在Python中定義Main函數(shù)

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許多編程語(yǔ)言都有一個(gè)特殊的函數(shù)，當(dāng)操作系統(tǒng)開始運(yùn)行程序時(shí)會(huì)自動(dòng)執(zhí)行該函數(shù)。這個(gè)函數(shù)通常被命名為main()，并且依據(jù)語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)具有特定的返回類型和參數(shù)。另一方面，Python解釋器從文件頂部開始執(zhí)行腳本，并且沒有自動(dòng)執(zhí)行的特殊函數(shù)。

盡管如此，為程序的執(zhí)行定義一個(gè)起始點(diǎn)有助于理解程序是如何運(yùn)行的。Python程序員提出了幾種方式對(duì)此進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。

本文結(jié)束時(shí)，您將了解以下內(nèi)容：

Python中的基本main()函數(shù)

一些Python腳本中，包含一個(gè)函數(shù)定義和一個(gè)條件語(yǔ)句，如下所示：

此代碼中，包含一個(gè)main()函數(shù)，在程序執(zhí)行時(shí)打印Hello World!。此外，還包含一個(gè)條件（或if）語(yǔ)句，用于檢查__name__的值并將其與字符串"__main__"進(jìn)行比較。當(dāng)if語(yǔ)句為True時(shí)，Python解釋器將執(zhí)行main()函數(shù)。更多關(guān)于Python條件語(yǔ)句的信息可以由此獲得。

這種代碼模式在Python文件中非常常見，它將作為腳本執(zhí)行并導(dǎo)入另一個(gè)模塊。為了幫助理解這段代碼的執(zhí)行方式，首先需要了解Python解釋器如何根據(jù)代碼的執(zhí)行方式設(shè)置__name__。

Python中的執(zhí)行模式

Python解釋器執(zhí)行代碼有兩種方式：

更多內(nèi)容可參考如何運(yùn)行Python腳本。無(wú)論采用哪種方式，Python都會(huì)定義一個(gè)名為__name__的特殊變量，該變量包含一個(gè)字符串，其值取決于代碼的使用方式。

本文將如下示例文件保存為execution_methods.py，以 探索 代碼如何根據(jù)上下文改變行為：

在此文件中，定義了三個(gè)對(duì)print()函數(shù)的調(diào)用。前兩個(gè)打印一些介紹性短語(yǔ)。第三個(gè)print()會(huì)先打印短語(yǔ)The value __name__ is，之后將使用Python內(nèi)置的repr()函數(shù)打印出__name__變量。

在Python中，repr()函數(shù)將對(duì)象轉(zhuǎn)化為供解釋器讀取的形式。上述示例通過(guò)使用repr()函數(shù)來(lái)強(qiáng)調(diào)__name__的值為字符串。更多關(guān)于repr()的內(nèi)容可參考Python文檔。

在本文中，您將隨處可見文件(file)，模塊(module)和腳本(script)這三個(gè)字眼。實(shí)際上，三者之間并無(wú)太大的差別。不過(guò)，在強(qiáng)調(diào)代碼目的時(shí)，還是存在細(xì)微的差異：

“如何運(yùn)行Python腳本”一文也討論了三者的差別。

基于命令行執(zhí)行

在這類方法中，Python腳本將通過(guò)命令行來(lái)執(zhí)行。

執(zhí)行腳本時(shí)，無(wú)法與Python解釋器正在執(zhí)行的代碼交互。關(guān)于如何通過(guò)命令行執(zhí)行代碼的詳細(xì)信息對(duì)本文而言并不重要，但您可以通過(guò)展開下框閱讀更多有關(guān)Windows，Linux和macOS之間命令行差異的內(nèi)容。

命令行環(huán)境

不同的操作系統(tǒng)在使用命令行執(zhí)行代碼時(shí)存在細(xì)微的差異。

在Linux和macOS中，通常使用如下命令：

美元符號(hào)($)之前的內(nèi)容可能有所不同，具體取決于您的用戶名和計(jì)算機(jī)名稱。您鍵入的命令位于$之后。在Linux或macOS上，Python3的可執(zhí)行文件名為python3，因此可以通過(guò)輸入python3 script_name.py來(lái)運(yùn)行python腳本。

