第10.5节 使用__all__定义Python模块导入白名单

一、 引言
《第10.4节 Python模块的弱封装机制》介绍了Python模块的的弱封装机制，除了使用弱封装机制来从一定程度上防止导入特定成员外，Python模块中还提供可另外一种类似白名单的机制来控制导入的成员，这个机制就是在模块中定义__all__变量，将__all__的值设置成一个列表，只有列表中的模块成员才能被导入。

二、 方法介绍
在模块内部定义一个模块内的全局变量__all__，其元素是每个需要允许导出的成员名字符串。
all = [‘成员名1’,…,‘成员名n’]

三、 案例
1、 我们定义一个imptest模块，包括三个成员变量和5个成员函数，内容如下：

#imptest.py
__all__=['f','_f1','var2','_var3']
var1,var2,_var3='imptest var1','imptest var2','imptest _var3'
_var2
def f():
    print("execute ftest function in imptest....")
def _f1():
    print("execute _f1(单下划线开头) function in imptest....")
def __f2():
    print("execute __f2(双下划线开头) function in imptest....")
def __f3__():
    print("execute __f3__(双下划线开头结尾) function in imptest....")
def f4():
    print("execute f4 function in imptest....")
    
print("Now in imptest module!")  

2、 使用“from 模块名 import *”导入imptest模块的成员并执行验证是否导入成功

>>> from imptest import *
Now in imptest module!
>>> var1
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#1>", line 1, in <module>
    var1
NameError: name 'var1' is not defined
>>> var2
'imptest var2'
>>> _var3
'imptest _var3'
>>> f()
execute ftest function in imptest....
>>> _f1()
execute _f1(单下划线开头) function in imptest....
>>> __f2()
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#6>", line 1, in <module>
    __f2()
NameError: name '__f2' is not defined
>>>

执行截图：

从上述执行情况来看，只有在__all__列表中的成员才能通过“from imptest import *”导入，带下划线的也会正常导入，没有在__all__列表中的成员计算无下划线开头也不能导入。
3、 直接使用“import 模块名”导入
源代码：

>>> import imptest
Now in imptest module!
>>> imptest.f()
execute ftest function in imptest....
>>> imptest._f1()
execute _f1(单下划线开头) function in imptest....
>>> imptest.__f2()
execute __f2(双下划线开头) function in imptest....
>>> imptest.__f3__()
execute __f3__(双下划线开头结尾) function in imptest....
>>> imptest.var1,imptest.var2,imptest._var3
('imptest var1', 'imptest var2', 'imptest _var3')
>>>

执行截屏：

从上述执行情况来看，使用“import 模块名”导入后，所有成员都可以正常访问，不受__all__列表的影响。

四、 总结
使用__all__定义模块访问白名单：

1. 只对“from 模块名 import *”导入产生影响，对“import 模块名”或“from 模块名 import 成员名”不产生影响；
2. 在__all__列表中的元素不论是否带下划线开头，“from 模块名 import *”都会导入，不受模块的缺省封装机制影响，可以说这是另一种方式的封装；
3. 在模块定义__all__变量后，可以使用“模块.__all__”查看模块建议使用的模块成员。

__all__变量可以认为给模块定义了一个开放的公共接口。通常来说，只有__all__变量列出的模块属性，才是该模块建议外界使用的。因此，为一个大模块定义__all__ 变量，就可以给调用程序建议过滤不需要使用的变量、函数和类，只使用__all__定义的白名单属性。

前面章节介绍过 dir(模块名)可返回模块或类所包含的全部程序单元（包括变量、函数、类和方法等），但直接使用 dir() 函数默认会列出模块内所有的属性，包括以下划线开头的属性，如果模块定义了__all__ 变量，则建议调用者只关注__all__ 变量限定的属性。