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Python 中 if __name__ == “__main__” 有什麼用處

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source: Pixabay

前言

在 Python Module 觀念解析中,我們清楚的介紹了 Python 中 Module 的觀念。在開始閱讀本篇文章之前,一定要先了解 Python 中 Module 的觀念!

當我們對 Python 的基本語法愈來愈熟悉時,我們時常會將別人寫好的 Module 引入到我們的程式中,我們開始會觀察到一件事情,許多人會在 Module 檔案中寫上:

if __name__ == "__main__":
    # 程式碼

為什麼不直接寫程式碼就好,還要特別將程式碼包在 if __name__ == “__main__”: 的判斷之下呢?這個判斷又有什麼意義呢?

建立一個 Module (tool.py) 與主程式 (main.py)

首先,我們一樣在 Colab 中建立一個 Module (tool.py),並在這個 Module 中寫上以下的程式碼:

# tool.py

def func1():
    print("In func1")

def func2():
    print("In func2")

print("in tool.py")

此外,我們在 Colab 中新增另外一個檔案 (main.py) 作為我們主程式 (Main Program),並貼上以下程式碼:

# main.py

import tool

tool.func1()
tool.func2()

結果如下圖所示:

在 Colab 中新增一個 main.py


在 Colab 中新增 tool.py


接著,我們在 Colab 的程式碼區塊執行以下指令:

!python main.py

這個指令表示我們透過 Python 的直譯器 (Interpreter) 來執行 main.py 這個 Python 程式。如果不了解什麼是 Python Interpreter 也沒有關係,只需要知道就是在告訴電腦執行這個 Python 程式。

執行後,將會得到以下結果:

in tool.py
In func1
In func2

相信學完 Python 函式 (Function) 觀念後,你一定相當清楚為什麼會有「In func1」與「In func2」的輸出。然而,對於為什麼會有「in tool.py」的輸出呢?讓我們繼續看下去!

Python 在引入 Module 時做了什麼事情

在執行 main.py 這個程式時,首先被執行的是「import tool」這行程式碼:

# main.py

import tool

tool.func1()
tool.func2()

在 Python 程式中,當電腦在執行「引入 Module」的程式碼時,實際上發生了兩件事情:

  1. 電腦會替這一個 Module 建立一些特別的變數(例如:__name__
  2. 電腦會去執行 Module 中的每一行程式碼

以上述的 main.py 為例,當我們在執行 main.py 時,電腦首先會執行到「import tool」這行程式碼。此時,就會替 tool Module 設定一些特別的變數(例如: __name__),並執行 tool Module 中的每一行程式碼。

當電腦在執行 tool Module 中的每一行程式碼時:

# tool.py

def func1():
    print("In func1")

def func2():
    print("In func2")

print("in tool.py")

除了定義兩個 Function 外,也會在最後 print(“in tool.py”)。

現在問題來了,我們在 main.py 中引入 tool Module,其實只是想使用 tool Module 中定義的 func1( ) 與 func2( ) 並不希望執行 tool Module 最後的「print(“in tool.py”)」,這時候我們就可以透過下方這句神奇的判斷語句,達到我們的目的:

if __name__ == "__main__":
    # 程式碼

透過 dir( ) 查看 Module 中所有定義的名稱

在理解這段神奇的判斷語句到底是什麼意思之前,我們先理解「__name__」究竟是什麼。

如同上面所提到的,在 Python 程式中,當電腦在執行「引入 Module」的程式碼時,實際上發生了兩件事情:

  1. 電腦會替這一個 Module 建立一些特別的變數(例如:__name__
  2. 電腦會去執行 Module 中的每一行程式碼

我們可以看看電腦到底替 Module 設定了哪些特別的變數,我們必須在 main.py 新增一行程式碼「print(dir(tool))」,因此 main.py 會長的像這樣:

# main.py

import tool

print(dir(tool))

tool.func1()
tool.func2()

接著,在 Colab 中再次執行以下指令,讓電腦來執行 main.py 這個程式:

!python main.py

我們會得到以下的輸出:

in tool.py
['__builtins__', '__cached__', '__doc__', '__file__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'func1', 'func2']
In func1
In func2

第二行輸出就是表示 tool Module 中所有被定義的名稱,除了「func1」與「func2」是我們定義的,其他都是電腦在「import tool」時自動幫我們定義的。

了解 __name__ 的值是什麼

「__name__」這一個變數我們可以想成是這一個 Module、這一個 Python 檔案的名字。__name__ 變數中的值可以分為以下兩種:

  • 當這一個 Module、這一個 Python 檔案是直接被執行的時候,則 __name__ 設為 “__main__”
  • 當這一個 Module、這一個 Python 檔案是被引入的時候,則 __name__ 設為「檔案名稱」

舉例來說,我們在 tool.py 的最前面再新增一行程式碼,來顯示 tool.py 的 __name__:

# tool.py

print(f"tool.py __name__: {__name__}")

def func1():
    print("In func1")

def func2():
    print("In func2")

print("in tool.py")

接著,我們回到 Colab 編輯器中,執行以下指令來執行 main.py:

!python main.py

會得到以下輸出:

tool.py __name__: tool
in tool.py
['__builtins__', '__cached__', '__doc__', '__file__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'func1', 'func2']
In func1
In func2

我們可以發現當 tool Module 是被引入時,它的 __name__ 會是它的檔案名稱

接著,我們回到 Colab 編輯器中,執行以下指令來執行 tool.py:

!python tool.py

會得到以下輸出:

tool.py __name__: __main__
in tool.py

我們可以發現當 tool Module 是被直接執行時,它的 __name__ 會是 “__main__”

透過 if __name__ == “__main__”: 避免 Module 中的部分程式碼在「被引入」時執行

相信你已經很清楚 __name__ 是什麼以及它的值會是什麼。最後,如果我們希望 main.py 在引入 tool Module 時,tool Module 中的某些程式碼不要被執行,我們就可以將這些程式碼放在「if __name__ == “__main__”」之下:

# tool.py

print(f"tool.py __name__: {__name__}")

def func1():
    print("In func1")

def func2():
    print("In func2")

if __name__ == "__main__":
    print("in tool.py")

在 Colab 中再次執行以下指令,讓電腦來執行 main.py 這個程式:

!python main.py

得到以下輸出:

tool.py __name__: tool
['__builtins__', '__cached__', '__doc__', '__file__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'func1', 'func2']
In func1
In func2

耶!「in tool.py」不見了。

結語

在本篇文章中,我們介紹了 Module 的 __name__ 是什麼,以及 __name__ 中存的值的規則。最後,我們也介紹到如何透過 if __name__ == “__main__”: 避免 Module 中的部分程式碼在「被引入」時執行。


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