在Windows上，命令提示符通常如下所示：

根據(jù)您的用戶名，之前的內(nèi)容可能會(huì)有所不同，您輸入的命令位于之后。在Windows上，Python3的可執(zhí)行文件通常為python。因此可以通過(guò)輸入python script_name.py來(lái)運(yùn)行python腳本。

無(wú)論哪種操作系統(tǒng)，本文的Python腳本的輸出結(jié)果都是相同的。因此本文以Linux和macOS為例。

使用命令行執(zhí)行execution_methods.py，如下所示：

在這個(gè)示例中，__name__具有值'__main__'，其中引號(hào)(')表明該值為字符串類型。

請(qǐng)記住，在Python中，使用單引號(hào)(')和雙引號(hào)(")定義的字符串沒有區(qū)別。更多關(guān)于字符串的內(nèi)容請(qǐng)參考Python的基本數(shù)據(jù)類型。

如果在腳本中包含"shebang行"并直接執(zhí)行它(./execution_methods.py)，或者使用IPython或Jupyter Notebook的%run，將會(huì)獲取相同的結(jié)果。

您還可以通過(guò)向命令行添加-m參數(shù)的方法實(shí)現(xiàn)以模塊的方式執(zhí)行。通常情況下，推薦如下方式pip: python3 -m pip install package_name。

添加-m參數(shù)將會(huì)運(yùn)行包中__main__.py的代碼。更多關(guān)于__main__.py文件的內(nèi)容可參考如何將開源Python包發(fā)布到PyPI中。

在三種情況中，__name__都具有相同的值：字符串'__main__'。

技術(shù)細(xì)節(jié)：Python文檔中具體定義了__name__何時(shí)取值為'__main__'。

當(dāng)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)輸入，腳本或者交互提示中讀取數(shù)據(jù)時(shí)，模塊的__name__將取值為'__main__'。（來(lái)源）

__name__與__doc__，__package__和其他屬性一起存儲(chǔ)在模塊的全局命名空間。更多關(guān)于屬性的信息可參考Python數(shù)據(jù)模型文檔，特別是關(guān)于模塊和包的信息，請(qǐng)參閱Python Import文檔。

導(dǎo)入模塊或解釋器

接下來(lái)是Python解釋器執(zhí)行代碼的第二種方式：導(dǎo)入。在開發(fā)模塊或腳本時(shí)，可以使用import關(guān)鍵字導(dǎo)入他人已經(jīng)構(gòu)建的模塊。

在導(dǎo)入過(guò)程中，Python執(zhí)行指定模塊中定義的語(yǔ)句（但僅在第一次導(dǎo)入模塊時(shí)）。要演示導(dǎo)入execution_methods.py文件的結(jié)果，需要啟動(dòng)Python解釋器，然后導(dǎo)入execution_methods.py文件：

在此代碼輸出中，Python解釋器執(zhí)行了三次print()函數(shù)調(diào)用。前兩行由于沒有變量，在輸出方面與在命令行上作為腳本執(zhí)行時(shí)完全相同。但是第三個(gè)輸出存在差異。

當(dāng)Python解釋器導(dǎo)入代碼時(shí)，__name__的值與要導(dǎo)入的模塊的名稱相同。您可以通過(guò)第三行的輸出了解這一點(diǎn)。__name__的值為'execution_methods'，是Python導(dǎo)入的.py文件。

注意如果您在沒有退出Python時(shí)再次導(dǎo)入模塊，將不會(huì)有輸出。

注意：更多關(guān)于導(dǎo)入在Python中如何工作的內(nèi)容請(qǐng)參考官方文檔和Python中的絕對(duì)和相對(duì)導(dǎo)入。

