【100天精通python】Day16：python 模块的搜索目录和导入模块异常时的处理方法

1 搜索模块所在目录

2 模块不在搜索目录中

2.1 添加模块所在的目录到PYTHONPATH环境变量

2.2 修改sys.path

2.3 使用绝对路径导入

2.4将模块复制到Python搜索路径中的任意一个目录

2.5 总结

3 其他导入的模块异常处理

3.1 模块未安装

3.2 模块名称拼写错误

3.3模块文件缺失

3.4 模块路径问题

1 搜索模块所在目录

在Python中，当你导入一个模块时，解释器会按照特定的顺序搜索模块所在的目录。这些目录包括：

当前工作目录：Python首先搜索运行脚本的当前工作目录。

PYTHONPATH环境变量：如果设置了PYTHONPATH环境变量，Python会按照其中指定的目录顺序搜索模块。

Python安装目录：Python安装时会设置一个默认的标准库目录，模块搜索也会在这个目录中进行。

第三方库目录：如果你使用了第三方库，Python会在第三方库的安装目录中搜索模块。

搜索顺序是从前往后依次进行，一旦找到匹配的模块，搜索就会停止。

如果没有找到指定的模块，Python将引发ModuleNotFoundError异常。

可以通过以下代码查看Python的模块搜索路径：

import sysprint(sys.path)

上述代码会输出一个包含搜索路径的列表，第一个元素是当前工作目录，之后是PYTHONPATH环境变量中指定的目录，然后是Python安装目录和第三方库目录。

如下：

2 模块不在搜索目录中

如果要导入的模块不在搜索目录中，往往会出现如下错误：

这种情况，没有安装第三方模块包，使用 pip install numpy 安装即可。

另外对于自定义模块。如

在这种情况下，你可以采取以下几种方法来解决问题：

2.1 添加模块所在的目录到PYTHONPATH环境变量

将模块所在的目录添加到PYTHONPATH环境变量中，可以让Python解释器在指定的目录中搜索模块。

在Windows系统中，可以通过以下命令将目录添加到PYTHONPATH环境变量，在bash中输入：

set PYTHONPATH=%PYTHONPATH%;/path/to/module_directory

在Linux和macOS系统中，可以通过以下命令将目录添加到PYTHONPATH环境变量：

export PYTHONPATH=$PYTHONPATH:/path/to/module_directory

这样做可以使Python解释器在启动时自动搜索指定目录中的模块。

2.2 修改sys.path

在Python脚本中使用sys.path.append()方法将模块所在的目录添加到搜索路径中。

import sys
sys.path.append('/path/to/module_directory')

如果知道模块的绝对路径，也可以使用sys.path.append()将绝对路径添加到Python搜索路径中，然后通过import语句导入模块。这样做同样可以解决模块不在搜索路径中的问题。

假设我们有一个自定义的模块文件mymodule.py，位于/path/to/module_directory目录下，并且我们知道它的绝对路径是/path/to/module_directory/mymodule.py。现在我们想在另一个脚本中导入这个模块，但是/path/to/module_directory不在Python的搜索路径中。

我们可以使用sys.path.append()将/path/to/module_directory添加到搜索路径，然后通过import语句导入模块：

import sys# 添加模块所在目录到搜索路径中
sys.path.append('/path/to/module_directory')# 现在可以导入模块
import mymodule# 使用导入的模块中的函数或变量
mymodule.my_function()

通过这种方法，Python解释器会在指定的绝对路径中搜索模块，并成功导入mymodule模块，从而可以使用其中的函数或变量。这样可以临时将特定目录添加到搜索路径中，使得导入模块变得更加灵活。但请注意，这种修改是在运行时有效，当脚本结束后，搜索路径会恢复原样。

2.3 使用绝对路径导入

在Python中，可以使用绝对路径导入模块。这种方法适用于模块文件的位置在任何目录中，不仅限于Python的搜索路径中。

假设我们有一个自定义的模块文件mymodule.py，位于/path/to/module_directory目录下，并且我们知道它的绝对路径是/path/to/module_directory/mymodule.py。现在我们想在另一个脚本中导入这个模块。

（1）可以使用imp模块来实现绝对路径导入模块：

import imp# 指定模块文件的绝对路径
module_path = '/path/to/module_directory/mymodule.py'# 使用imp.load_source()函数导入模块
mymodule = imp.load_source('mymodule', module_path)# 使用导入的模块中的函数或变量
mymodule.my_function()

通过imp.load_source()函数，我们可以根据指定的绝对路径导入模块。此方法不依赖于Python的搜索路径，因此可以导入任意位置的模块文件。

需要注意的是，imp模块在Python 3.4及以上版本中已被标记为过时（deprecated），并建议使用importlib模块代替。

（2）在较新的Python版本中，可以使用importlib.util.spec_from_file_location()和importlib.util.module_from_spec()函数来实现绝对路径导入模块：

import importlib.util# 指定模块文件的绝对路径
module_path = '/path/to/module_directory/mymodule.py'# 使用importlib.util.spec_from_file_location()创建模块规范
spec = importlib.util.spec_from_file_location('mymodule', module_path)# 使用importlib.util.module_from_spec()加载模块
mymodule = importlib.util.module_from_spec(spec)# 将模块规范绑定到模块
spec.loader.exec_module(mymodule)# 使用导入的模块中的函数或变量
mymodule.my_function()

使用importlib模块提供了更加灵活和功能强大的方法来导入模块，特别是在Python 3.4及以上版本中。

2.4 将模块复制到Python搜索路径中的任意一个目录

将模块复制到Python标准库目录、第三方库目录或当前工作目录中的任意一个，这样Python解释器就能找到该模块了。

不过这种方法不太推荐，因为直接修改Python的标准库目录或第三方库目录可能会导致不可预料的问题，而且复制模块可能会导致代码不易维护。

2.5 总结

注意：以上方法建议使用第一种方法或第二种方法，即将模块所在的目录添加到PYTHONPATH或sys.path中，这样可以保证在任意位置都能正确导入模块。直接修改Python的标准库目录或第三方库目录可能会导致不可预料的问题，并且不推荐这样做。

3 其他模块导入的异常处理

当在导入模块时遇到找不到相关模块的错误，通常有几个常见的原因和解决方法：

3.1 模块未安装

如果你想导入一个第三方模块，但尚未在你的Python环境中安装该模块，导致找不到模块的错误。解决方法是使用包管理工具（如pip）安装该模块。例如，使用以下命令安装requests模块：

pip install requests

3.2 模块名称拼写错误

检查你导入模块时的名称是否正确拼写。Python对模块名称是大小写敏感的。

不同Python版本：如果你在不同版本的Python环境中工作，可能会导致某些模块只在特定版本中可用。确保你在正确的Python环境中运行代码。

3.3 模块文件缺失

检查模块文件是否存在，并确保其正确放置在模块搜索路径下。模块文件必须以.py为扩展名。

3.4 模块路径问题

如果你编写的自定义模块或第三方模块并不在Python解释器的搜索路径中，也会导致找不到模块的错误。解决方法见上文2.1,2.2,2.3,2.4。

如果你仍然遇到找不到模块的错误，请细致检查以上原因，并根据具体情况采取相应的解决方法。