Python 模組完整名稱，模組快取介紹

閱讀 7:56·字數 2382·發佈 2023-11-22

本節所講述的內容，並不完全適用於通過類別ModuleType動態建立的模組型別物件。

Python 模組的完整名稱

Python 模組的完整名稱，可以讓模組被匯入系統正確的搜尋到，因此，完整名稱一般需要根據模組搜尋路徑來確定。

當模組對應的py檔案或pyc位元組碼檔案，或套件對應的資料夾，位於模組搜尋路徑的任意目錄中時，模組或套件的名稱就是其完整名稱。否則，完整名稱應使用.拼接模組或套件所在的父級套件的名稱，這一過程將重複，直至某個父級套件位於模組搜尋路徑的任意目錄。

模組的完整名稱類似於檔案系統中的路徑

在完整名稱中包含父級套件的名稱，是合情合理的，因為 Python 套件具有命名空間的效果。而大部分情況下，套件與資料夾對應，因此，完整名稱的表現方式類似於檔案系統的路徑。

模組的完整名稱可能會發生變化

當模組搜尋路徑改變時，模組的完整名稱可能會發生相應的變化。當然，應對這種情況，最好的方式是重新調整模組搜尋路徑，而不是修改程式碼中的完整名稱。

模組搜尋路徑

要取得關於模組搜尋路徑的資訊，你可以檢視Python 模組搜尋路徑介紹，模組搜尋路徑中的目錄有哪些一節。

這裏，模組teacher和模組student位於同一目錄，student通過import陳述式匯入了teacher。開啟命令列執行student.py將是可行的（範例中命令列的目前目錄為student.py所在的資料夾，當然，你可以切換到其他位置），因為student.py所在的目錄會被新增至模組搜尋路徑，模組teacher的完整名稱是其自身。

teacher.py

print('teacher 模組！')

student.py

# 執行 student.py 可以正常匯入 teacher，因為 student.py 所在的目錄將被新增至搜尋路徑
import teacher

Windows

python student.py
teacher 模組！

UNIX/Linux/macOS

python3 student.py
teacher 模組！

調整模組student，為其匯入同一目錄的套件homework，在該套件對應的__init__.py檔案中，我們匯入了套件中的模組english。這裏請註意模組english的完整名稱homework.english，他基於student.py所在的位置。

student.py

# …
# homework 套件也可以被正常匯入
import homework

homework/__init__.py

print('homework 套件！')


# 這裏的完整名稱基於 student.py 所在的目錄
import homework.english

homework/english.py

print('english 模組！')

Windows

python student.py
teacher 模組！
homework 套件！
english 模組！

UNIX/Linux/macOS

python3 student.py
teacher 模組！
homework 套件！
english 模組！

對於完整名稱homework.english，如果我們直接執行homework套件的__init__.py檔案（範例中命令列的目前目錄為__init__.py所在的資料夾，當然，你可以切換到其他位置），那麽將產生一個錯誤。因為模組搜尋路徑已經不再包含student.py所在的目錄，完整名稱homework.english應改為english。

Windows

python __init__.py
homework 套件！
…
ModuleNotFoundError: No module named 'homework'

UNIX/Linux/macOS

python3 __init__.py
homework 套件！
…
ModuleNotFoundError: No module named 'homework'

Python 模組快取

無論是哪種快取，使用他們的目的在於提高執行效率，以犧牲部分儲存空間為代價，避免大量重複和耗時的工作。Python 的模組快取包含了已經載入的模組或套件，他們儲存在sys模組的modules變數中，該變數是一個字典，字典中的鍵對應了模組的完整名稱，字典中的值對應了表示模組的ModuleType物件。

ModuleType 物件

你可以將ModuleType物件視為模組在程式碼層面的真實實作，一般情況下他們儲存在sys.modules字典中。開發人員可以編寫程式碼，來主動建立一個ModuleType物件並將其加入模組快取。

sys.modules 中的 None 會導致無法匯入相關模組或套件

如果將字典sys.modules中某個鍵值組的值設定為None，那麽嘗試匯入該鍵值組對應的模組會引發例外狀況ModuleNotFoundError。對於在設定None之前匯入的模組，則可以延續其有效性。

匯入系統

想要取得更多關於匯入系統的資訊，你可以檢視什麽是 Python 匯入系統一節。

這裏模組car定義了類別Car，在腳本檔案cache_none.py中，我們提前將模組car對應的快取設定為None，然後使用import陳述式將其匯入，例外狀況ModuleNotFoundError會被擲回。

car.py

# 一個表示汽車的類別
class Car:
	pass

cache_none.py

import sys
# 模組 car 的完整名稱為 car，這裏提前將其快取設定為 None
sys.modules['car'] = None


# 匯入模組 car 將導致例外狀況
import car

ModuleNotFoundError: import of car halted; None in sys.modules

清除 Python 模組快取

雖然沒有必要，但你可以清空模組快取，這將導致下一次的匯入操作需要重新載入相關的模組或套件。

重新匯入的模組與之前匯入的模組不同

如果一個模組對應的快取被清除，那麽重新匯入的模組與之前匯入的模組，是兩個不同的ModuleType物件，模組中定義的類別也會有所區別。

在下面的範例中，我們將模組car的快取儲存至變數module1，並建立Car的執行個體car1，之後清除模組的快取重新匯入，建立Car的執行個體car2，對比前後的模組快取和Car物件的型別，會發現他們並不相同。

cache_clear.py

import sys


# 首次匯入模組 car，並建立 Car 物件
import car
module1 = sys.modules['car']
car1 = car.Car()


# 清除模組 car 的快取
del sys.modules['car']


# 再次匯入模組 car，並建立 Car 物件
import car
module2 = sys.modules['car']
car2 = car.Car()


print(f'module1 == module2 能成立？{module1 == module2}')
print(f'car1 與 car2 的型別相同？{type(car1) == type(car2)}')

module1 == module2 能成立？False
car1 與 car2 的型別相同？False

原始碼

teacher.py·codebeatme/python-reference·GitHub
student.py·codebeatme/python-reference·GitHub
homework/__init__.py·codebeatme/python-reference·GitHub
homework/english.py·codebeatme/python-reference·GitHub
car.py·codebeatme/python-reference·GitHub
cache_none.py·codebeatme/python-reference·GitHub
cache_clear.py·codebeatme/python-reference·GitHub