На этом шаге мы начнем обсуждение этого вопроса.
Обсуждение
Перед детальным обсуждением этого рецепта стоит отметить, что модули, пакеты и механизм импорта Python - это одна из сложнейших частей всего языка. Часто даже самые опытные программисты плохо ее понимают - до тех пор, пока не вложат некоторое количество усилий, чтобы погрузиться в тему. Есть несколько важнейших документов, которые достойны прочтения, включая документацию к importlib и PEP 302. Эту документацию мы не будем повторять тут, но некоторые важнейшие моменты обсудим.
Во-первых, если вы хотите создать новый объект модуля, то используете функцию imp.new_module(). Например:
>>> import imp >>> m = imp.new_modu1e('spam') >>> m <modu1e 'spam'> >>> m.__name__ 'spam' >>>
Объекты модулей обычно имеют несколько ожидаемых атрибутов, включая __file__ (имя файла, из которого был загружен модуль) и __package__ (имя пакета, в котором находится модуль, если он есть).
Во-вторых, модули кешируются интерпретатором. Закешированный модуль может быть найден в словаре sys.modules. Из-за этого кеширования распространенной практикой является объединение кеширования и создания модуля в один этап. Например:
>>> import sys >>> import imp >>> m = sys.modules.setdefault('spam', imp.new_module('spam')) >>> m <module 'spam'> >>>
Главная причина делать это в том, что если модуль с заданным именем уже существует, то вы вместо пересоздания получите уже созданный модуль. Например:
>>> import math >>> m = sys.modu1es.setdefau1t('math', imp.new_modu1e('math')) >>> m <modu1e 'math' from '/usr/1oca1/1ib/python3.3/1ib-dyn1oad/math.so'> >>> m.sin(2) 0.9092974268256817 >>> m.cos(2) -0.4161468365471424 >>>
Поскольку создавать модули легко, то можно без труда написать простые функции, такие как load_module() из первой части этого рецепта. Недостаток этого подхода в том, что с его помощью трудно обрабатывать более сложные случаи, такие как импортирование пакетов. Чтобы работать с пакетами, вам придется заново реализовать большую часть "подкапотной" логики, которая является частью обычной инструкции import (например, проверку каталогов, поиск файлов __init__.py, выполнение этих файлов, установка путей и т. д.). Эта высокая сложность - одна из причин, из-за которых часто лучше расширить инструкцию import напрямую, а не определять собственную функцию.
Расширение инструкции import выполняется прямолинейно, но вовлекает достаточно много "движущихся частей". На высшем уровне операции import обрабатываются списком поисковиков "метапутей", который вы можете найти в списке sys.metapath. Если вы выведете его значение, то увидите следующее:
>>> from pprint import pprint >>> pprint(sys.meta_path) [<class '_frozen_importlib.BuiltinImporter'>, <class '_frozen_importlib.FrozenImporter'>, <class '_frozen_importlib_external.PathFinder'>] >>>
При выполнении инструкции типа import fib интерпретатор проходит по объектам-поисковикам из sys.meta_path и вызывает их метод find_module(), чтобы найти подходящий загрузчик модуля. Определите нижеприведенный класс и попробуйте поэкспериментировать с ним, чтобы разобраться в том, как это работает:
>>> class Finder: def find_module(self, fullname, path): print('Looking for', fullname, path) return None >>> import sys >>> sys.meta_path.insert(0, Finder()) # Вставить в начало >>> import math Looking for math None >>> import types Looking for types None >>> import threading Looking for threading None Looking for time None Looking for traceback None Looking for linecache None Looking for tokenize None Looking for token None >>>
Обратите внимание на то, что метод find_module() запускается при каждом импортировании. Роль аргумента path здесь заключается в обработке пакетов. Когда пакеты импортированы, это список каталогов, которые находятся в атрибуте пакета __path__. Это пути, которые нужно проверить, чтобы найти подкомпоненты пакета. Например, посмотрите установки пути для xml.etree и xml.etree.ElementTree:
>>> import xml.etree.ElementTree Looking for xml None Looking for xml.etree ['/usr/local/lib/python3.3/xml'] Looking for xml.etree.ElementTree ['/usr/local/lib/python3.3/xml/etree'] Looking for warnings None Looking for contextlib None Looking for xml.etree.ElementPath ['/usr/local/lib/python3.3/xml/etree'] Looking for _elementtree None Looking for copy None Looking for org None Looking for pyexpat None Looking for ElementC14N None
Положение поисковика в sys.meta_path является критически важным. Переместите его из начала в конец списка и попробуйте выполнить несколько операций импортирования:
>>> del sys.meta_path[0] >>> sys.meta_path.append(Finder()) >>> import urllib.request >>> import datetime
Теперь вы не видите никакого вывода, потому что импортирование обрабатывается другими записями из sys.meta_path. В этом случае вы увидите их только в том случае, если они включатся по причине попытки импортирования несуществующих модулей:
>>> import fib Looking for fib None Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module> ImportError: No module named 'fib' >>> import xml.superfast Looking for xml.superfast ['/usr/local/lib/python3.3/xml'] Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module> ImportError: No module named 'xml.superfast' >>>
На следующем шаге мы продолжим это обсуждение.
