Python 為什麼沒有 main 函式?為什麼我不推薦寫 main 函式?

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毫無疑問 Python 中沒有所謂的 main 入口函式,但是網上經常看到一些文章提“Python 的 main 函式”、“建議寫 main 函式”……

有些人是知情的,他的意圖可能是模仿那些正宗的 main 函式,但還有不少人明顯是被誤導了(或自己誤解了),就寫出來很累贅的程式碼。

本期“Python 為什麼”欄目來聊聊 Python 為什麼沒有 main 函式?

在開始正題之前,先要來回答這兩個問題:所謂的 “main 函式”是指什麼?為什麼有些程式語言需要強制寫一個 main 函式?

某些程式語言以 main 函式作為程式的執行入口,例如 C/C++、C#、 Java、Go 和 Rust 等,它們具有特定的含義:

  • main 函式名是強制的,也就是要求必須有一個 main 函式
  • main 函式最多隻能有一個,也就是說程式的入口是唯一的
  • 語法格式有一定的要求,具有相對固定的模板

為什麼要強制一個main入口函式呢?

這些語言是編譯型語言,需要把程式碼編譯成可執行的二進位制檔案,為了讓作業系統/啟動器找到程式的起點,所以要約定這一個函式。簡單地說,就是在一大堆程式碼裡,需要定義一個顯著的可用於執行的開頭。

不難看出,main 函式是那些語言中重要而不可缺的有機組成部分。

然而,我們再來看看 Python,情況就大不相同了。

  • Python 是解釋型語言,即指令碼語言,執行過程是從上往下,逐行解析執行,也就是說它的起點是可知的
  • 每個 .py 檔案就是一個可執行檔案,都可作為整個程式的入口檔案,也就是說程式的入口是靈活可變的,沒有必須遵守的約定
  • 有時候執行 Python 專案,並沒有指定入口檔案(命令列中較常見,例如"python -m http.server 8000"), 那可能是存在 __main__.py 檔案,它所在的包被當成一個“檔案”來執行了

歸結起來,意思是說 Python 這種指令碼語言跟編譯型語言不同,它不管是在單個模組層面(即一個 .py 檔案),還是在由多個模組組成的包層面,都可選擇靈活的執行方式,不像其它語言缺了約定好的入口就沒法執行。

也就是說,Python 沒有必要在語法層面規定程式設計師必須定義出一個統一的入口(不管是函式還是類還是什麼東西)。

有些同學可能會有疑惑,因為他們經常看到或者自己寫出下面這樣的程式碼:

# main 裡是某些主體程式碼
def main():
    ……

if __name__ == '__main__':
    main()

難道這不就是 Python 的 main 函式麼?相信有不少同學會這麼想!

非也!非也!

除了函式名是“main”以外,它跟我們前面介紹的正統的 main 函式沒有半毛錢關係,既沒有強制性,也沒有必然決定程式執行順序的作用。缺少它,也不會導致什麼語法問題。

之所以有些知情人要命名出一個”main“函式,其實是想強調它的”主要“地位,想要人為地安排它作為第一個執行的函式。他們可能認為這樣命名的函式,比較容易記憶。

之所以有些知情人要寫if name == '__main__' ,可能想表明 main() 只有在當前指令碼被直接執行時才執行,不希望被匯入其它模組時執行。

對於這些“知情人”,他們有一定的道理。

但是,我個人並不推薦這種寫法,甚至有時候會非常反感!

最明顯的例子:明明只有幾十行程式碼,或者僅有一個指令碼檔案,實現一個簡單的功能(一小段爬蟲、用 turtle 畫張圖等等),但是它們都按前面的樣式寫了。

我每次看到這種不假思索的累贅程式碼,就覺得難受。為什麼要寫那行 if 語句呢?可能的話,應該拆分 main 函式,甚至不必封裝成一個函式啊!

我個人總結出以下的經驗:

  • 打破慣性思維,寫出地道的程式碼。main 入口函式是某些語言特有的,不該在 Python 中“照貓畫虎”,應該瞭解指令碼語言的特點,寫出簡潔優雅的風格
  • 使用 main.py 而非 main()。因為 Python 的程式執行單位其實是指令碼檔案,而非某個函式或者類,所以建議把入口檔案命名為 main.py,內部的函式按需求而定
  • 可以的話,使用 __main__.py 作為入口檔案。這個檔案結合命令列的“-m”引數使用,非常好用。
  • 不推薦寫if name == '__main__'。首先,如果只有一個檔案的話,因為不存在匯出的可能,不建議寫。其次,存在多檔案時,入口檔案(main.py)中極不推薦寫這一句,此檔案的程式碼邏輯應該精煉,理論上其內容不該被匯出到其它模組使用,因為它是起點!最後,多檔案的非入口檔案也不建議寫,因為在非入口檔案中寫這個判斷,最大的作用就是寫一些測試程式碼,但是測試程式碼應該分離出來,寫到專門的目錄或檔案中。

小結:本文首先解釋了什麼是 main 入口函式,以及為什麼某些語言會強制要求寫 main 函式;接著,解釋了為什麼 Python 不需要寫 main 函式;最後則是針對某些人存在的慣性誤區,分享了我個人的四點程式設計經驗。

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