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3.5 主模組
本節介紹主程式（主模組）的概念
主函式
在許多程式語言中，存在一個主函式或者主方法的概念。
// c / c++
int main(int argc, char *argv[]) {
...
}
// java
class myprog {
public static void main(String args[]) {
...
}
}
這是啟動應用程式時執行的第一個函式。
Python 主模組
Python 沒有主函式（main function）或主方法（main method）。相反，Python 有一個主模組（main
module）。主模組是第一個執行的原始檔。
bash % python3 prog.py
...
在應用程式啟動時，提供給直譯器的任何檔案都將成為主模組。名字並不重要。
__main__ 檢查
對於作為主指令碼執行的模組，使用此約定（譯註：__main__ 檢查）是標準做法。
# prog.py
...
if __name__ == '__main__':
# Running as the main program ...
statements
...
在 if 裡面的語句稱為主程式（ main program）。
主程式與庫匯入
任何 Python 檔案都可以作為主程式執行，或者作為一個庫（譯註：library，在 Python 中 library 既可以指模組 module，也可以指包 package），匯入後執行。
bash % python3 prog.py # Running as main
import prog # Running as library import
在這兩種情況下，__name__ 都是模組的名稱（譯註：prog）。然而，如果作為主程式執行，__name__ 只能被設定為 __main__。
通常，我們不希望主程式中的語句在庫匯入的時候執行。所以，通常在程式碼中包含一個 if- 檢查，判斷當前檔案是否是主程式（譯註：如果當前程式不是主程式，則 if __name__ == '__main__': 裡面的語句不執行）。
if __name__ == '__main__':
# Does not execute if loaded with import ...
程式模板
這裡有一個用於編寫 Python 程式的通用模板：
# prog.py
# Import statements (libraries)
import modules
# Functions
def spam():
...
def blah():
...
# Main function
def main():
...
if __name__ == '__main__':
main()
命令列工具
Python 通常在命令列工具中使用：
bash % python3 report.py portfolio.csv prices.csv
這意味著指令碼在 shell 或者 終端（terminal）執行。通常用於自動化，後臺任務等。
命令列引數
命令列引數是一個文字字串列表。
bash % python3 report.py portfolio.csv prices.csv
該文字字串列表可以在 sys.argv 中找到。
# In the previous bash command
sys.argv # ['report.py, 'portfolio.csv', 'prices.csv']
這裡有一個處理引數的簡單示例：
import sys
if len(sys.argv) != 3:
raise SystemExit(f'Usage: {sys.argv[0]} ' 'portfile pricefile')
portfile = sys.argv[1]
pricefile = sys.argv[2]
...
標準 I/O
標準輸入/輸出（或者stdio）是和普通檔案使用相同工作方式的檔案。
sys.stdout
sys.stderr
sys.stdin
預設情況下，列印定向到 sys.stdout 檔案。輸入是從 sys.stdin 檔案讀取。回溯和錯誤定向到 sys.stderr 檔案。
請注意，標準輸入/輸出（stdio）可以連線到終端（terminals），檔案（files），管道（pipes）等。
bash % python3 prog.py > results.txt
# or
bash % cmd1 | python3 prog.py | cmd2
環境變數
環境變數在 shell 中設定。
bash % setenv NAME dave
bash % setenv RSH ssh
bash % python3 prog.py
os.environ 是包含這些值的字典。
import os
name = os.environ['NAME'] # 'dave'
更改會反映在程式隨後啟動的任何子程式中。
程式退出
通過異常處理程式退出。
raise SystemExit
raise SystemExit(exitcode)
raise SystemExit('Informative message')
其它方式。
import sys
sys.exit(exitcode)
非零（non-zero ）退出碼錶示錯誤。
#! 行
在 Unix 系統中，#! 行指定某個路徑下的 Python 直譯器來執行該指令碼（譯註：#! 稱為 Shebang 或者 hashbang，因為 # 號通常稱為 hash 或者 sharp，而 ! 號則常常稱為 bang）。將以下內容新增到指令碼檔案的第一行。
#!/usr/bin/env python3
# prog.py
...
（譯註：#!/usr/bin/env python3 的意思——到 Unix 系統 env 所包含的全部環境變數中尋找 Python3 直譯器，並使用 Python3 直譯器執行該指令碼）
執行指令碼需要指令碼具有可執行許可權。
bash % chmod +x prog.py
# Then you can execute
bash % prog.py
... output ...
注意：Windows 系統上的 Python 啟動器也會尋找 #! 行以指示語言版本。
指令碼模板
最後，這裡有一個通用程式碼模板，用於將 Python 程式作為命令列指令碼執行：
#!/usr/bin/env python3
# prog.py
# Import statements (libraries)
import modules
# Functions
def spam():
...
def blah():
...
# Main function
def main(argv):
# Parse command line args, environment, etc.
...
if __name__ == '__main__':
import sys
main(sys.argv)
練習
練習 3.15：main() 函式
在 report.py 檔案中新增一個 main() 函式，該函式接受命令列選項列表，並生成與以前相同的輸出。修改後，應該能夠像下面這樣互動地執行它：
>>> import report
>>> report.main(['report.py', 'Data/portfolio.csv', 'Data/prices.csv'])
Name Shares Price Change
---------- ---------- ---------- ----------
AA 100 9.22 -22.98
IBM 50 106.28 15.18
CAT 150 35.46 -47.98
MSFT 200 20.89 -30.34
GE 95 13.48 -26.89
MSFT 50 20.89 -44.21
IBM 100 106.28 35.84
>>>
請修改 pcost.py 檔案，新增一個類似的 main() 函式。
>>> import pcost
>>> pcost.main(['pcost.py', 'Data/portfolio.csv'])
Total cost: 44671.15
>>>
練習 3.16：編寫指令碼
請修改 report.py 和 pcost.py 程式，以便它們在命令列上可以作為指令碼執行：
bash $ python3 report.py Data/portfolio.csv Data/prices.csv
Name Shares Price Change
---------- ---------- ---------- ----------
AA 100 9.22 -22.98
IBM 50 106.28 15.18
CAT 150 35.46 -47.98
MSFT 200 20.89 -30.34
GE 95 13.48 -26.89
MSFT 50 20.89 -44.21
IBM 100 106.28 35.84
bash $ python3 pcost.py Data/portfolio.csv
Total cost: 44671.15