Python炫技操作:花式導包的八種方法

2021-02-20 Python貓
1. 直接 import

人盡皆知的方法，直接導入即可

>>> import os
>>> os.getcwd()
'/home/wangbm'

與此類似的還有，不再細講

import ...
import ... as ...
from ... import ...
from ... import ... as ...

一般情況下，使用 import 語句導入模塊已經夠用的。

但是在一些特殊場景中，可能還需要其他的導入方式。

下面我會一一地給你介紹。

2. 使用 __import__

__import__ 函數可用於導入模塊，import 語句也會調用函數。其定義為：

__import__(name[, globals[, locals[, fromlist[, level]]]])

參數介紹：

name (required): 被加載 module 的名稱

globals (optional): 包含全局變量的字典，該選項很少使用，採用默認值 global()

locals (optional): 包含局部變量的字典，內部標準實現未用到該變量，採用默認值 - local()

fromlist (Optional): 被導入的 submodule 名稱

level (Optional): 導入路徑選項，Python 2 中默認為 -1，表示同時支持 absolute import 和 relative import。Python 3 中默認為 0，表示僅支持 absolute import。如果大於 0，則表示相對導入的父目錄的級數，即 1 類似於 '.'，2 類似於 '..'。

使用示例如下：

>>> os = __import__('os')
>>> os.getcwd()
'/home/wangbm'

如果要實現 import xx as yy 的效果，只要修改左值即可

如下示例，等價於 import os as myos：

>>> myos = __import__('os')
>>> myos.getcwd()
'/home/wangbm'

3. 使用 importlib

importlib 是 Python 中的一個標準庫，importlib 能提供的功能非常全面。

它的簡單示例：

>>> import importlib
>>> myos=importlib.import_module("os")
>>> myos.getcwd()
'/home/wangbm'

如果要實現 import xx as yy效果，可以這樣

>>> import importlib
>>> 
>>> myos = importlib.import_module("os")
>>> myos.getcwd()
'/home/wangbm'

4. 使用 imp

imp 模塊提供了一些 import 語句內部實現的接口。例如模塊查找（find_module）、模塊加載（load_module）等等（模塊的導入過程會包含模塊查找、加載、緩存等步驟）。可以用該模塊來簡單實現內建的 __import__ 函數功能：

>>> import imp
>>> file, pathname, desc = imp.find_module('os')
>>> myos = imp.load_module('sep', file, pathname, desc)
>>> myos
<module 'sep' from '/usr/lib64/python2.7/os.pyc'>
>>> myos.getcwd()
'/home/wangbm'

從 python 3 開始，內建的 reload 函數被移到了 imp 模塊中。而從 Python 3.4 開始，imp 模塊被否決，不再建議使用，其包含的功能被移到了 importlib 模塊下。即從 Python 3.4 開始，importlib 模塊是之前 imp 模塊和 importlib 模塊的合集。

5. 使用 execfile

在 Python 2 中有一個 execfile 函數，利用它可以用來執行一個文件。

語法如下：

execfile(filename[, globals[, locals]])

參數有這麼幾個：

>>> execfile("/usr/lib64/python2.7/os.py")
>>> 
>>> getcwd()
'/home/wangbm'

6. 使用 exec

execfile 只能在 Python2 中使用，Python 3.x 裡已經刪除了這個函數。

但是原理值得借鑑，你可以使用 open … read  讀取文件內容，然後再用 exec 去執行模塊。

示例如下：

>>> with open("/usr/lib64/python2.7/os.py", "r") as f:
...     exec(f.read())
... 
>>> getcwd()
'/home/wangbm'

7. import_from_github_com

有一個包叫做 import_from_github_com，從名字上很容易得知，它是一個可以從 github 下載安裝並導入的包。為了使用它，你需要做的就是按照如下命令使用pip 先安裝它。

$ python3 -m pip install import_from_github_com

這個包使用了PEP 302中新的引入鉤子，允許你可以從github上引入包。這個包實際做的就是安裝這個包並將它添加到本地。你需要 Python 3.2 或者更高的版本，並且 git 和 pip 都已經安裝才能使用這個包。

pip 要保證是較新版本，如果不是請執行如下命令進行升級。

$ python3 -m pip install --upgrade pip

確保環境 ok 後，你就可以在 Python shell 中使用 import_from_github_com

示例如下

>>> from github_com.zzzeek import sqlalchemy
Collecting git+https://github.com/zzzeek/sqlalchemy
Cloning https://github.com/zzzeek/sqlalchemy to /tmp/pip-acfv7t06-build
Installing collected packages: SQLAlchemy
Running setup.py install for SQLAlchemy ... done
Successfully installed SQLAlchemy-1.1.0b1.dev0
>>> locals()
{'__builtins__': <module 'builtins' (built-in)>, '__spec__': None,
'__package__': None, '__doc__': None, '__name__': '__main__',
'sqlalchemy': <module 'sqlalchemy' from '/usr/local/lib/python3.5/site-packages/\
sqlalchemy/__init__.py'>,
'__loader__': <class '_frozen_importlib.BuiltinImporter'>}
>>>

看了 import_from_github_com的源碼後，你會注意到它並沒有使用importlib。實際上，它的原理就是使用 pip 來安裝那些沒有安裝的包，然後使用Python的__import__()函數來引入新安裝的模塊。

8. 遠程導入模塊

我在這篇文章裡（深入探討 Python 的 import 機制：實現遠程導入模塊），深入剖析了導入模塊的內部原理，並在最後手動實現了從遠程伺服器上讀取模塊內容，並在本地成功將模塊導入的導入器。

具體內容非常的多，你可以點擊這個連結進行深入學習。

示例代碼如下：

# 新建一個 py 文件（my_importer.py），內容如下
import sys
import importlib
import urllib.request as urllib2

class UrlMetaFinder(importlib.abc.MetaPathFinder):
    def __init__(self, baseurl):
        self._baseurl = baseurl


    def find_module(self, fullname, path=None):
        if path is None:
            baseurl = self._baseurl
        else:
            # 不是原定義的url就直接返回不存在
            if not path.startswith(self._baseurl):
                return None
            baseurl = path

        try:
            loader = UrlMetaLoader(baseurl)
            return loader
        except Exception:
            return None

class UrlMetaLoader(importlib.abc.SourceLoader):
    def __init__(self, baseurl):
        self.baseurl = baseurl

    def get_code(self, fullname):
        f = urllib2.urlopen(self.get_filename(fullname))
        return f.read()

    def get_data(self):
        pass

    def get_filename(self, fullname):
        return self.baseurl + fullname + '.py'

def install_meta(address):
    finder = UrlMetaFinder(address)
    sys.meta_path.append(finder)

並且在遠程伺服器上開啟 http 服務（為了方便，我僅在本地進行演示），並且手動編輯一個名為 my_info 的 python 文件，如果後面導入成功會列印 ok。

$ mkdir httpserver && cd httpserver
$ cat>my_info.py<EOF
name='wangbm'
print('ok')
EOF
$ cat my_info.py
name='wangbm'
print('ok')
$
$ python3 -m http.server 12800
Serving HTTP on 0.0.0.0 port 12800 (http://0.0.0.0:12800/) ...
...

一切準備好，驗證開始。

>>> from my_importer import install_meta
>>> install_meta('http://localhost:12800/') # 往 sys.meta_path 註冊 finder
>>> import my_info  # 列印ok，說明導入成功
ok
>>> my_info.name  # 驗證可以取得到變量
'wangbm'

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