Main函數(shù)的最佳實(shí)踐

既然您已經(jīng)了解兩種執(zhí)行方式上的差異，那么掌握一些最佳實(shí)踐方案還是很有用的。它們將適用于編寫作為腳本運(yùn)行的代碼或者在另一個(gè)模塊導(dǎo)入的代碼。

如下是四種實(shí)踐方式：

將大部分代碼放入函數(shù)或類中

請(qǐng)記住，Python解釋器在導(dǎo)入模塊時(shí)會(huì)執(zhí)行模塊中的所有代碼。有時(shí)如果想要實(shí)現(xiàn)用戶可控的代碼，會(huì)導(dǎo)致一些副作用，例如：

在這種情況下，想要實(shí)現(xiàn)用戶控制觸發(fā)此代碼的執(zhí)行，而不是讓Python解釋器在導(dǎo)入模塊時(shí)執(zhí)行代碼。

因此，最佳方法是將大部分代碼包含在函數(shù)或類中。這是因?yàn)楫?dāng)Python解釋器遇到def或class關(guān)鍵字時(shí)，它只存儲(chǔ)這些定義供以后使用，并且在用戶通知之前不會(huì)實(shí)際執(zhí)行。

將如下代碼保存在best_practices.py以證明這個(gè)想法：

在此代碼中，首先從time模塊中導(dǎo)入sleep()。

在這個(gè)示例中，參數(shù)以秒的形式傳入sleep()函數(shù)中，解釋器將暫停一段時(shí)間再運(yùn)行。隨后，使用print()函數(shù)打印關(guān)于代碼描述的語(yǔ)句。

之后，定義一個(gè)process_data()函數(shù)，執(zhí)行如下五項(xiàng)操作：

在命令行中執(zhí)行

當(dāng)你將此文件作為腳本用命令行執(zhí)行時(shí)會(huì)發(fā)生什么呢？

Python解釋器將執(zhí)行函數(shù)定義之外的from time import sleep和print()，之后將創(chuàng)建函數(shù)process_data()。然后，腳本將退出而不做任何進(jìn)一步的操作，因?yàn)槟_本沒有任何執(zhí)行process_data()的代碼。

如下是這段腳本的執(zhí)行結(jié)果：

我們?cè)谶@里看到的輸出是第一個(gè)print()的結(jié)果。注意，從time導(dǎo)入和定義process_data()函數(shù)不產(chǎn)生結(jié)果。具體來(lái)說(shuō)，調(diào)用定義在process_data()內(nèi)部的print()不會(huì)打印結(jié)果。

導(dǎo)入模塊或解釋器執(zhí)行

在會(huì)話（或其他模塊）中導(dǎo)入此文件時(shí)，Python解釋器將執(zhí)行相同的步驟。

Python解釋器導(dǎo)入文件后，您可以使用已導(dǎo)入模塊中定義的任何變量，類或函數(shù)。為了證明這一點(diǎn)，我們將使用可交互的Python解釋器。啟動(dòng)解釋器，然后鍵入import best_practices：

導(dǎo)入best_practices.py后唯一的輸出來(lái)自process_data()函數(shù)外定義的print()。導(dǎo)入模塊或解釋器執(zhí)行與基于命令行執(zhí)行類似。

使用__name__控制代碼的執(zhí)行

如何實(shí)現(xiàn)基于命令行而不使用Python解釋器導(dǎo)入文件來(lái)執(zhí)行呢？

您可以使用__name__來(lái)決定執(zhí)行上下文，并且當(dāng)__name__等于"__main__"時(shí)才執(zhí)行process_data()。在best_practices.py文件中添加如下代碼：

這段代碼添加了一個(gè)條件語(yǔ)句來(lái)檢驗(yàn)__name__的值。當(dāng)值為"__main__"時(shí)，條件為True。記住當(dāng)__name__變量的特殊值為"__main__"時(shí)意味著Python解釋器會(huì)執(zhí)行腳本而不是將其導(dǎo)入。

