如何避免Python的循环导入问题

Python 中使用package时，出现循环导入问题十分常见，我们创建如下package来说明这个问题:

pkg
  ├── __init__.py
  ├── module_a.py
  └── module_b.py

其中，

• __init__.py 将pkg指定为一个Python package
• module_a.py中定义了一个action_a()函数，该函数引用了module_b.py中的一个attribute，如一个函数或变量
• module_b.py中定义了一个action_b()函数，该函数引用了module_a.py中的一个attribute，如一个函数或变量

这种情况下，执行该package时会抛出circular import error错误，即循环引用，因为module_a试图去引入module_b时，而module_b首先要引入module_a，这会导致Python解释器无法执行下去。

然而，我们可以通过一些巧妙的方法，让上面的逻辑正常工作，同时避免循环引入的错误。

那么，什么时候它能正常工作，什么时候不能正常工作，而那些能够正常工作的情况又是什么原因呢？

何时它能正常工作？

1. 在module顶部引入，不要用from，相对引入，只在Python 2中有效

在module的顶部import，如import another_module，module 中的函数以another_module.attribute的方式引用another_module中的函数或变量等。这种方式之所以有效，是由于import another_module是基于当前目录的相对引用，而且是一种隐式引用，如果从另一个package中引入module时，就可以失效了。另外，import another_module这种语法在Python 3 中已经不支持了，所以不要在代码中用这种方法来避免循环引入。

如：

# pkg/module_a.py 
from __future__ import print_function
import module_b

def action_a():
    print(module_b.action_b.__name__)


# pkg/module_b.py
from __future__ import print_function
import module_a

def action_b():
    print(module_a.action_a.__name__)

2. 在module的顶部引入，不要用from，绝对引入

在module的顶部import，使用从package开始的绝对路径，如import package.another_module，module 中的函数以package.another_module.attribute的方式引用another_module中的函数或变量等。之所以要挂上package name来引入，是由于import .another_module这种形式的“相对引入”会报语法错误，而挂上package的绝对引入，Python 2和3都支持

案例：

# pkg/module_a.py
from __future__ import print_function
import pkg2.module_b

def action_a():
    print(pkg2.module_b.action_b.__name__)


# pkg/module_b.py
from __future__ import print_function
import pkg2.module_a

def action_b():
    print(pkg2.module_a.action_a.__name__)

3. 在module底部引入another module的attribute，而非another module，用from

在module的底部import（至少要在被引用的attribute之后import），直接引入another module的attribute，如from package.another_module import attribute，相对引入也支持，如from .another_module import attribute，module中的函数直接使用被引用的attribute即可。

如：

# pkg/module_a.py
from __future__ import print_function

def action_a():
    print(action_b.__name__)

from .module_b import action_b


# pkg/module_b.py
from __future__ import print_function

def action_b():
    print(action_a.__name__)

from .module_a import action_a

4. 函数顶部引入，可以用from

在module的function顶部import，如from package import another_module，也支持相对引入，引入module或attribute均可。

如：

# pkg/module_a.py
from __future__ import print_function

def action_a():
    from . import module_b
    print(module_b.action_b.__name__)


# pkg/module_b.py
from __future__ import print_function

def action_b():
    from . import module_a
    print(module_a.action_a.__name__)

或

# pkg/module_a.py
from __future__ import print_function

def action_a():
    from .module_b import action_b
    print(action_b.__name__)


# pkg/module_b.py
from __future__ import print_function
def action_b():
    from .module_a import action_a
    print(action_a.__name__)

这种方式虽然Python 2和3都支持，但编码不够优雅，影响代码可读性，不建议使用

注

• 本文讨论的问题，是Python中调用package时，应如何避免循环引入
• 当直接在命令行执行一个Python module时，适用情况不完全相同
• 本文内容我在GitHub上提供了一个Demo，欢迎查看或fork
• Reference：This Gist