Python自导入模块时全局变量输出结果异常原因求解

问题复现代码 #

# main.py
var = 99
def importModule():
    import main
    print(main.var, end='>inside ')
    main.var = 0

importModule()
print(var, end='>outside ')

实际输出：99>inside 0>outside 0>inside 99>outside

核心前置知识 #

• Python直接运行脚本时，该脚本对应的模块名称为__main__，而非脚本文件名
• import导入模块时会先检查sys.modules缓存，缓存中不存在对应名称的模块时，会加载并执行对应文件的全部顶层代码，生成模块对象存入缓存
• 不同名称的模块即使对应同一个文件，也是完全独立的对象，拥有各自隔离的全局命名空间

逐步骤执行逻辑 #

• 步骤1：执行python main.py启动程序，当前运行模块为__main__：
  • 执行顶层代码，给__main__.var赋值为99
  • 定义函数importModule，暂不执行内部逻辑
  • 调用importModule()进入函数
• 步骤2：__main__.importModule函数内执行import main：
  • 检查sys.modules无main模块缓存，重新加载main.py文件，生成名为main的模块对象，执行该模块的所有顶层代码：
    • 给main.var赋值为99
    • 定义main.importModule函数
    • 调用main.importModule()进入该函数
    • main.importModule内执行import main：sys.modules已有main缓存，直接返回已有模块对象
    • 打印main.var的值99，输出第一段内容99>inside
    • 将main.var修改为0，退出main.importModule函数
    • 回到main模块顶层最后一行代码，打印当前模块的var即main.var，值为0，输出第二段内容0>outside
  • import main执行完成，返回已加载的main模块对象
• 步骤3：回到__main__.importModule函数后续逻辑：
  • 打印main.var的值，此时已经被修改为0，输出第三段内容0>inside
  • 将main.var再次赋值为0，无实际变化，退出__main__.importModule函数
• 步骤4：回到__main__模块顶层最后一行代码：
  • 打印当前模块的var即__main__.var，全程未被修改仍为99，输出第四段内容99>outside

所有输出拼接后和实际运行结果完全一致。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者qiao