條件語(yǔ)塊內(nèi)添加了四行代碼（第12，13，14和15行）：

現(xiàn)在，在命令行中運(yùn)行best_practices.py，并觀察輸出的變化：

首先，輸出顯示了process_data()函數(shù)外的print()的調(diào)用結(jié)果。

之后，data的值被打印。因?yàn)楫?dāng)Python解釋器將文件作為腳本執(zhí)行時(shí)，變量__name__具有值"__main__"，因此條件語(yǔ)句被計(jì)算為True。

接下來(lái)，腳本將調(diào)用process_data()并傳入data進(jìn)行修改。當(dāng)process_data執(zhí)行時(shí)，將輸出一些狀態(tài)信息。最終，將輸出modified_data的值。

現(xiàn)在您可以驗(yàn)證從解釋器（或其他模塊）導(dǎo)入best_practices.py后發(fā)生的事情了。如下示例演示了這種情況：

注意，當(dāng)前結(jié)果與將條件語(yǔ)句添加到文件末尾之前相同。因?yàn)榇藭r(shí)__name__變量的值為"best_practices"，因此條件語(yǔ)句結(jié)果為False，Python將不執(zhí)行process_data()。

創(chuàng)建名為main()的函數(shù)來(lái)包含要運(yùn)行的代碼

現(xiàn)在，您可以編寫作為腳本由從命令行執(zhí)行并導(dǎo)入且沒有副作用的Python代碼。接下來(lái)，您將學(xué)習(xí)如何編寫代碼并使其他程序員能輕松地理解其含義。

許多語(yǔ)言，如C，C++，Java以及其他的一些語(yǔ)言，都會(huì)定義一個(gè)叫做main()的函數(shù)，當(dāng)編譯程序時(shí)，操作系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)調(diào)用該函數(shù)。此函數(shù)通常被稱為入口點(diǎn)(entry point)，因?yàn)樗浅绦蜻M(jìn)入執(zhí)行的起始位置。

相比之下，Python沒有一個(gè)特殊的函數(shù)作為腳本的入口點(diǎn)。實(shí)際上在Python中可以將入口點(diǎn)定義成任何名稱。

盡管Python不要求將函數(shù)命名為main()，但是最佳的做法是將入口點(diǎn)函數(shù)命名為main()。這樣方便其他程序員定位程序的起點(diǎn)。

此外，main()函數(shù)應(yīng)該包含Python解釋器執(zhí)行文件時(shí)要運(yùn)行的任何代碼。這比將代碼放入條件語(yǔ)塊中更好，因?yàn)橛脩艨梢栽趯?dǎo)入模塊時(shí)重復(fù)使用main()函數(shù)。

修改best_practices.py文件如下所示：

在這個(gè)示例中，定義了一個(gè)main()函數(shù)，它包含了上面的條件語(yǔ)句塊。之后修改條件語(yǔ)塊執(zhí)行main()。如果您將此代碼作為腳本運(yùn)行或?qū)?，將獲得與上一節(jié)相同的輸出。

在main()中調(diào)用其他函數(shù)

另一種常見的實(shí)現(xiàn)方式是在main()中調(diào)用其他函數(shù)，而不是直接將代碼寫入main()。這樣做的好處在于可以實(shí)現(xiàn)將幾個(gè)獨(dú)立運(yùn)行的子任務(wù)整合。

例如，某個(gè)腳本有如下功能：

如果在單獨(dú)的函數(shù)中各自實(shí)現(xiàn)這些子任務(wù)，您（或其他用戶）可以很容易地實(shí)現(xiàn)代碼重用。之后您可以在main()函數(shù)中創(chuàng)建默認(rèn)的工作流。

