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Python自動導入缺失的庫

編輯：Python

簡介

在寫 Python 項目的時候，我們可能經常會遇到導入模塊失敗的錯誤：

ImportError: No module named 'xxx'
或者
ModuleNotFoundError: No module named 'xxx'

導入失敗問題，通常分為兩種：一種是導入自己寫的模塊（即以 .py 為後綴的文件），另一種是導入三方庫。本文主要討論第二種情況。

1.單個模塊中缺失的庫

在編寫代碼的時候，如果我們需要使用某個三方庫（如 requests），但不確定實際運行的環境是否裝了它，那麼可以這樣：

try:
import requests
except ImportError:
import os
os.system('pip install requests')
import requests

這樣寫的效果是，如果找不到 requests 庫，就先安裝，再導入。

在某些開源項目中，我們可能還會看到如下的寫法（以 json 為例）：

try:
import simplejson as json
except ImportError:
import json

這樣寫的效果是，優先導入三方庫 simplejson，如果找不到，那就使用內置的標准庫 json。

這種寫法的好處是不需要導入額外的庫，但它有個缺點，即需要保證那兩個庫在使用上是兼容的，如果在標准庫中找不到替代的庫，那就不可行了。

如果真找不到兼容的標准庫，也可以自己寫一個模塊（如 my_json.py），實現想要的東西，然後在 except 語句中導入它。

try:
import simplejson as json
except ImportError:
import my_json as json

2.整個項目中缺失的庫

以上的思路是針對開發中的項目，但是它有幾個不足：

1、在代碼中對每個可能缺失的三方庫都 pip install，並不可取；

2、某個三方庫無法被標准庫或自己手寫的庫替代，該怎麼辦？

3、已成型的項目，不允許做這些修改怎麼辦？

所以這裡的問題是：有一個項目，想要部署到新的機器上，它涉及很多三方庫，但是機器上都沒有預裝，該怎麼辦？

對於一個合規的項目，按照約定，通常它會包含一個“requirements.txt ”文件 ，記錄了該項目的所有依賴庫及其所需的版本號。這是在項目發布前，使用命令pip freeze > requirements.txt 生成的。

使用命令pip install -r requirements.txt （在該文件所在目錄執行，或在命令中寫全文件的路徑），就能自動把所有的依賴庫給裝上。

但是，如果項目不合規，或者由於其它倒霉的原因，我們沒有這樣的文件，又該如何是好？

一個笨方法就是，把項目跑起來，等它出錯，遇到一個導庫失敗，就手動裝一個，然後再跑一遍項目，遇到導庫失敗就裝一下，如此循環……（此處省略 1 萬句髒話）……

3.自動導入任意缺失的庫

在不修改原有的代碼的情況下，在不需要“requirements.txt”文件的情況下，有沒有辦法自動導入所需要的庫呢？

當然有！先看看效果：

我們以 tornado 為例，第一步操作可看出，我們沒有裝過 tornado，經過第二步操作後，再次導入 tornado 時，程序會幫我們自動下載並安裝好 tornado，所以不再報錯。

autoinstall 是我們手寫的模塊，代碼如下：

# 以下代碼在 python 3.6.1 版本驗證通過
import sys
import os
from importlib import import_module
class AutoInstall():
_loaded = set()
@classmethod
def find_spec(cls, name, path, target=None):
if path is None and name not in cls._loaded:
cls._loaded.add(name)
print("Installing", name)
try:
result = os.system('pip install {}'.format(name))
if result == 0:
return import_module(name)
except Exception as e:
print("Failed", e)
return None
sys.meta_path.append(AutoInstall)

Python 3 的 import 機制在查找過程中，大致順序如下：