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3.5 主模块
本节介绍主程序（主模块）的概念
主函数
在许多编程语言中，存在一个主函数或者主方法的概念。
// c / c++
int main(int argc, char *argv[]) {
...
}
// java
class myprog {
public static void main(String args[]) {
...
}
}
这是启动应用程序时执行的第一个函数。
Python 主模块
Python 没有主函数（main function）或主方法（main method）。相反，Python 有一个主模块（main
module）。主模块是第一个运行的源文件。
bash % python3 prog.py
...
在应用程序启动时，提供给解释器的任何文件都将成为主模块。名字并不重要。
__main__ 检查
对于作为主脚本运行的模块，使用此约定（译注：__main__ 检查）是标准做法。
# prog.py
...
if __name__ == '__main__':
# Running as the main program ...
statements
...
在 if 里面的语句称为主程序（ main program）。
主程序与库导入
任何 Python 文件都可以作为主程序运行，或者作为一个库（译注：library，在 Python 中 library 既可以指模块 module，也可以指包 package），导入后运行。
bash % python3 prog.py # Running as main
import prog # Running as library import
在这两种情况下，__name__ 都是模块的名称（译注：prog）。然而，如果作为主程序运行，__name__ 只能被设置为 __main__。
通常，我们不希望主程序中的语句在库导入的时候执行。所以，通常在代码中包含一个 if- 检查，判断当前文件是否是主程序（译注：如果当前程序不是主程序，则 if __name__ == '__main__': 里面的语句不执行）。
if __name__ == '__main__':
# Does not execute if loaded with import ...
程序模板
这里有一个用于编写 Python 程序的通用模板：
# prog.py
# Import statements (libraries)
import modules
# Functions
def spam():
...
def blah():
...
# Main function
def main():
...
if __name__ == '__main__':
main()
命令行工具
Python 通常在命令行工具中使用：
bash % python3 report.py portfolio.csv prices.csv
这意味着脚本在 shell 或者 终端（terminal）执行。通常用于自动化，后台任务等。
命令行参数
命令行参数是一个文本字符串列表。
bash % python3 report.py portfolio.csv prices.csv
该文本字符串列表可以在 sys.argv 中找到。
# In the previous bash command
sys.argv # ['report.py, 'portfolio.csv', 'prices.csv']
这里有一个处理参数的简单示例：
import sys
if len(sys.argv) != 3:
raise SystemExit(f'Usage: {sys.argv[0]} ' 'portfile pricefile')
portfile = sys.argv[1]
pricefile = sys.argv[2]
...
标准 I/O
标准输入/输出（或者stdio）是和普通文件使用相同工作方式的文件。
sys.stdout
sys.stderr
sys.stdin
默认情况下，打印定向到 sys.stdout 文件。输入是从 sys.stdin 文件读取。回溯和错误定向到 sys.stderr 文件。
请注意，标准输入/输出（stdio）可以连接到终端（terminals），文件（files），管道（pipes）等。
bash % python3 prog.py > results.txt
# or
bash % cmd1 | python3 prog.py | cmd2
环境变量
环境变量在 shell 中设置。
bash % setenv NAME dave
bash % setenv RSH ssh
bash % python3 prog.py
os.environ 是包含这些值的字典。
import os
name = os.environ['NAME'] # 'dave'
更改会反映在程序随后启动的任何子进程中。
程序退出
通过异常处理程序退出。
raise SystemExit
raise SystemExit(exitcode)
raise SystemExit('Informative message')
其它方式。
import sys
sys.exit(exitcode)
非零（non-zero ）退出码表示错误。
#! 行
在 Unix 系统中，#! 行指定某个路径下的 Python 解释器来执行该脚本（译注：#! 称为 Shebang 或者 hashbang，因为 # 号通常称为 hash 或者 sharp，而 ! 号则常常称为 bang）。将以下内容添加到脚本文件的第一行。
#!/usr/bin/env python3
# prog.py
...
（译注：#!/usr/bin/env python3 的意思——到 Unix 系统 env 所包含的全部环境变量中寻找 Python3 解释器，并使用 Python3 解释器执行该脚本）
执行脚本需要脚本具有可执行权限。
bash % chmod +x prog.py
# Then you can execute
bash % prog.py
... output ...
注意：Windows 系统上的 Python 启动器也会寻找 #! 行以指示语言版本。
脚本模板
最后，这里有一个通用代码模板，用于将 Python 程序作为命令行脚本运行：
#!/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)
练习
练习 3.15：main() 函数
在 report.py 文件中添加一个 main() 函数，该函数接受命令行选项列表，并生成与以前相同的输出。修改后，应该能够像下面这样交互地运行它：
>>> 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
>>>
请修改 pcost.py 文件，添加一个类似的 main() 函数。
>>> import pcost
>>> pcost.main(['pcost.py', 'Data/portfolio.csv'])
Total cost: 44671.15
>>>
练习 3.16：编写脚本
请修改 report.py 和 pcost.py 程序，以便它们在命令行上可以作为脚本执行：
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