require与import加载代码的优缺点是什么？

Question

Ruby语言使用的是require，而Python语言使用的是import。这两者在工作原理上有很大的不同。虽然我更习惯使用require，但我发现有些地方我更喜欢import的方式。我很好奇大家觉得在这两种方式中，哪些地方特别简单，或者更有趣的是，哪些地方其实比想象中要难。

特别是，如果你要设计一种新的编程语言，你会怎么设计代码加载的机制呢？在你的设计选择中，哪些优点和缺点会对你影响最大呢？

Answer 1

声明一下，我并不是Python方面的专家。

我觉得require相比import最大的好处就是，你不需要担心命名空间和文件路径之间的关系。很简单：它就是一个标准的文件路径。

我很喜欢import对命名空间的强调，但我不禁想，这种方法是不是太死板了。根据我的理解，在Python中，控制模块名称的唯一方法就是修改被导入模块的文件名，或者使用as来重命名。此外，使用明确的命名空间时，你可以通过完整的标识符来引用某个东西，但在隐式命名空间中，你在模块内部无法做到这一点，这可能会导致一些模糊的情况，而这些情况很难通过重命名来解决。

也就是说，在foo.py中：

class Bar:
  def myself(self):
    return foo.Bar

这会失败，错误信息是：

Traceback (most recent call last):
  File "", line 1, in ?
  File "foo.py", line 3, in myself
    return foo.Bar
NameError: global name 'foo' is not defined

这两种实现都使用了一个位置列表来进行搜索，我觉得这是一个非常重要的部分，无论你选择哪种模型。

如果使用像require这样的代码加载机制，但语言本身没有全局命名空间会怎么样？也就是说，所有东西都必须有命名空间，但开发者可以完全控制类定义在哪个命名空间中，而这种命名空间的声明是在代码中明确写出的，而不是通过文件名来决定。或者，定义在全局命名空间中的东西会产生警告。这是一种两全其美的方法，还是说我遗漏了什么明显的缺点？

Answer 2

一个很不错的特点是，require其实是定义在Kernel里的一个方法。所以你可以重写它，自己实现一个Ruby的包管理系统，这就是Rubygems所做的事情！

PS：我并不是在推销“猴子补丁”，而是想说Ruby的包管理系统是可以被用户重写的（甚至可以做到像Python的系统那样）。当你在写一种新的编程语言时，不可能所有的地方都做到完美。因此，如果你的导入机制可以在语言内部完全扩展（向各个方向扩展），那对未来的用户来说是最好的服务。如果一种语言不能在内部完全扩展，那就是一种进化的死胡同。我觉得这是Matz在Ruby上做对的事情之一。

Answer 3

在Python中，import有一个很重要的特点，就是它把两件事情联系在一起——如何找到要导入的内容和在什么命名空间下使用它。

这让代码变得非常明确：

import xml.sax

这行代码告诉我们要使用的代码在哪里，可以通过Python的搜索路径规则找到它。

同时，我们想要访问的所有对象都在这个特定的命名空间下，比如xml.sax.ContentHandler。

我觉得这比Ruby的require要好。因为require 'xml'可能会让XML命名空间下的对象或者其他命名空间的对象在模块中可用，但这并不直接从require那一行看出来。

如果xml.sax.ContentHandler太长了，你可以在导入时指定一个不同的名字：

import xml.sax as X

这样它就可以用X.ContentHandler来访问了。

通过这种方式，Python要求你明确地构建每个模块的命名空间。因此，Python的命名空间是非常“物理”的，接下来我来解释一下这是什么意思：

• 默认情况下，只有在模块中直接定义的名字可以在它的命名空间中使用：比如函数、类等等。
• 要想往模块的命名空间中添加内容，你需要明确地导入你想添加的名字，把它们（通过引用）“物理上”放在当前模块中。

举个例子，如果我们有一个小的Python包“process”，里面有子模块machine和interface，我们希望把它们作为一个方便的命名空间直接放在包名下，这就是我们可以在“包定义”文件process/__init__.py中写的内容：

from process.interface import *
from process.machine import Machine, HelperMachine

这样我们就把通常可以通过process.machine.Machine访问的内容提升到了process.Machine。同时，我们也以非常明确的方式把process.interface中的所有名字添加到process的命名空间中。

我提到的Python的import的两个优点就是：

• 清晰：使用import时你包含了什么
• 明确：你是如何修改自己模块的命名空间的（无论是为了程序本身还是为了其他人导入）