不能开玩笑地在模块外部使用 import 语句

在Python中，import语句是用于导入模块或包的。使用import语句可以将其他模块或包中的函数、变量、类或对象引入到当前模块中，方便代码复用和模块化开发。但是，在使用import语句时，需要注意一些问题，特别是在模块外部使用import语句时，更要谨慎操作。

问题描述

在Python中，通常将多个模块或函数分别放到不同的文件中，以便于代码管理和维护。为了在一个Python文件中使用其他的Python模块或函数，可以使用import语句进行导入。例如，在test.py文件中，如果需要使用math模块中的pi常量，可以这样写：

import math
print(math.pi)

这个例子中，import math语句导入了Python标准库中的math模块，并使用math.pi输出了圆周率的值。这个例子看起来很简单，但是如果将这个例子放到更复杂的情况下，可能会产生一些问题。

问题分析

在Python中，使用import语句导入模块或包时，会执行导入的模块或包中的全部代码，包括定义的函数、变量、类或对象等等。这意味着，在导入其他模块或包时，我们需要考虑以下几个问题：

• 代码的执行顺序
• 全局变量与局部变量的区分
• 循环导入的问题
• 导入路径的设置

下面分别进行详细的介绍。

代码的执行顺序

在导入其他模块或包时，Python会先执行被导入的模块或包中的全部代码，然后再执行导入的模块或包中的代码。这意味着，如果被导入的模块或包中存在一些语句会修改全局变量或执行一些其他的操作，可能会对导入模块或包的代码造成影响。

例如，假设我们有一个config.py文件，用来保存全局变量config：

config = {
    'name': 'Test Config',
    'version': '1.0.0',
    'author': 'John Doe'
}

然后，在另外一个test.py文件中，我们需要使用这个config.py文件中的变量：

import config
print(config.config)

这个例子看起来很简单，但是如果我们在config.py中修改了config变量，例如：

config = {}

这个修改操作会影响到导入config.py文件的其他模块或包中的代码。为了避免这种问题，我们应该尽量避免在被导入的模块或包中修改全局变量，而是将这些语句封装到函数或方法中。

全局变量与局部变量的区分

在Python中，全局变量和局部变量是有区别的。如果在一个函数中定义了一个变量，这个变量的作用域只在该函数中有效。而在函数外部，这个变量是无法访问的。

当我们使用import语句导入一个模块或包时，其中定义的变量、类、函数等全部会成为这个模块或包的属性。如果其中定义了一个全局变量，我们在导入这个模块或包后，可以使用这个全局变量的值。但是，如果我们在导入模块或包的代码中，再次定义了一个同名的变量，会发生什么呢？

例如，假设我们有一个test.py文件，定义了一个变量value：

value = 1

然后，在另外一个test2.py文件中，我们需要使用这个变量：

from test import value
value = 2

这个例子看起来很简单，但是如果我们在test2.py中使用value变量的时候，会发现这个变量的值始终为1。这是为什么呢？这是因为，import语句是将test.py中的value变量作为test模块的一个属性导入的。在test2.py中，我们使用了from test import value语句，将value变量的值导入到test2.py中。但是，后面的value = 2语句实际上并没有修改test.py中的value变量，而是定义了一个新的局部变量value，这个变量覆盖了导入的value变量。

为了避免这种问题，可以使用as关键字给导入的属性重命名。例如，可以使用from test import value as v来将value变量重命名为v，这样就避免了变量名冲突的问题。

循环导入的问题

在Python中，有时候会出现循环导入的情况。例如，假设我们有两个模块a.py和b.py，其中a.py中使用到了b.py中的函数，而b.py中又使用到了a.py中的函数。这种情况下，如果我们尝试使用import语句导入这两个模块，可能会导致程序出现死循环或者其他异常问题。

为了避免这种问题，应该尽量避免循环导入。如果必须要在两个模块之间相互导入，可以将其中一个模块导入的语句放到函数内，在使用时再导入。或者，可以将相互导入的语句放到两个模块中的函数或方法中，避免在模块级别上相互导入。

导入路径的设置

在Python中，模块的导入路径控制着Python解释器在哪些目录下查找需要导入的文件。默认情况下，Python解释器会首先在当前目录下查找需要导入的文件，然后再按照一定的规则在其他目录中查找。如果我们需要在导入模块或包时自定义导入路径，需要使用sys.path属性进行设置。

例如，假设我们有一个自定义的模块mymodule.py，存放在~/mymodules/目录下。如果我们想在test.py文件中导入这个模块，可以将~/mymodules/目录添加到sys.path中：

import sys
sys.path.append('~/mymodules/')

import mymodule

在实际开发中，需要谨慎地设置导入路径，以避免出现意外错误。

总结

使用import语句是Python开发中的基础操作之一，但是在使用时需要注意一些问题。特别是在模块外部使用import语句时，应该尽量避免在被导入的模块或包中修改全局变量、避免变量名冲突、避免循环导入、谨慎设置导入路径等等。希望本文能够帮助你更好地理解和使用import语句。