示了 Python 中的作用域和命名空间的概念。在函数 <code>foo</code> 中，变量 <code>x</code> 和 <code>z</code> 是局部变量，只在 <code>foo</code> 函数内部可见。函数 <code>bar</code> 和 <code>baz</code> 改变了 <code>z</code> 的作用域，<code>bar</code> 定义 <code>z</code> 为封闭作用域（<code>foo</code> 函数的作用域），而 <code>baz</code> 定义 <code>z</code> 为全局作用域。函数 <code>outer</code> 和 <code>inner</code> 展示了封闭作用域变量的使用，<code>outer</code> 函数内的 <code>y</code> 变量在 <code>inner</code> 函数中也可见。</p>
<p>最后，我们调用了内置函数 <code>abs</code>，这是一个内置命名空间的例子。所有的内置函数和关键字都在 Python 的内置命名空间中，无需导入就可以直接使用。</p></article></div><div class="right sidebar"><div class="graph "><h3>Graph View</h3><div class="graph-outer"><div id="graph-container" data-cfg="{&quot;drag&quot;:true,&quot;zoom&quot;:true,&quot;depth&quot;:1,&quot;scale&quot;:1.1,&quot;repelForce&quot;:0.5,&quot;centerForce&quot;:0.3,&quot;linkDistance&quot;:30,&quot;fontSize&quot;:0.6,&quot;opacityScale&quot;:1,&quot;showTags&quot;:true,&quot;removeTags&quot;:[]}"></div><svg version="1.1" id="global-graph-icon" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" xmlnsXlink="http://www.w3.org/1999/xlink" x="0px" y="0px" viewBox="0 0 55 55" fill="currentColor" xmlSpace="preserve"><path d="M49,0c-3.309,0-6,2.691-6,6c0,1.035,0.263,2.009,0.726,2.86l-9.829,9.829C32.542,17.634,30.846,17,29,17
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s-1.794-4-4-4c-0.74,0-1.424,0.215-2.019,0.567l-7.669-7.669C36.366,28.542,37,26.846,37,25s-0.634-3.542-1.688-4.897l9.665-9.665
C46.042,11.405,47.451,12,49,12c3.309,0,6-2.691,6-6S52.309,0,49,0z M11,9c0-1.103,0.897-2,2-2s2,0.897,2,2s-0.897,2-2,2
S11,10.103,11,9z M6,51c-2.206,0-4-1.794-4-4s1.794-4,4-4s4,1.794,4,4S8.206,51,6,51z M33,49c0,2.206-1.794,4-4,4s-4-1.794-4-4
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function toggleCallout() {
const outerBlock = this.parentElement;
outerBlock.classList.toggle(`is-collapsed`);
const collapsed = outerBlock.classList.contains(`is-collapsed`);
const height = collapsed ? this.scrollHeight : outerBlock.scrollHeight;
outerBlock.style.maxHeight = height + `px`;
let current = outerBlock;
let parent = outerBlock.parentElement;
while (parent) {
if (!parent.classList.contains(`callout`)) {
return;
}
const collapsed2 = parent.classList.contains(`is-collapsed`);
const height2 = collapsed2 ? parent.scrollHeight : parent.scrollHeight + current.scrollHeight;
parent.style.maxHeight = height2 + `px`;
current = parent;
parent = parent.parentElement;
}
}
function setupCallout() {
const collapsible = document.getElementsByClassName(
`callout is-collapsible`
);
for (const div of collapsible) {
const title = div.firstElementChild;
if (title) {
title.removeEventListener(`click`, toggleCallout);
title.addEventListener(`click`, toggleCallout);
const collapsed = div.classList.contains(`is-collapsed`);
const height = collapsed ? title.scrollHeight : div.scrollHeight;
div.style.maxHeight = height + `px`;
}
}
}
document.addEventListener(`nav`, setupCallout);
window.addEventListener(`resize`, setupCallout);
</script><script type="module">
import mermaid from 'https://cdn.jsdelivr.net/npm/mermaid/dist/mermaid.esm.min.mjs';
const darkMode = document.documentElement.getAttribute('saved-theme') === 'dark'
mermaid.initialize({
startOnLoad: false,
securityLevel: 'loose',
theme: darkMode ? 'dark' : 'default'
});
document.addEventListener('nav', async () => {
await mermaid.run({
querySelector: '.mermaid'
})
});
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