Question

以下python行为对我来说似乎是个错误：

>>> from curses import textpad
>>> from . import textpad # <-- expected to fail?
>>> from . import ascii
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
ImportError: cannot import name 'ascii'
>>> from curses import ascii
>>> from . import textpad
>>> from . import ascii
>>>

（在conda-forge python 3.6.7上测试）

更一般而言，是否有任何方法可以跟踪或调试python导入过程，以了解cpython在哪里以及将不会搜索模块（以及为什么）？尤其是在处理相对导入，子包，包中的脚本以及不同的调用方式（例如当前工作目录是在包的内部还是外部）时？

Answer 1

此行为是cpython中的错误。

每个python import语句都转换为对__import__内置python函数的一个或多个调用。（这是documented，可以被拦截。）

在cpython中，有__import__的两种实现：有python reference实现（在importlib标准库中），还有C实现（可以访问或通过builtins标准库拦截），默认情况下会调用。

以下是探讨该问题的脚本（注意curses.ascii和curses.textpad是python标准库中的一些模块）：

commands = ['from curses import ascii', 
            'from . import ascii', 
            'from . import textpad']

def mock(name, globals=None, locals=None, fromlist=(), level=0):
    print('    __import__ :', repr(name), ':', fromlist, ':', level)
    return alternate(name, globals, locals, fromlist, level)

import builtins
import importlib._bootstrap
original = builtins.__import__
builtins.__import__ = mock

for implementation in ['original', 'importlib._bootstrap.__import__']:
    print(implementation.upper(), '\n')
    alternate = eval(implementation)
    try:    
        for command in commands:
            print(command)
            exec(command)
    except ImportError as err:
        print('   ', repr(err), '\n\n')

输出表明，与参考实现不同，内置的cpython未能在尝试相对导入之前检查父包：

ORIGINAL 

from curses import ascii
    __import__ : 'curses' : ('ascii',) : 0
    __import__ : '_curses' : ('*',) : 0
    __import__ : 'os' : None : 0
    __import__ : 'sys' : None : 0
from . import ascii
    __import__ : '' : ('ascii',) : 1
from . import textpad
    __import__ : '' : ('textpad',) : 1
    ImportError("cannot import name 'textpad'",) 


IMPORTLIB._BOOTSTRAP.__IMPORT__ 

from curses import ascii
    __import__ : 'curses' : ('ascii',) : 0
from . import ascii
    __import__ : '' : ('ascii',) : 1
    ImportError('attempted relative import with no known parent package',)

在cpython中，from [...][X] import Y [as Z]语句被转换为两个主要的字节码指令（加上一些内务处理指令，以在堆栈和常量/变量列表之间适当地加载和保存）：

IMPORT_NAME：这将调用builtins.__import__。调用参数是指令参数（要返回的模块的名称X），解释器框架的某些当前状态（globals()和locals()），以及从堆栈中取出的两项（列表Y可能包含要导入的子模块，以及相对级别，即[...]的数量）。预期该调用将返回放置在堆栈上的模块对象。
IMPORT_FROM：这将检查堆栈顶部的模块，并从其属性Y获取一个对象（它也留在堆栈上）。

（这些文件与dis库一起记录并在ceval.c中实现。）

如果我们尝试from . import foo（即X为空白且级别为1），则IMPORT_NAME尝试返回当前父包的模块对象（例如，以__package__全局）。如果此属性没有名为foo的属性，则IMPORT_FROM会引发一个ImportError。

在交互式解释程序外壳程序或简单脚本中，__package__是None。在这种情况下：

importlib.__import__会引发ImportError（尝试过的相对导入，没有已知的父程序包），但是
builtins.__import__返回模块__main__（内置），它是python顶级脚本环境。

这是关键区别。由于所有全局变量都是__main__模块的属性，因此出现以下不良行为：

>>> foo = 'oops'
>>> from . import foo as fubar
>>> fubar
'oops'

还有另一个错误行为：如果尝试更深层次的相对导入（超出顶级包，例如from ..... import foo），则builtins.__import__会引发ValueError（而不是预期的{ {1}}）。

如何跟踪python相对导入？

1 个答案: