Question

Python文档中有关导入的两部分似乎有些含糊。

导入名为spam的模块时，解释器首先搜索具有该名称的内置模块。如果找不到，它将在变量spam.py给出的目录列表中搜索名为sys.path的文件。

在导入搜索期间检查的第一位是sys.modules。此映射充当所有先前导入的模块（包括中间路径）的缓存。

其中哪些可以更准确地表示Python导入系统内部发生的情况？下面的逻辑将说明它们不能共存，因为sys.modules可以很好地包含不是内置的模块，并且可以排除某些内置的模块。

这是我困惑的地方：

sys.modules用于缓存已导入的模块；它不是明确地用于存储内置模块的完整列表。（我认为最接近的是sys.built_in_modules，但这还不包括具有.__file__属性的内容，例如math。）

如果我启动新的解释器会话，则sys.modules包含 most 个内置函数，但不包括sys.builtin_module_names中的某些内容：gc和{{1 }}等。另外，您可以导入第3方软件包，将其放入time中，此时sys.modules当然不再是仅包含内置模块的字典。因此，所有这些似乎都说：“ sys.modules！=内置模块。”

Answer 1

导入模块时，解释器首先搜索内置模块，然后搜索sys.path。但这仅在您确实要导入模块的情况下。在之前，导入模块需要搜索缓存。如果模块已经在缓存中，则不会再次导入。

Answer 2

您正在查看两种完全不同的信息源，即教程和语言参考。

教程部分The Module Search Path（仅描述默认行为）也仅描述了实际导入模块时发生的情况。

如果模块已经在缓存中，则不会发生此过程。这里没有解释，因为上一节More on Modules中已经介绍了它：

一个模块可以包含可执行语句以及函数定义。这些语句旨在初始化模块。只有在import语句中第一次遇到模块名称时，它们才会执行。

...

注意出于效率原因，每个模块在每个解释器会话中仅导入一次。

由于这只是一个教程，因此没有说明发生这种情况的机制。

同时，在导入系统的参考文档中，module cache部分说明了import语句中发生的第一件事。

请注意，如果已导入模块，Python会避免执行模块的语句，或者为提高效率而仅导入一次，这并非完全正确。这是由于默认的加载程序将模块放入sys.modules缓存中的结果。而且，如果事后替换装载程序或猴子用缓存，则实际上模块将被多次导入并执行。

后续部分（从下一节Finders and loaders开始）比本教程的“模块搜索路径”部分更严格，更详细地描述了如何找到模块的详细信息：

Python包含许多默认查找器和导入器。第一个知道如何找到内置模块，第二个知道如何找到冻结的模块。第三个默认查找器在导入路径中搜索模块。

同样，解释器首先搜索内置模块并非完全正确。相反，解释器仅按顺序搜索其查找器，默认情况下，第一个查找器是内置的模块查找器。但是，如果您更改查找器列表，Python将不会首先搜索内置函数。

实际上，如果在默认安装的CPython 3.7上打印出sys.meta_path，您将看到：

<class '_frozen_importlib.BuiltinImporter'>
<class '_frozen_importlib.FrozenImporter'>
<class '_frozen_importlib_external.PathFinder'>

（在IPython中，或者如果您导入了有助于重命名模块的six之类的东西，或者如果您导入了嵌入版本控制的模块之类的requests之类的东西，额外的发现者。）

importlib库文档中记录了BuiltinImporter。（如果您想知道为什么它不被称为BuiltinFinder，那么它本身也是一个加载程序的查找程序被称为导入程序。）它的实际作用是查看sys.builtin_module_names并调用特定于实现的函数来处理那里找到任何东西。

In CPython 3.6（在3.6和3.7之间来回跳转的道歉，但在这里不重要…），它调用的特定于实现的功能是_imp.create_builtin，您可以从中跟踪内容在那里。

但是要注意的关键是，并不是builtin_module_names中的所有内容实际上都是“内置”的，因为它是预先导入的。例如，在常规安装中，您可能会在此处看到_ast，但看不到sys.modules['_ast']。

因此，create_builtin函数（或者，对于其他实现，无论其用于实现BuiltinImporter的功能）必须能够导入预先安装的so / dll / pyd / dylib模块使用Python。

Answer 3

您需要区分sys.path和sys.modules

sys.modules 这是将模块名称映射到模块的字典已经加载的可以操纵以强制重新加载模块和其他技巧。请注意，卸下模块从此字典中获取的内容与在上调用reload（）不同相应的模块对象。

当我在jupyter笔记本中加载sys.path时，显示映射到文件位置的已加载模块名称的字典-

{'IPython': <module 'IPython' from 'C:\\Users\\User\\Anaconda3\\lib\\site-packages\\IPython\\__init__.py'>,
 'IPython.core': <module 'IPython.core' from 'C:\\Users\\User\\Anaconda3\\lib\\site-packages\\IPython\\core\\__init__.py'>,.....}

这是我的模块缓存，但是当我尝试

sys.modules['numpy']

---------------------------------------------------------------------------
KeyError                                  Traceback (most recent call last)
<ipython-input-6-44b02d746fe5> in <module>()
----> 1 sys.modules['numpy']

KeyError: 'numpy'

因为numpy不在我的模块缓存中。我将要求python在sys.path中定义的一组固定目录中查找它。我认为合适的字符串列表，可以在其中添加或删除路径。

sys.path （字符串列表），用于指定模块的搜索路径。从环境变量PYTHONPATH初始化，再加上取决于安装的默认值。

如果python在我的sys.path集中找到了该库；它将在我的sys.modules中为其创建一个映射，以便在活动环境中进行快速访问。

import numpy
sys.modules['numpy']
#<module 'numpy' from 'C:\\Users\\User\\Anaconda3\\lib\\site-packages\\numpy\\__init__.py'>

Python导入搜索路径：首先发生什么？

3 个答案: