python的import问题

- 原理
在Python中，一个.py文件就称之为一个模块（Module），包含.py文件的文件夹，且里面有一个__init_.py的文件夹称为包（Package），init.py可以是空文件，也可以有Python代码，因为__init__.py本身就是一个模块，它的模块名就是包名。在python脚本被执行，python导入其他包或模块时，python会根据sys.path列表里的路径寻找这些包或模块。如果没找到的话，程序就会报错。

>>> import sys
>>> print(sys.path)
['', 'C:\\Users\\SONG\\Anaconda3\\python37.zip', 'C:\\Users\\SONG\\Anaconda3\\DLLs', 'C:\\Users\\SONG\\Anaconda3\\lib', 'C:\\Users\\SO
NG\\Anaconda3', 'C:\\Users\\SONG\\AppData\\Roaming\\Python\\Python37\\site-packages', 'C:\\Users\\SONG\\Anaconda3\\lib\\site-packages'
, 'C:\\Users\\SONG\\Anaconda3\\lib\\site-packages\\win32', 'C:\\Users\\SONG\\Anaconda3\\lib\\site-packages\\win32\\lib', 'C:\\Users\\S
ONG\\Anaconda3\\lib\\site-packages\\Pythonwin']

程序中要导入包或模块就需要在这些路径中进行查找，分为三种情况：
① 当前执行脚本（主动执行，而不是被其他模块调用）所在路径。上面例子是在交互界面进行操作，没有执行脚本，所以为空字符串。
②python内置的标准库路径，PYTHONPATH。
③安装的第三方模块路径。

• 分析
• python module_0.py为前提

package_0
├── module_0.py
├── module_1.py
├── package_1
│   ├── module_2.py
│   ├── module_3.py
│   └── package_2
│       ├── module_21.py
│       └── module_22.py
└── package_3
    └── module_4.py

python module_0.py，即/home/…/package_0会被添加到 sys.path 中，可以通过该路径找到其他模块的，比如下面这些语句是不会报错的。

# module_0.py
import module_1
from package_1 import module_2
from package_1.package_2 import module_21

而下面的语句会报错：ModuleNotFoundError: No module named 'module_3’

# module_2.py
import module_3

原因：执行 python module_0.py 时，把路径（’/home/…/package_0’）添加到 sys.path 中，该路径下就不能在 module_2.py 中通过这种方式找到module_3，因为module_2.py 在路径/home/…/package_0/package_1下。

• 绝对路径：从当前执行脚本所在路径/…/需要的module

# module_2.py
from package_1 import module_3

# module_21.py
from package_1.package_2 import module_21

• 相对路径
  单点表示引用的模块或包与当前模块在同一目录中（同一个包中）。
  两点表示在当前模块所在位置的父目录中。

# module_2.py
from . import module_3
from .package_2 import module_21

# module_21.py
from .. import module_2

下面的语句会报错：ValueError: attempted relative import beyond top-level package

# module_2.py
from ..package_3 import module_4

原因：试图在顶级包（top-level package）之外进行相对导入。也就是说相对导入只适用于顶级包之内的模块。
如果将 module_0.py 当作执行模块，则和该模块同级的 package_1 和 package_3 就是顶级包（top-level package），而 module_2 在package_1中，module_0、module_1和module_4都在 package_1之外，所以调用这三个模块时，就会报这个错误。
下面的语句会报错：ModuleNotFoundError: No module named ‘main.package_1’; ‘main’ is not a package

# module_0.py
from .package_1 import module_2

原因：用了相对导入的模块文件不能作为顶层执行文件，即不能 python module_0.py

• sys.path.append

# module_2.py
sys.path.append(os.path.dirname(__file__))
import module_3
from package_2 import module_21

# module_2.py
sys.path.append(os.path.join(os.path.dirname(__file__), '../package_3'))
import module_4