Python包中互相引用的自定义类型如何解决循环导入并简化调用？

方案1：顶层包挂载类 + 包级导入引用（无性能损耗，完美适配短前缀调用） #

该方案可以直接实现类似np.int8的短前缀调用效果，同时彻底解决循环导入问题，无额外运行时性能损耗。
首先整理你的包结构，假设你的包名为mypkg，文件结构如下：

mypkg/
├── __init__.py
├── custom_type1.py
├── custom_type2.py
└── base_type.py

第一步：配置顶层__init__.py

将两个类挂载到包顶层属性，后续用户可以直接通过import mypkg as mp的方式，用mp.CustomType1、mp.CustomType2调用对应类：

# mypkg/__init__.py
# 先导入两个类型模块，仅导入模块不会触发循环依赖
from . import custom_type1, custom_type2
# 将类绑定到包顶层属性
CustomType1 = custom_type1.CustomType1
CustomType2 = custom_type2.CustomType2
# 配置__all__支持from mypkg import *的导入方式
__all__ = ["CustomType1", "CustomType2"]

第二步：修改类文件的引用逻辑

不要在类文件顶层直接导入另一个类，改为导入顶层包，引用包下的类即可：

# mypkg/custom_type1.py
from .base_type import BaseType
import mypkg  # 直接导入顶层包

class CustomType1(BaseType):
    def __init__(self, data):
        if isinstance(data, mypkg.CustomType2):
            # 可直接调用对方的公开方法，无额外开销
            pass

# mypkg/custom_type2.py
from .base_type import BaseType
import mypkg

class CustomType2(BaseType):
    def __init__(self, data):
        if isinstance(data, mypkg.CustomType1):
            pass

注：类定义阶段不会执行__init__内部的代码，所以类定义时包属性未绑定不会有任何问题，等到实际实例化类的时候，包初始化已经完成，属性已经全部挂载完毕

方案2：模块级延迟导入（适合大型项目，降低首次导入开销） #

如果你的包包含大量类型，首次全量导入模块开销大，可以用Python3.7+支持的模块级__getattr__实现按需加载，同时保留短前缀调用的用法：

# mypkg/__init__.py
__all__ = ["CustomType1", "CustomType2"]

def __getattr__(name):
    if name == "CustomType1":
        from .custom_type1 import CustomType1
        return CustomType1
    elif name == "CustomType2":
        from .custom_type2 import CustomType2
        return CustomType2
    raise AttributeError(f"module {__name__} has no attribute {name}")

两个类文件的引用逻辑和方案1完全一致，第一次访问类的时候才会加载对应的模块，既没有循环导入问题，也不会有局部导入的重复开销。

注意事项 #

• 不要在两个类文件的顶层直接写from .xxx import CustomTypeX，这种写法会在模块导入阶段就要求对方模块已经完成类定义，必然触发循环依赖
• 如果需要使用类型注解，可以加from __future__ import annotations，所有注解直接写mypkg.CustomTypeX即可，不需要额外导入

内容的提问来源于stack exchange，提问作者orangeman