有關python模組匯入機制的思考

在pycharm上優化畢業設計demo的時候，發現一句話：

from tensorflow.nn import conv2d

其中nn和conv2d均被警告，查其定義均顯示』「cannot find declaration to go to」。但是相關**確實能夠正常執行，且沒有報錯。

為了找到原因，嘗試人工尋找conv2d方法。

先找到tensorflow模組中的__init__.py，其中有這樣一行：

from tensorflow._api.v1 import nn

在此進一步尋找到nn模組的__init__.py檔案，並發現了這樣一行：

from tensorflow.python.ops.gen_nn_ops import conv2d

在gen_nn_ops.py下確實找到了conv2d這一方法。

到此，說明了兩件事：

確實存在conv2d這一方法，並且程式執行時執行的應該就是該方法。（驗證過程省略）

既然能夠成功找到這一方法，為什麼pycharm會報錯，不能直接定位該方法？

根據以上的分析，現提出乙個猜想：在上述情況下，pycharm找不到相關方法或模組，會發出警告，但是程式在執行時會根據from tensorflow._api.v1 import nn和from tensorflow.python.ops.gen_nn_ops import conv2d找到相關方法或模組。為了驗證這一猜想，開始復現問題。

首先分析一下tensorflow模組的結構，如下：

現復刻以上結構，加入到自己的專案，如下：

a.py

其中bp的初始化模組仿照tensorflow：

from bp._api.v1 import nn

_api和v1的初始化模組與**保持一致，為空。

在nn的初始化模組中補上乙個函式func_b以替代conv2d：

def
func_b
(text)
:print
(text)

a.py負責測試，寫上：

from bp.nn import func_b
func_b(
'this is a.'
)

到此，內容和結構復現完成，開始測試。

測試結果如下：

pycharm在nn和func_b上均出現警告資訊，符合猜想。

執行a.py，系統報錯，不符合猜想：

no module named 'bp.nn'

據此可知，系統並不能根據from tensorflow._api.v1 import nn和from tensorflow.python.ops.gen_nn_ops import conv2d找到相關模組和方法，猜想是錯的。

由此，目前需要解決兩個問題：

既然from tensorflow._api.v1 import nn不能讓程式找到nn模組，那麼它的意義在哪？

程式在執行時是如何找到nn這一模組，進而尋找到conv2d這一方法的？

在嘗試修改a.py後，第乙個問題得到了解答：

from bp import nn
nn.func_b(
'this is a.'
)

執行上述**，不僅pycharm沒有出現警告，程式也正常執行。若注釋from bp._api.v1 import nn，上述**將會報錯。

這說明：在bp的初始化模組中加入from bp._api.v1 import nn，可以讓其他程式能夠直接從bp中匯入nn模組。如果不加，那麼其他程式需要從bp._api.v1中匯入nn模組。

如果將程式尋找nn模組和conv2d方法所需要的資訊串比作一條「路」，那麼我們不難知道：

復現失敗，說明這條「路」不在當前的程式中；

復現成功，說明這條「路」在當前的程式中。

由於第一次復現失敗，說明這條「路」不在第一次復現的程式中。為了找到這條「路」，目前所需要做的是：保證能夠成功復現問題，使復現程式包含這條「路」。然後進一步簡化資訊，找出哪一部分**充當了這條「路」。處理步驟如下：

首先保證復現成功：將原tensorflow整包拷貝到test資料夾下，代替原來的bp包。為了防止衝突，將原tensorflow包名改為_tensorflow。

在拷貝之後，pycharm出現警告，執行a.py，沒有報錯。復現成功。

將注意力集中在tensorflow的初始化模組上。將它的其它內容全部刪除，僅留下：

from tensorflow._api.v1 import nn

執行a.py，系統報錯：no module named 'tensorflow.nn'。說明「路」在刪除的資訊中。

還原tensorflow的初始化模組，依次注釋每乙個模組，找到了根源：

# make sure directory containing top level submodules is in
# the __path__ so that "from tensorflow.foo import bar" works.
)# pylint: disable=undefined-variable
if _tf_api_dir not
in __path__:
因此總結如下：
一般而言，在from xx.*** import ***x中，***需要在xx模組的__path__中。一般情況下，__path__為當前所在目錄，可以往裡新增新的目錄。
為了驗證上述結論，在第一次復現的基礎上，修改bp的初始化模組：
from bp._api.v1 import nn

print
(__path__)))
print
(__path__)

在a.py中，pycharm對nn和func_b提出警告，程式執行成功。列印結果如下：

[
'c:\\users\\zhazha\\desktop\\test\\bp'][
'c:\\users\\zhazha\\desktop\\test\\bp'
,'c:\\users\\zhazha\\desktop\\test\\bp\\_api\\v1'
]this is a.

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