您可以根據(jù)自己的情況選擇是否使用此方案。將任務(wù)拆分為多個(gè)函數(shù)會(huì)使重用更容易，但會(huì)增加他人理解代碼的難度。

修改best_practices.py文件如下所示：

在此示例代碼中，文件的前10行具有與之前相同的內(nèi)容。第12行的第二個(gè)函數(shù)創(chuàng)建并返回一些示例數(shù)據(jù)，第17行的第三個(gè)函數(shù)模擬將修改后的數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)庫(kù)。

第21行定義了main()函數(shù)。在此示例中，對(duì)main()做出修改，它將調(diào)用數(shù)據(jù)讀取，數(shù)據(jù)處理以及數(shù)據(jù)寫入等功能。

首先，從read_data_from_web()中創(chuàng)建data。將data作為參數(shù)傳入process_data()，之后將返回modified_data。最后，將modified_data傳入write_data_to_database()。

腳本的最后兩行是條件語(yǔ)塊用于驗(yàn)證__name__，并且如果if語(yǔ)句為True，則執(zhí)行main()。

在命令行中運(yùn)行如下所示：

根據(jù)執(zhí)行結(jié)果，Python解釋器在執(zhí)行main()函數(shù)時(shí)，將依次執(zhí)行read_data_from_web()，process_data()以及write_data_to_database()。當(dāng)然，您也可以導(dǎo)入best_practices.py文件并重用process_data()作為不同的數(shù)據(jù)輸入源，如下所示：

在此示例中，導(dǎo)入了best_practices并且將其簡(jiǎn)寫為bp。

導(dǎo)入過(guò)程會(huì)導(dǎo)致Python解釋器執(zhí)行best_practices.py的全部代碼，因此輸出顯示解釋文件用途的信息。

然后，從文件中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)而不是從Web中讀取數(shù)據(jù)。之后，可以重用best_practices.py文件中的process_data()和write_data_to_database()函數(shù)。在此情況下，可以利用代碼重寫來(lái)取代在main()函數(shù)中實(shí)現(xiàn)全部的代碼邏輯。

實(shí)踐總結(jié)

以下是Python中main()函數(shù)的四個(gè)關(guān)鍵最佳實(shí)踐：

結(jié)論

恭喜！您現(xiàn)在已經(jīng)了解如何創(chuàng)建Python main()函數(shù)了。

本文介紹了如下內(nèi)容：

現(xiàn)在，您可以開始編寫一些非常棒的關(guān)于Python main()函數(shù)代碼啦！

python主函數(shù)怎么寫

一般來(lái)說(shuō)，Python程序員可能是這樣寫main()函數(shù)的：

"""Module docstring.

This serves as a long usage message.

"""import sysimport getoptdef main():

# parse command line options

try:

opts, args = getopt.getopt(sys.argv[1:], "h", ["help"]) except getopt.error, msg: print msg print "for help use --help"

sys.exit(2) # process options

for o, a in opts: if o in ("-h", "--help"): print __doc__

sys.exit(0) # process arguments

for arg in args:

process(arg) # process() is defined elsewhereif __name__ == "__main__":

main()1234567891011121314151617181920212223242526

Guido也承認(rèn)之前自己寫的main()函數(shù)也是類似的結(jié)構(gòu)，但是這樣寫的靈活性還不夠高，尤其是需要解析復(fù)雜的命令行選項(xiàng)時(shí)。為此，他向大家提出了幾點(diǎn)建議。

添加可選的 argv 參數(shù)

首先，修改main()函數(shù)，使其接受一個(gè)可選參數(shù) argv，支持在交互式shell中調(diào)用該函數(shù)：

def main(argv=None):

if argv is None:

argv = sys.argv # etc., replacing sys.argv with argv in the getopt() call.1234

這樣做，我們就可以動(dòng)態(tài)地提供 argv 的值，這比下面這樣寫更加的靈活：

def main(argv=sys.argv):

# etc.12

這是因?yàn)樵谡{(diào)用函數(shù)時(shí)，sys.argv 的值可能會(huì)發(fā)生變化；可選參數(shù)的默認(rèn)值都是在定義main()函數(shù)時(shí)，就已經(jīng)計(jì)算好的。

