Функция __import__() в Python, находит и импортирует модуль.

Синтаксис:

Параметры:

• name — строка str , имя модуля
• globals=None — значения глобальных переменных
• locals=None — значения локальных переменных
• fromlist=() — список вызываемых объектов
• level=0 — int , количество родительских каталогов для поиска

Описание:

Заметка
Это продвинутая функция, которая не нужна в повседневном программировании на Python, в отличие от importlib.import_module() .

Функция __import__() вызывается инструкцией import . Прямое использование __import__() также не рекомендуется в пользу importlib.import_module()

Функция __import__() импортирует имя модуля name , используя данные значений переменных глобальной globals и локальной locals областей видимости, чтобы определить, как интерпретировать имя name в контексте пакета. Список from оператора import дает имена объектов или подмодулей, которые должны быть импортированы из модуля, указанного по имени name . Стандартная реализация вообще не использует свой аргумент locals , а использует глобальные переменные только для определения контекста пакета, указанного в инструкции import .

Уровень level указывает, использовать ли абсолютный или относительный импорт. 0 — по умолчанию, означает только выполнить абсолютный импорт. Положительные значения для уровня указывают количество родительских каталогов для поиска, относительно каталога вызывающего модуля __import__() .

Когда переменная name имеет форму package.module , обычно возвращается пакет верхнего уровня (имя до первой точки), а не модуль, названный по имени name . Однако когда задан непустой аргумент fromlist , возвращается модуль с именем name .

Например, оператор import spam приводит к инструкциям, похожим на следующий код:

Система импорта в Python.

Оператор import является наиболее распространенным способом вызова определений модуля, но это не единственный способ. Такие функции, как importlib.import_module() и встроенная функция __import__() также могут быть использованы для вызова механизма импорта.

Оператор import объединяет две операции: он выполняет поиск именованного модуля, а затем привязывает результаты этого поиска к имени в области видимости вызывающей стороны. Операция поиска оператором import определяется как вызов функции __import__() с соответствующими аргументами. Возвращаемое значение __import__() используется для выполнения операции связывания имени оператором import .

Прямой вызов функции __import__() выполняет только поиск модуля и, если он найден, операцию инициализации модуля. Только оператор import выполняет операцию привязки имени к пространству имен вызывающей стороны.

При первом импорте модуля Python выполняет поиск модуля и, если он найден, создает объект модуля, инициализируя его. Если именованный модуль не может быть найден, то вызывается исключение ModuleNotFoundError .

importlib

Модуль importlib предоставляет богатый API для взаимодействия с системой импорта. Например, importlib.import_module() предоставляет рекомендуемый, более простой API, чем встроенный __import__() , для вызова механизма импорта.

Спецификация инструкции import в Python.

Базовая инструкция `import`, без оператора `from`, выполняется в два этапа. Поиск модуля, загрузка и инициализация его при необходимости. Определение имени или имён, в локальном пространстве имен, для области, в которой выполняется инструкция import.

Определение модуля и его импорт в Python.

Модуль — это файл, содержащий определения и операторы Python. Имя файла — это имя модуля с добавленным суффиксом `.py`. Внутри модуля, имя модуля, в виде строки, доступно в качестве значения глобальной переменной `__name__`.

Конструкция импорта import modulle as name в Python.

Содержимое модуля можно импортировать из определения функции. В этом случае импорт не выполняется до тех пор, пока не будет вызвана функция

Конструкция импорта from modulle import names в Python.

Альтернативная форма инструкции `import` позволяет импортировать отдельные объекты из модуля непосредственно в область видимости вызывающего объекта (другого модуля или скрипта)

Конструкция импорта from modulle import name as alt_name в Python.

Можно импортировать отдельные объекты модуля, но ввести их в глобальную область видимости скрипта с альтернативными именами

Как Python ищет импортируемый модуль

Каталог, из которого был запущен скрипт. Список каталогов, содержащихся в переменной окружения `PYTHONPATH`. Список каталогов, настроенных во время установки Python.

Список имен, определенных в модуле Python.

