Python 中的 if __name__ == '__main__' 該如何理解

原文地址?推薦看原文,有代碼格式。擔(dān)心哪天作者刪掉后,沒有備份,才原樣復(fù)制如下存檔。

這個(gè)問題來自于知乎用戶的提問,當(dāng)時(shí)看到這個(gè)問題,我只是做了下簡單的回答。后來我發(fā)現(xiàn),對(duì)于很多人來說,更準(zhǔn)確的說應(yīng)該是大部分的 Python 初學(xué)者,對(duì)這個(gè)問題理解的不是很深刻。所以這里我來做下總結(jié),并試圖把這個(gè)問題說明白。

程序入口

對(duì)于很多編程語言來說,程序都必須要有一個(gè)入口,比如 C,C++,以及完全面向?qū)ο蟮木幊陶Z言 Java,C# 等。如果你接觸過這些語言,對(duì)于程序入口這個(gè)概念應(yīng)該很好理解,C 和 C++ 都需要有一個(gè) main 函數(shù)來作為程序的入口,也就是程序的運(yùn)行會(huì)從 main 函數(shù)開始。同樣,Java 和 C# 必須要有一個(gè)包含 Main 方法的主類來作為程序入口。

而 Python 則有不同,它屬于腳本語言,不像編譯型語言那樣先將程序編譯成二進(jìn)制再運(yùn)行,而是動(dòng)態(tài)的逐行解釋運(yùn)行。也就是從腳本第一行開始運(yùn)行,沒有統(tǒng)一的入口。

一個(gè) Python 源碼文件除了可以被直接運(yùn)行外,還可以作為模塊(也就是庫)被導(dǎo)入。不管是導(dǎo)入還是直接運(yùn)行,最頂層的代碼都會(huì)被運(yùn)行(Python 用縮進(jìn)來區(qū)分代碼層次)。而實(shí)際上在導(dǎo)入的時(shí)候,有一部分代碼我們是不希望被運(yùn)行的。

舉一個(gè)例子來說明一下,假設(shè)我們有一個(gè) const.py 文件,內(nèi)容如下:

PI=3.14defmain():print"PI:",PImain()

我們?cè)谶@個(gè)文件里邊定義了一些常量,然后又寫了一個(gè) main 函數(shù)來輸出定義的常量,最后運(yùn)行 main 函數(shù)就相當(dāng)于對(duì)定義做一遍人工檢查,看看值設(shè)置的都對(duì)不對(duì)。然后我們直接執(zhí)行該文件(python const.py),輸出:

PI:3.14

現(xiàn)在,我們有一個(gè) area.py 文件,用于計(jì)算圓的面積,該文件里邊需要用到 const.py 文件中的 PI 變量,那么我們從 const.py 中把 PI 變量導(dǎo)入到 area.py 中:

fromconstimportPIdefcalc_round_area(radius):returnPI*(radius**2)defmain():print"round area: ",calc_round_area(2)main()

運(yùn)行 area.py,輸出結(jié)果:

PI: 3.14

round area:? 12.56

可以看到,const 中的 main 函數(shù)也被運(yùn)行了,實(shí)際上我們是不希望它被運(yùn)行,提供 main 也只是為了對(duì)常量定義進(jìn)行下測試。這時(shí),if __name__ == '__main__'?就派上了用場。把 const.py 改一下:

PI=3.14defmain():print"PI:",PIif__name__=="__main__":main()

然后再運(yùn)行 area.py,輸出如下:

round area:? 12.56

再運(yùn)行下 const.py,輸出如下:

PI:3.14

這才是我們想要的效果。

if __name__ == '__main__'?就相當(dāng)于是 Python?模擬的程序入口。Python 本身并沒有規(guī)定這么寫,這只是一種編碼習(xí)慣。由于模塊之間相互引用,不同模塊可能都有這樣的定義,而入口程序只能有一個(gè)。到底哪個(gè)入口程序被選中,這取決于?__name__?的值。

__name__

__name__?是內(nèi)置變量,用于表示當(dāng)前模塊的名字,同時(shí)還能反映一個(gè)包的結(jié)構(gòu)。來舉個(gè)例子,假設(shè)有如下一個(gè)包:

a

├── b

│? ├── c.py

│? └── __init__.py

└── __init__.py

目錄中所有 py 文件的內(nèi)容都為:

print __name__

我們執(zhí)行?python -c "import a.b.c",輸出結(jié)果:

a

a.b

a.b.c

由此可見,__name__?可以清晰的反映一個(gè)模塊在包中的層次。其實(shí),所謂模塊名就是 import 時(shí)需要用到的名字,例如:

importtornadoimporttornado.web

這里的 tornado 和 tornado.web 就被稱為模塊的模塊名。

如果一個(gè)模塊被直接運(yùn)行,則其沒有包結(jié)構(gòu),其?__name__?值為?__main__。例如在上例中,我們直接運(yùn)行 c.py 文件(python a/b/c.py),輸出結(jié)果如下:

__main__

所以,if __name__ == '__main__'?我們簡單的理解就是:?如果模塊是被直接運(yùn)行的,則代碼塊被運(yùn)行,如果模塊是被導(dǎo)入的,則代碼塊不被運(yùn)行

實(shí)際上,這個(gè)問題還可以衍生出其他的一些知識(shí)點(diǎn),例如?__main__.py?文件與 Python 的?-m?參數(shù)。

__main__.py 文件與 python -m

Python 的?-m?參數(shù)用于將一個(gè)模塊或者包作為一個(gè)腳本運(yùn)行,而?__main__.py?文件則相當(dāng)于是一個(gè)包的”入口程序“。

首先我們需要來看看?python xxx.py?與?python -m xxx.py?的區(qū)別。兩種運(yùn)行 Python 程序的方式的不同點(diǎn)在于,一種是直接運(yùn)行,一種是當(dāng)做模塊來運(yùn)行。

先來看一個(gè)簡單的例子,假設(shè)有一個(gè) Python 文件 run.py,其內(nèi)容如下:

importsysprintsys.path

我們用直接運(yùn)行的方式啟動(dòng)(python run.py),輸出結(jié)果(為了說明問題,輸出結(jié)果只截取了重要部分,下同):

['/home/huoty/aboutme/pythonstudy/main',...]

然后以模塊的方式運(yùn)行(python -m run.py):

['',...]/usr/bin/python:Nomodulenamedrun.py

由于輸出結(jié)果只列出了關(guān)鍵的部分,應(yīng)該很容易看出他們之間的差異。直接運(yùn)行是把 run.py 文件所在的目錄放到了 sys.path 屬性中。以模塊方式運(yùn)行是把你輸入命令的目錄(也就是當(dāng)前工作路徑),放到了 sys.path 屬性中。以模塊方式運(yùn)行還有一個(gè)不同的地方是,多出了一行?No module named run.py?的錯(cuò)誤。實(shí)際上以模塊方式運(yùn)行時(shí),Python 先對(duì) run.py 執(zhí)行一遍 import,所以?print sys.path?被成功執(zhí)行,然后 Python 才嘗試運(yùn)行 run.py 模塊,但是,在 path 變量中并沒有 run.py 這個(gè)模塊,所以報(bào)錯(cuò)。而正確的運(yùn)行方式,應(yīng)該是?python -m run.

這個(gè)例子并不能明顯的說明問題。接著我們來看看?__main__.py?的作用。

仍然先看例子,有如下一個(gè)包:

package

├── __init__.py

└── __main__.py

__init__.py

importsysprint"__init__"printsys.path

__main__.py

importsysprint"__main__"printsys.path

用?python -m package?運(yùn)行結(jié)果:

__init__

['', ...]

__main__

['', ...]

用?python package?運(yùn)行結(jié)果:

__main__

['package', ...]

然后我們來總結(jié)一下:

1、?加上 -m 參數(shù)時(shí)會(huì)把當(dāng)前工作目錄添加到 sys.path 中,而不加時(shí)則會(huì)把腳本所在目錄添加到 sys.path 中

2、?加上 -m 參數(shù)時(shí) Python 會(huì)先將模塊或者包導(dǎo)入,然后再執(zhí)行

3、?__main__.py 文件是一個(gè)包或者目錄的入口程序。不管是用?python package?還是用?python -m package?運(yùn)行時(shí),__main__.py 文件總是被執(zhí)行。

后序

我試圖使用長篇大論來闡述,在 Python 中如何理解?if __name__ == '__main__'?這個(gè)問題,不知道我有沒有描述得足夠的明白。Python 的確是簡單的,優(yōu)雅的,但也有很多問題是不太容易理解的,例如很多高級(jí)的特性,像元類、生成器表達(dá)式、描述符、協(xié)程等。Python 并沒有在太多的地方規(guī)定要如何如何,很多的用法只是慣用法,例如 self 和本文討論的內(nèi)容。這些用法或是為了讓代碼看起來更優(yōu)雅,或是前人的經(jīng)驗(yàn)。使用 Python 是有無限可能的,你可以寫出很多簡潔優(yōu)雅的代碼。

參考資料

http://www.tuicool.com/articles/jMzqYzF

http://stackoverflow.com/questions/4042905/what-is-main-py

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