带有模块导入的命名空间

Question

尽管我已经学习Python大约一年了，但是我正在学习Python并仍然是一个初学者。 我正在尝试编写一个在主模块中调用的功能模块。 被调用模块中的每个函数都需要math模块才能运行。 我想知道是否有一种方法可以不将数学模块导入被调用模块中。 这是我所拥有的：

main.py ：

from math import *
import module1

def wow():

    print pi


wow()
module1.cool()

module1.py ：

def cool():

    print pi

运行main.py我得到：

3.14159265359

Traceback (most recent call last):
  File "Z:\Python\main.py", line 10, in <module>
    module1.cool()
  File "Z:\Python\module1.py", line 3, in cool
    print pi
NameError: global name 'pi' is not defined

我很难理解的是为什么在运行main.py时出现名称错误。 我知道变量pi在导入时对主模块变为全局，因为wow可以访问它。 我也知道cool在导入时成为主模块的全局对象，因为我可以打印module1.cool并获取<function cool at 0x02B11AF0> 。 因此，由于cool在主模块的全局命名空间中，因此程序不应该首先在变量cool内部查找pi ，然后在其中找不到它时，在main模块内部查找 pi并查找在那吗？

解决此问题的唯一方法是将math模块导入module1.py 。 我不喜欢这样的想法，尽管因为它会使事情变得更复杂，并且我喜欢漂亮，简单的代码。 我觉得我即将掌握名称空间，但是在这方面需要帮助。 谢谢。

Answer 1

如回溯所示，问题不在main.py ，而在module1.py ：

Traceback (most recent call last):
  File "Z:\Python\main.py", line 10, in <module>
    module1.cool()
  File "Z:\Python\module1.py", line 3, in cool
    print pi
NameError: global name 'pi' is not defined

换句话说， 在module1 ，没有全局名称pi ，因为您尚未将其导入。 from math import * main.py from math import * main.py ，这只是将所有内容从math模块的命名空间导入到main模块的命名空间中，而不是导入到每个模块的命名空间中。

我认为您在这里缺少的关键是每个模块都有自己的“全局”名称空间。 刚开始时这可能有点令人困惑，因为在诸如C之类的语言中，所有extern变量和函数共享一个全局名称空间。 但是一旦您克服了这个假设，Python的方式就很有意义了。

所以，如果你想使用pi从module1 ，你所要做的from math import *在module1.py 。 （或者，您可以找到其他方式注入它—例如， module1.py可以from main import * ，或者main.py可以进行module1.pi = pi ，等等。或者您可以将pi塞入神奇的builtins / __builtin__模块，或使用其他各种技巧。但显而易见的解决方案是在要import位置进行导入。）

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附带说明一下，您通常不希望from foo import *进行交互交互式解释器或顶级脚本之外的任何操作。 也有例外（例如，一些模块明确设计为以这种方式使用），但经验法则是import foo或使用from foo import bar, baz 。

Answer 2

“显式胜于隐式”是Python的创建者做出的设计决定（启动python并运行import this ）。

因此，当您运行module1.cool() ，Python不会在main模块中查找未定义的pi 。

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每当需要使用数学模块时，都必须显式导入它-这就是Python的工作方式。

另外，您应避免from X import * -style导入，这也是一种不好的做法。 在这里，您可以执行以下操作： from math import pi 。

Answer 3

@abarnert的注释中提到的exec （python 3）或execfile （python 2）的简单方法可能对某些工作流程很有用。 所需要做的就是将导入行替换为：

exec( open("module1.py").read() )       # python 3

然后您可以简单地使用cool()而不是module1.cool()调用函数。 在cool() ，变量pi行为将像全局变量一样，如OP最初期望的那样。

简而言之，这只是隐藏了一个函数定义，否则该函数定义将出现在主程序的顶部，并且具有优点和缺点。 对于具有多个模块和导入的大型项目，使用exec （而不是适当的名称空间）可能是一个错误，因为您通常不希望在单个全局名称空间中保留太多内容。

但是对于简单的情况（例如使用Python作为shell脚本）， exec提供了一种简单明了的方法来隐藏共享函数，同时让它们共享全局名称空间。 请注意，在这种情况下，您可能需要进一步考虑函数的命名方式（例如，使用v1_cool和v2_cool来跟踪不同的版本，因为您无法执行v1.cool和v2.cool ）。

在这里使用exec一个不太明显的缺点是，尽管您可以解决此问题，但是执行的代码中的错误可能不会显示错误的行号： 如何在Python中从exec或execfile获取错误的行号

Answer 4

就像其他人所说的那样，您的module1实际上没有全局pi 。 一个很好的解决方案是，它仅从math导入pi一次，并明确确保您获取的pi是从module1获取的pi ：

main.py ：

import module1

def wow():
    print module1.pi

wow()
module1.cool()

module1.py ：

from math import pi

def cool():
    print pi

Answer 5

在模块内部，您可以简单地from math import pi定义，这只会from math import pi ，而不是整个math模块。