Встроенная функция `dir()` возвращает список определенных имен в пространстве имен. Если задан аргумент, который является именем модуля, `dir()` перечисляет имена, определенные в модуле.

Выполнение модуля как скрипта в Python.

Когда файл `.py` импортируется как модуль, Python устанавливает специальную переменную `__name__` в имя модуля. Однако, если файл выполняется как автономный сценарий, `__name__` устанавливается в строку `__main__`.

Перезагрузка модуля в Python.

Если в модуль вносятся изменения то его нужно перезагружать, что бы изменения вступили в силу. Для этого нужно либо перезапустить интерпретатор, либо использовать функцию `importlib.reload()` из модуля `importlib`

Пакеты модулей в Python.

Пакеты позволяют иерархически структурировать пространство имен модуля с использованием точечной нотации. Точно так же, как модули помогают избежать коллизий между именами глобальных переменных, пакеты помогают избежать коллизий между именами модулей

Файл пакета __init__.py в Python.

Если файл с именем __init__.py присутствует в каталоге пакета, то он вызывается при импорте пакета или модуля в пакете. Это может быть использовано для выполнения кода инициализации пакета, например инициализации данных уровня пакета.

Переменная __all__ в пакетах и модулях в Python.

Если `__init__.py` файл в каталоге пакета содержит список с именем `__all__`, он считается списком модулей, которые должны быть импортированы при обнаружении инструкции `from

Переменная пакета __path__ в Python.

Атрибут пакета `__path__` используется при импорте его подпакетов. В механизме импорта он работает почти так же, как `sys.path` и предоставление списка местоположений для поиска модулей во время импорта.

Относительный импорт пакетов в Python.

Относительный импорт использует опережающие точки.

Вложенные подпакеты в Python.

Пакеты могут содержать вложенные подпакеты произвольной глубины. Для отделения имени пакета от имени вложенного пакета используется дополнительная точечная нотация

Пространства имен пакета в Python.

В настоящее время Python предоставляет pkgutil.extend_path для обозначения пространства имен пакета. `setuptools` предоставляет аналогичную функцию с именем `pkg_resources.declare_namespace`.

Настройка доступа к атрибутам модуля в Python.

Специальные имена __getattr__ и __dir__ также могут использоваться для настройки доступа к атрибутам модуля. Функция __getattr__ на уровне модуля должна принимать один аргумент, который является именем атрибута, и возвращать вычисленное значение или вызывать AttributeError.

Создание и импорт модулей

На предыдущих занятиях мы с вами иногда подключали сторонние модули для расширения базовой функциональности языка Python. И делали это так:

то есть, писали ключевое слово import, после которого указывали название модуля:

или, можно сделать так:

Но что такое модуль? В самом простом случае – это набор конструкций языка Python, например, набор часто используемых функций. Так, подключая модуль math, мы получаем доступ к тригонометрическим функциям:

cos, sin, tan, и т.п.

И, потом можем вызвать их по следующему синтаксису:

В частности, так:

И при запуске увидим значение косинуса при угле в 0,7 радиан.

Но зачем нужны модули? Дело в том, что при создании крупных проектов стараются предельно упрощать процесс разработки программ. И один из методов здесь – это декомпозиция большой задачи на множество более мелких, которые, как правило, можно реализовать независимо друг от друга. Представьте, например, что нам нужно создать программу по распознаванию лиц и разработчики решили для этого использовать нейронную сеть. Тогда программу в целом можно (упрощенно) представить следующими модулями.

При этом каждый модуль может включать (подключать) другие вспомогательные модули, образуя сложную иерархическую архитектуру программы.

Кроме того, модули бывают полезны, когда предполагается часто использовать определенный функционал в своих проектах. Не случайно язык Python поставляется с набором стандартных модулей, таких как math, random, sys и другие. Они значительно облегчают разработку самых разных программ. Их полный набор можно посмотреть на сайте https://docs.python.org/3/library/ или выполнить поиск на ресурсе https://pypi.org.

