Python模块导入机制全解析

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导入模块时，Python先检查sys.modules缓存，若未命中则按sys.path顺序查找模块路径，找到后创建模块对象并执行其代码，最后将模块或指定名称绑定到当前命名空间。

Python导入模块的过程本质上是解释器查找、加载和执行模块代码的机制。当你使用import语句时，Python会按一定顺序完成一系列操作，确保模块被正确引入并可供使用。

1. 检查sys.modules缓存

Python首先查看sys.modules这个字典，它保存了所有已导入模块的缓存。如果模块已经存在其中，Python直接返回该模块，不再重复加载。

这意味着同一个模块在程序中多次导入，实际只会执行一次模块代码。

2. 查找模块位置

如果模块不在缓存中，Python开始查找模块。搜索路径按以下顺序进行：

• 当前脚本所在目录
• 环境变量PYTHONPATH指定的目录
• Python安装目录下的标准库路径
• 第三方包安装路径（如site-packages）

这些路径汇总在sys.path列表中，你可以打印它查看具体搜索范围。

3. 加载与执行模块代码

找到模块文件（通常是.py文件）后，Python会：

• 创建一个新的模块对象
• 为模块分配命名空间
• 执行模块内的顶层代码（比如变量赋值、函数定义等）

执行过程中定义的所有名称都会保存在模块的命名空间中，供导入者访问。

4. 绑定到当前命名空间

导入完成后，Python将模块对象绑定到当前作用域的名字上。例如：

会在当前命名空间创建一个名为math的引用，指向导入的模块对象。

如果是from module import name形式，则只导入指定的变量或函数，并将其名直接加入当前命名空间。

基本上就这些。整个过程设计得高效且可预测，理解它有助于避免循环导入、路径错误等问题。

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