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

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：

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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