Давайте теперь подробнее посмотрим как подключаются и создаются модули в Python. Начнем с того, что мы хотим создать свой собственный модуль. Для этого создадим файл в том же каталоге, что и файл ex1.py и назовем его

Содержимое этого файла будет состоять из одной константы и трех функций:

Все, наш модуль создан. Теперь подключим его в нашей программе:

Обратите внимание, мы указываем имя файла нашего модуля без расширения py. То есть, имя файла – это и есть имя модуля. Далее, вызовем из него функцию, допустим, sum:

Здесь мы указали сначала имя модуля, поставили точку и затем, имя функции. То же самое, если требуется обратиться к отдельной переменной:

Откуда появилось mymath и что это такое? В действительности, это так называемое, пространство имен, которое автоматически создается при подключении модуля. И в этом пространстве определены все функции и переменные, чтобы избежать возможных конфликтов с другими подобными функциями. Например, в Python уже существует функция sum, но наш вариант из модуля mymath никак не повлияет на ее работоспособность. Вот для этого и нужны пространства имен.

Если же мы не хотим создавать нового пространства имен, то можно импортировать элементы модуля по следующему правилу:

В этом случае будет доступна только указанная функция sum модуля mymath. Причем, для ее использования уже не нужно писать название модуля, а просто вызвать ее по имени:

А вот другие элементы, например, переменная PI:

будет недоступна, т.к. не была импортирована. Если нужно импортировать таким образом несколько функций или переменных, то следует их перечислить через запятую:

или, для получения всего содержимого, записать звездочку:

Но, используя такой способ, можно столкнуться с конфликтом имен уже существующих переменных и функций с тем же именем. В нашем случае функция sum перекрывает стандартную функцию sum и прежняя уже недоступна. Чтобы такого не происходило можно указывать алиас (псевдоним) импортируемого элемента:

И к нашей функции мы можем теперь обратиться через этот алиас:

Или, записать так:

Тогда переменная PI доступна по своему имени, а функция sum по имени my_sum.

Во всех наших примерах модуль mymath находился в том же каталоге, что и файл ex1.py. И это было сделано не случайно. Когда мы что-либо импортируем, то файл ищется следующим образом:

• в текущей директории программы (в данном случае ex1.py);
• в директориях, указанных в переменной окружения PYTHONPATH;
• в директориях стандартных библиотек;
• в дополнительных путях, прописанные в .pth-файлах и пакетах сторонних разработчиков.

Если мы наш файл mymath.py поместим, например, в подкаталог lib, то при импорте указываем его следующим образом:

Если же импортируем непосредственно:

то будет сформировано пространство имен lib.mymath:

А теперь давайте посмотрим на особенности операции импорта. Предположим, что импортируем наш модуль

затем, меняем значение переменной:

и снова импортируем модуль:

выводим полученное значение:

и видим значение 3, а не 3,1415. Почему так произошло? Почему данные не обновились при повторном импорте? Дело в том, что Python в целях оптимизации импортирует каждый отдельный модуль только один раз и затем уже не меняет. Поэтому значение переменной PI осталось неизменным. Однако, модуль можно принудительно перезагрузить, используя вспомогательный модуль. В Python версии 3.4 и выше – это importlib:

Теперь, мы видим обновленное значение 3,1415.

Далее, когда мы импортируем данные с использованием from:

то они буквально копируются в глобальную область видимости нашей программы ex1.py. То есть, здесь идет создание новой переменной PI с соответствующим значением. В этом легко убедиться. Давайте импортируем модуль еще раз:

и изменим это значение:

выведем переменные в консоль:

Видите? Изменение переменной PI никак не затронуло переменную mymath.PI, т.к. это две совершенно разные переменные.

Но если подобную операцию выполнить с переменной, которая ссылается на изменяемый тип данных, например, список:

то ситуация кардинально меняется. Добавим этот список в наш модуль и запишем такую программу:

На выходе получаем одинаковые списки. Но если мы изменим один из них:

то это скажется и на изменении другого! То есть, изменяемые типы данных не копируются и обе переменные ar и mymath.ar ссылаются на один и тот же список.

