如何简单地理解Python中的if __name__ == '__main__'

Posted 2021-01-31 孙大花

1. 摘要

通俗的理解__name__ == ‘__main__‘：假如你叫小明.py，在朋友眼中，你是小明(__name__ == ‘小明‘)；在你自己眼中，你是你自己(__name__ == ‘__main__‘)。

if __name__ == ‘__main__‘的意思是：当.py文件被直接运行时，if __name__ == ‘__main__‘之下的代码块将被运行；当.py文件以模块形式被导入时，if __name__ == ‘__main__‘之下的代码块不被运行。

 

2. 程序入口

对于很多编程语言来说，程序都必须要有一个入口，比如C，C++，以及完全面向对象的编程语言Java，C#等。如果你接触过这些语言，对于程序入口这个概念应该很好理解，C，C++都需要有一个main函数作为程序的入口，也就是程序的运行会从main函数开始。同样，Java，C#必须要有一个包含Main方法的主类，作为程序入口。

而Python则不同，它属于脚本语言，不像编译型语言那样先将程序编译成二进制再运行，而是动态的逐行解释运行。也就是从脚本第一行开始运行，没有统一的入口。

一个Python源码文件（.py）除了可以被直接运行外，还可以作为模块（也就是库），被其他.py文件导入。不管是直接运行还是被导入，.py文件的最顶层代码都会被运行（Python用缩进来区分代码层次），而当一个.py文件作为模块被导入时，我们可能不希望一部分代码被运行。

2.1 一个.py文件被其他.py文件引用

假设我们有一个const.py文件，内容如下：

PI = 3.14

def main():
    print("PI:", PI)

main()

# 运行结果：PI: 3.14

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现在，我们写一个用于计算圆面积的area.py文件，area.py文件需要用到const.py文件中的PI变量。从const.py中，我们把PI变量导入area.py：

from const import PI

def calc_round_area(radius):
    return PI * (radius ** 2)

def main():
    print("round area: ", calc_round_area(2))

main()

‘‘‘
运行结果：
PI: 3.14
round area:  12.56
‘‘‘

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2.2 修改const.py，添加if __name__ == "__main__"

我们看到const.py中的main函数也被运行了，实际上我们不希望它被运行，因为const.py提供的main函数只是为了测试常量定义。这时if __name__ == ‘__main__‘派上了用场，我们把const.py改一下，添加if __name__ == "__main__"：

PI = 3.14

def main():
    print("PI:", PI)

if __name__ == "__main__":
    main()

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运行const.py，输出如下：

PI: 3.14

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运行area.py，输出如下：

round area:  12.56

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如上，我们可以看到if __name__ == ‘__main__‘相当于Python模拟的程序入口，Python本身并没有这么规定，这只是一种编码习惯。由于模块之间相互引用，不同模块可能有这样的定义，而程序入口只有一个。到底哪个程序入口被选中，这取决于__name__的值。

3. __name__

3.1 __name__反映一个包的结构

__name__是内置变量，可用于反映一个包的结构。假设我们有一个包a，包的结构如下：

a
├── b
│   ├── c.py
│   └── __init__.py
└── __init__.py

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在包a中，文件c.py，__init__.py，__init__.py的内容都为：

print(__name__)

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当一个.py文件（模块）被其他.py文件（模块）导入时，我们在命令行执行

python -c "import a.b.c"

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输出结果：

a
a.b
a.b.c

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由此可见，__name__可以清晰地反映一个模块在包中的层次。

3.2 __name__表示当前模块的名字

__name__是内置变量，可用于表示当前模块的名字。我们直接运行一个.py文件（模块）

python a/b/c.py

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输出结果：

__main__

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由此我们可知：如果一个.py文件（模块）被直接运行时，则其没有包结构，其__name__值为__main__，即模块名为__main__。

所以，if __name__ == ‘__main__‘的意思是：当.py文件被直接运行时，if __name__ == ‘__main__‘之下的代码块将被运行；当.py文件以模块形式被导入时，if __name__ == ‘__main__‘之下的代码块不被运行。

 

4. __main__.py文件与python -m

Python的-m参数用于将一个模块或者包作为一个脚本运行，而__main__.py文件相当于是一个包的“入口程序“。

4.1 运行Python程序的两种方式

• python xxx.py，直接运行xxx.py文件
• python -m xxx.py，把xxx.py当做模块运行

假设我们有一个文件run.py，内容如下：

import sys

print(sys.path)

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我们用直接运行的方式启动

python run.py

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输出结果(为了说明问题，输出结果只截取了重要部分，下同)：

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

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然后以模块的方式运行:

python -m run.py

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输出内容

[‘‘, ...]
/usr/bin/python: No module named run.py

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由于输出结果只列出了关键的部分，应该很容易看出他们之间的差异：

• 直接运行方式是把run.py文件所在的目录放到了sys.path属性中

• 以模块方式运行是把你输入命令的目录（也就是当前工作路径），放到了 sys.path 属性中。

以模块方式运行还有一个不同的地方：多出了一行No module named run.py的错误。实际上以模块方式运行时，Python先对run.py执行一遍 import，所以print(sys.path)被成功执行，然后Python才尝试运行run.py模块，但是在path变量中并没有run.py这个模块，所以报错。正确的运行方式，应该是python -m run。

4.2 __main__.py的作用

仍然先看例子，假设我们有如下一个包package：

package
├── __init__.py
└── __main__.py

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其中，文件__init__.py的内容

import sys

print("__init__")
print(sys.path)

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其中，文件__main__.py的内容

import sys

print("__main__")
print(sys.path)

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接下来，我们运行这个package，使用python -m package运行，输出结果：

__init__
[‘‘, ...]

__main__
[‘‘, ...]

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使用python package运行，输出结果：

__main__
[‘package‘, ...]

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总结一下

• 当加上-m参数时，Python会把当前工作目录添加到sys.path中；而不加-m时，Python则会把脚本所在目录添加到sys.path中。

• 当加上-m参数时，Python会先将模块或者包导入，然后再执行。

• __main__.py文件是一个包或者目录的入口程序。不管是用python package还是用python -m package运行，__main__.py文件总是被执行。