Python 为什么没有 main 函数?为什么我不推荐写 main 函数?

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毫无疑问 Python 中没有所谓的 main 入口函数,但是网上经常看到一些文章提“Python 的 main 函数”、“建议写 main 函数”……

有些人是知情的,他的意图可能是模仿那些正宗的 main 函数,但还有不少人明显是被误导了(或自己误解了),就写出来很累赘的代码。

本期“Python 为什么”栏目来聊聊 Python 为什么没有 main 函数?

在开始正题之前,先要来回答这两个问题: 所谓的 “main 函数”是指什么?为什么有些编程语言需要强制写一个 main 函数?

某些编程语言以 main 函数作为程序的执行入口,例如 C/C++、C#、 Java、Go 和 Rust 等,它们具有特定的含义:

  • main 函数名是强制的,也就是要求必须有一个 main 函数

  • main 函数最多只能有一个,也就是说程序的入口是唯一的

  • 语法格式有一定的要求,具有相对固定的模板

为什么要强制一个main入口函数呢?

这些语言是编译型语言,需要把代码编译成可执行的二进制文件,为了让操作系统/启动器找到程序的起点,所以要约定这一个函数。简单地说,就是在一大堆代码里,需要定义一个显著的可用于执行的开头。

不难看出,main 函数是那些语言中重要而不可缺的有机组成部分。

然而,我们再来看看 Python,情况就大不相同了。

  • Python 是解释型语言,即脚本语言,运行过程是从上往下,逐行解析运行,也就是说它的起点是可知的

  • 每个 .py 文件就是一个可执行文件,都可作为整个程序的入口文件,也就是说程序的入口是灵活可变的,没有必须遵守的约定

  • 有时候运行 Python 项目,并没有指定入口文件(命令行中较常见,例如"python -m http.server 8000"), 那可能是存在 __ main__.py 文件,它所在的包被当成一个“文件”来执行了

归结起来,意思是说 Python 这种脚本语言跟编译型语言不同,它不管是在单个模块层面(即一个 .py 文件),还是在由多个模块组成的包层面,都可选择灵活的执行方式,不像其它语言缺了约定好的入口就没法执行。

也就是说,Python 没有必要在语法层面规定程序员必须定义出一个统一的入口(不管是函数还是类还是什么东西)。

有些同学可能会有疑惑,因为他们经常看到或者自己写出下面这样的代码:

# main 里是某些主体代码
def main():
    …… 

if __name__ == '__main__':
    main()

难道这不就是 Python 的 main 函数么?相信有不少同学会这么想!

非也!非也!

除了函数名是“main”以外,它跟我们前面介绍的正统的 main 函数没有半毛钱关系,既没有强制性,也没有必然决定程序执行顺序的作用。缺少它,也不会导致什么语法问题。

之所以有些知情人要命名出一个”main“函数,其实是想强调它的”主要“地位,想要人为地安排它作为第一个执行的函数。他们可能认为这样命名的函数,比较容易记忆。

之所以有些知情人要写 if __name__ == '__main__' ,可能想表明 main() 只有在当前脚本被直接执行时才运行,不希望被导入其它模块时运行。

对于这些“知情人”,他们有一定的道理。

但是,我个人并不推荐这种写法,甚至有时候会非常反感!

最明显的例子:明明只有几十行代码,或者仅有一个脚本文件,实现一个简单的功能(一小段爬虫、用 turtle 画张图等等),但是它们都按前面的样式写了。

我每次看到这种不假思索的累赘代码,就觉得难受。为什么要写那行 if  语句呢?可能的话,应该拆分 main 函数,甚至不必封装成一个函数啊!

我个人总结出以下的经验:

  • 打破惯性思维,写出地道的代码。main 入口函数是某些语言特有的,不该在 Python 中“照猫画虎”,应该了解脚本语言的特点,写出简洁优雅的风格

  • 使用 main.py 而非 main()。因为 Python 的程序执行单位其实是脚本文件,而非某个函数或者类,所以建议把入口文件命名为 main.py,内部的函数按需求而定

  • 可以的话,使用  __ main__.py 作为入口文件。这个文件结合命令行的“-m”参数使用,非常好用。推荐阅读: Python 中 -m 的典型用法、原理解析与发展演变

  • 不推荐写 if __name__ == '__main__' 。首先,如果只有一个文件的话,因为不存在导出的可能,不建议写。其次,存在多文件时,入口文件(main.py)中极不推荐写这一句,此文件的代码逻辑应该精炼,理论上其内容不该被导出到其它模块使用,因为它是起点!最后,多文件的非入口文件也不建议写,因为在非入口文件中写这个判断,最大的作用就是写一些测试代码,但是测试代码应该分离出来,写到专门的目录或文件中。

小结:本文首先解释了什么是 main 入口函数,以及为什么某些语言会强制要求写 main 函数;接着,解释了为什么 Python 不需要写 main 函数;最后则是针对某些人存在的惯性误区,分享了我个人的四点编程经验。

本文属于“Python为什么”系列文章(Python猫出品),该系列主要关注 Python 的语法、设计和发展等话题,以一个个“为什么”式的问题为切入点,试着展现 Python 的迷人魅力。部分话题会推出视频版,请在 B 站收看,观看地址: https://space.bilibili.com/97566624/video

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