Чтобы убедиться в этом окончательно, давайте вместо списка запишем кортеж:

Это неизменяемый тип, следовательно, должны при импортах получать копии, проверим:

Да, теперь изменение одного не ведет к изменению другого. Вот этот момент с импортом данных следует иметь в виду.

Далее, в Python имеется полезная функция

которая возвращает имена всех данных, которые импортируются с указанным модулем. Например, вот такая программа:

Отобразит в консоли следующий список имен:

[‘PI’, ‘__builtins__’, ‘__cached__’, ‘__doc__’, ‘__file__’, ‘__loader__’, ‘__name__’, ‘__package__’, ‘__spec__’, ‘ar’, ‘max2’, ‘max3’, ‘sum’]

Здесь помимо наших переменных PI, ar и функций max2, max3, sum имеется еще набор служебных переменных.

Задания для самоподготовки

1. Создайте модуль с двумя функциями, которые бы вычисляли периметр и площадь прямоугольника. Подключите этот модуль к основной программе и вызовите эти функции с аргументами, введенные с клавиатуры.

2. Задайте в модуле словарь, в котором ключами являются английские слова, а значениями соответствующие русские (переводы). Также добавьте необходимые функции для добавления и удаления новых слов в этом словаре. Импортируйте этот модуль в основную программу и реализуйте мини-словарь со следующим меню (функционалом):

1. Перевести слово
2. Добавить слово
3. Удалить слово
4. Завершить работу

Попробуйте развить идею словаря и добавьте возможность автоматического сохранения и считывания данных из файла (в файле сохраняется словарь целиком).

Видео по теме

Python 3 #1: установка и запуск интерпретатора языка

Python 3 #2: переменные, оператор присваивания, типы данных

Python 3 #3: функции input и print ввода/вывода

Python 3 #4: арифметические операторы: сложение, вычитание, умножение, деление, степень

Python 3 #5: условный оператор if, составные условия с and, or, not

Python 3 #6: операторы циклов while и for, операторы break и continue

Python 3 #7: строки — сравнения, срезы строк, базовые функции str, len, ord, in

Python 3 #8: методы строк — upper, split, join, find, strip, isalpha, isdigit и другие

Python 3 #9: списки list и функции len, min, max, sum, sorted

Python 3 #10: списки — срезы и методы: append, insert, pop, sort, index, count, reverse, clear

Python 3 #11: списки — инструмент list comprehensions, сортировка методом выбора

Python 3 #12: словарь, методы словарей: len, clear, get, setdefault, pop

Python 3 #13: кортежи (tuple) и операции с ними: len, del, count, index

Python 3 #14: функции (def) — объявление и вызов

Python 3 #15: делаем «Сапер», проектирование программ «сверху-вниз»

Python 3 #16: рекурсивные и лямбда-функции, функции с произвольным числом аргументов

Python 3 #17: алгоритм Евклида, принцип тестирования программ

Python 3 #18: области видимости переменных — global, nonlocal

Python 3 #19: множества (set) и операции над ними: вычитание, пересечение, объединение, сравнение

Python 3 #20: итераторы, выражения-генераторы, функции-генераторы, оператор yield

Python 3 #21: функции map, filter, zip

Python 3 #22: сортировка sort() и sorted(), сортировка по ключам

Python 3 #23: обработка исключений: try, except, finally, else

Python 3 #24: файлы — чтение и запись: open, read, write, seek, readline, dump, load, pickle

Python 3 #25: форматирование строк: метод format и F-строки

Python 3 #26: создание и импорт модулей — import, from, as, dir, reload

Python 3 #27: пакеты (package) — создание, импорт, установка (менеджер pip)

Python 3 #28: декораторы функций и замыкания

Python 3 #29: установка и порядок работы в PyCharm

Python 3 #30: функция enumerate, примеры использования

© 2021 Частичное или полное копирование информации с данного сайта для распространения на других ресурсах, в том числе и бумажных, строго запрещено. Все тексты и изображения являются собственностью сайта