Python从父目录其他目录导入模块遇ModuleNotFoundError的解决求助

项目结构如下：

project/
    public_app/
        __init__.py
        dir/
            __init__.py
            config.py
            subdir/
                __init__.py
                functions.py
                utils.py
    my_app/
        main.py

我希望在my_app/main.py中导入public_app/dir/subdir/functions.py中的函数，已实现的方案是在main.py中添加以下代码：

# main.py
import sys
import os
path = os.path.abspath(os.path.join(os.path.dirname(__file__), '../'))
sys.path.append(path)

from public_app.dir.subdir.functions import *

该方案可行，但导入public_app/dir/subdir/utils.py时出现问题——因为utils.py内部包含相对导入语句：

# utils.py
from dir.config import *

若在main.py中执行：

# main.py
from public_app.dir.subdir.utils import *

会触发ModuleNotFoundError: No module named 'dir'错误。

请问有什么解决办法？需说明的是，我不想修改public_app目录（该目录来自公共仓库，会频繁更新），同时希望保持my_app目录独立以保证整洁易维护。

补充说明：我偶然间已找到解决办法，详见下方回答。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Adam