Python中的包模块引用成员的方法

在Python中, 当我们拥有一个具有多个子模块的包时,可能会遇到这样的问题:希望在包的外部引用子模块中的成员,但是并不希望在包的命名空间中看到子模块本身。这可能会导致代码的可读性和维护性降低。

举个例子,假设我们有一个名为package的包,其中包含foo_module.pyexample_module.py两个子模块。
在这里插入图片描述

test.py
package/
    __init__.py
    foo_module.py
    example_module.py

test.py中,我想引用package中的成员,但并不希望看到foo_moduleexample_module这两个子模块本身。我希望package模块看起来像这样:

>>> vars(package)
mapping_proxy({foo: <function foo at 0x…}, {example: <function example at 0x…})

也就是说,我希望package中的所有子模块的成员都在package的命名空间中,而子模块本身不在命名空间中。

2、解决方案

有多种方法可以解决这个问题,其中一种方法是使用from module import name形式的导入方式。对于example_module.py,我们可以这样导入:

from package.foo_module import foo

对于__init__.py,我们可以这样导入:

from package.foo_module import foo
from package.example_module import example

__all__ = [foo, example] # not strictly necessary, but makes clear what is public

test.py中,我们可以这样导入:

from package import example

注意,这种方法只适用于在包层级运行test.py,否则需要确保包含package的文件夹在Python模块搜索路径中。

另一种方法是使用动态导入。这涉及在__init__.py文件中动态导入包中的所有模块,并将其成员添加到包的命名空间中。以下是一个示例:

def _import_all_modules():
    """ Dynamically imports all modules in this package. """
    import traceback
    import os
    global __all__
    __all__ = []
    globals_, locals_ = globals(), locals()

    # Dynamically import all the package modules in this file's directory.
    for filename in os.listdir(__name__):
        # Process all python files in directory that don't start
        # with underscore (which also prevents this module from
        # importing itself).
        if filename[0] != '_' and filename.split('.')[-1] in ('py', 'pyw'):
            modulename = filename.split('.')[0]  # Filename sans extension.
            package_module = '.'.join([__name__, modulename])
            try:
                module = __import__(package_module, globals_, locals_, [modulename])
            except:
                traceback.print_exc()
                raise
            for name in module.__dict__:
                if not name.startswith('_'):
                    globals_[name] = module.__dict__[name]
                    __all__.append(name)

_import_all_modules()

test.py中,我们可以这样导入:

from package import *

这种方法更加动态,不需要在__init__.py文件中硬编码包模块名称。需要动态导入新模块时,它将自动导入它们,而不再尝试导入从目录中删除的模块。