但是現(xiàn)在sys.exit()函數(shù)調(diào)用會(huì)產(chǎn)生問(wèn)題：當(dāng)main()函數(shù)調(diào)用sys.exit()時(shí)，交互式解釋器就會(huì)推出！解決辦法是讓main()函數(shù)的返回值指示退出狀態(tài)（exit status）。因此，最后面的那行代碼就變成了這樣：

if __name__ == "__main__":

sys.exit(main())12

并且，main()函數(shù)中的sys.exit(n)調(diào)用全部變成return n。

定義一個(gè)Usage()異常

另一個(gè)改進(jìn)之處，就是定義一個(gè)Usage()異常，可以在main()函數(shù)最后的except子句捕捉該異常：

import sysimport getoptclass Usage(Exception):

def __init__(self, msg):

self.msg = msgdef main(argv=None):

if argv is None:

argv = sys.argv try: try:

opts, args = getopt.getopt(argv[1:], "h", ["help"]) except getopt.error, msg: raise Usage(msg) # more code, unchanged

except Usage, err: print sys.stderr, err.msg print sys.stderr, "for help use --help"

return 2if __name__ == "__main__":

sys.exit(main())123456789101112131415161718192021222324

這樣main()函數(shù)就只有一個(gè)退出點(diǎn)（exit）了，這比之前兩個(gè)退出點(diǎn)的做法要好。而且，參數(shù)解析重構(gòu)起來(lái)也更容易：在輔助函數(shù)中引發(fā)Usage的問(wèn)題不大，但是使用return 2卻要求仔細(xì)處理返回值傳遞的問(wèn)題。

python main函數(shù)有什么用

print?'main'當(dāng)腳本作為執(zhí)行腳本時(shí)__name__的值為__main__當(dāng)腳本作為模塊時(shí)__name__為模塊文件名。

main函數(shù)在程序中大多數(shù)是必須存在的。C語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)中強(qiáng)制要求main函數(shù)的返回值類型為int，main函數(shù)的返回值是傳遞給操作系統(tǒng)，讓操作系統(tǒng)判斷程序的執(zhí)行情況。

一個(gè)程序，無(wú)論復(fù)雜或簡(jiǎn)單，總體上都是一個(gè)“函數(shù)”；這個(gè)函數(shù)就稱為“main 函數(shù)”，也就是“主函數(shù)”。比如有個(gè)“做菜”程序，那么“ 做菜 ”這個(gè)過(guò)程就是“主函數(shù)”。在主函數(shù)中，根據(jù)情況，你可能還需要調(diào)用“買菜，切菜，炒菜”等子函數(shù)。

main函數(shù)在程序中大多數(shù)是必須存在的，但是依然有例外情況，比如windows編程中可以編寫一個(gè)動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)模塊，這是其他windows程序可以使用的代碼。由于DLL模塊不是獨(dú)立的程序，因此不需要main函數(shù)。

從函數(shù)的形勢(shì)看，函數(shù)分兩類：

無(wú)參函數(shù)。printstar和print_message就是無(wú)參函數(shù)。在調(diào)用無(wú)參函數(shù)時(shí)，主調(diào)函數(shù)并不將數(shù)據(jù)傳送給被調(diào)用函數(shù)，一般用來(lái)執(zhí)行指定的一組操作。

有參函數(shù)。在調(diào)用函數(shù)時(shí)，在主調(diào)函數(shù)和被調(diào)用函數(shù)之間有數(shù)據(jù)傳遞。也就是說(shuō)，主調(diào)函數(shù)可以將數(shù)據(jù)傳遞給被調(diào)用函數(shù)使用，被調(diào)用函數(shù)中的數(shù)據(jù)也可以帶回來(lái)供主調(diào)函數(shù)使用。

網(wǎng)站標(biāo)題：python主函數(shù)的使用的簡(jiǎn)單介紹
網(wǎng)址分享：http://redsoil1982.com.cn/article22/doedicc.html

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