Python3：怎么通過(guò)遞歸函數(shù)

函數(shù)的遞歸調(diào)用

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遞歸問(wèn)題是一個(gè)說(shuō)簡(jiǎn)單也簡(jiǎn)單，說(shuō)難也有點(diǎn)難理解的問(wèn)題.我想非常有必要對(duì)其做一個(gè)總結(jié).

首先理解一下遞歸的定義，遞歸就是直接或間接的調(diào)用自身.而至于什么時(shí)候要用到遞歸，遞歸和非遞歸又有那些區(qū)別？又是一個(gè)不太容易掌握的問(wèn)題，更難的是對(duì)于遞歸調(diào)用的理解.下面我們就從程序+圖形的角度對(duì)遞歸做一個(gè)全面的闡述.

我們從常見(jiàn)到的遞歸問(wèn)題開(kāi)始:

1 階層函數(shù)

#include iostream

using namespace std;

int factorial(int n)

{

if (n == 0)

{

return 1;

}

else

{

int result = factorial(n-1);

return n * result;

}

}

int main()

{

int x = factorial(3);

cout x endl;

return 0;

}

這是一個(gè)遞歸求階層函數(shù)的實(shí)現(xiàn)。很多朋友只是知道該這么實(shí)現(xiàn)的，也清楚它是通過(guò)不斷的遞歸調(diào)用求出的結(jié)果.但他們有些不清楚中間發(fā)生了些什么.下面我們用圖對(duì)此做一個(gè)清楚的流程:

根據(jù)上面這個(gè)圖，大家可以很清楚的看出來(lái)這個(gè)函數(shù)的執(zhí)行流程。我們的階層函數(shù)factorial被調(diào)用了4次.并且我們可以看出在調(diào)用后面的調(diào)用中，前面的調(diào)用并不退出。他們同時(shí)存在內(nèi)存中。可見(jiàn)這是一件很浪費(fèi)資源的事情。我們?cè)摯蔚膮?shù)是3.如果我們傳遞10000呢。那結(jié)果就可想而知了.肯定是溢出了.就用int型來(lái)接收結(jié)果別說(shuō)10000，100就會(huì)產(chǎn)生溢出.即使不溢出我想那肯定也是見(jiàn)很浪費(fèi)資源的事情.我們可以做一個(gè)粗略的估計(jì):每次函數(shù)調(diào)用就單變量所需的內(nèi)存為:兩個(gè)int型變量.n和result.在32位機(jī)器上占8B.那么10000就需要10001次函數(shù)調(diào)用.共需10001*8/1024 = 78KB.這只是變量所需的內(nèi)存空間.其它的函數(shù)調(diào)用時(shí)函數(shù)入口地址等仍也需要占用內(nèi)存空間。可見(jiàn)遞歸調(diào)用產(chǎn)生了一個(gè)不小的開(kāi)銷(xiāo).

2 斐波那契數(shù)列

int Fib(int n)

{

if (n = 1)

{

return n;

}

else

{

return Fib(n-1) + Fib(n-2);

}

}

這個(gè)函數(shù)遞歸與上面的那個(gè)有些不同.每次調(diào)用函數(shù)都會(huì)引起另外兩次的調(diào)用.最后將結(jié)果逐級(jí)返回.

我們可以看出這個(gè)遞歸函數(shù)同樣在調(diào)用后買(mǎi)的函數(shù)時(shí)，前面的不退出而是在等待后面的結(jié)果，最后求出總結(jié)果。這就是遞歸.

3

#include iostream

using namespace std;

void recursiveFunction1(int num)

{

if (num 5)

{

cout num endl;

recursiveFunction1(num+1);

}

}

void recursiveFunction2(int num)

{

if (num 5)

{

recursiveFunction2(num+1);

cout num endl;

}

}

int main()

{

recursiveFunction1(0);

recursiveFunction2(0);

return 0;

}

運(yùn)行結(jié)果:

1

2

3

4

4

3

2

1

該程序中有兩個(gè)遞歸函數(shù)。傳遞同樣的參數(shù)，但他們的輸出結(jié)果剛好相反。理解這兩個(gè)函數(shù)的調(diào)用過(guò)程可以很好的幫助我們理解遞歸:

我想能夠把上面三個(gè)函數(shù)的遞歸調(diào)用過(guò)程理解了，你已經(jīng)把遞歸調(diào)用理解的差不多了.并且從上面的遞歸調(diào)用中我們可以總結(jié)出遞歸的一個(gè)規(guī)律：他是逐級(jí)的調(diào)用，而在函數(shù)結(jié)束的時(shí)候是從最后面往前反序的結(jié)束.這種方式是很占用資源，也很費(fèi)時(shí)的。但是有的時(shí)候使用遞歸寫(xiě)出來(lái)的程序很容易理解，很易讀.

為什么使用遞歸:

1 有時(shí)候使用遞歸寫(xiě)出來(lái)的程序很容易理解，很易讀.

2 有些問(wèn)題只有遞歸能夠解決.非遞歸的方法無(wú)法實(shí)現(xiàn).如:漢諾塔.

遞歸的條件:

并不是說(shuō)所有的問(wèn)題都可以使用遞歸解決，他必須的滿足一定的條件。即有一個(gè)出口點(diǎn).也就是說(shuō)當(dāng)滿足一定條件時(shí)，程序可以結(jié)束，從而完成遞歸調(diào)用，否則就陷入了無(wú)限的遞歸調(diào)用之中了.并且這個(gè)條件還要是可達(dá)到的.

遞歸有哪些優(yōu)點(diǎn):

易讀，容易理解，代碼一般比較短.

遞歸有哪些缺點(diǎn):

占用內(nèi)存資源多，費(fèi)時(shí)，效率低下.

因此在我們寫(xiě)程序的時(shí)候不要輕易的使用遞歸，雖然他有他的優(yōu)點(diǎn)，但是我們要在易讀性和空間，效率上多做權(quán)衡.一般情況下我們還是使用非遞歸的方法解決問(wèn)題.若一個(gè)算法非遞歸解法非常難于理解。我們使用遞歸也未嘗不可.如:二叉樹(shù)的遍歷算法.非遞歸的算法很難與理解.而相比遞歸算法就容易理解很多.

對(duì)于遞歸調(diào)用的問(wèn)題，我們?cè)谇耙欢螘r(shí)間寫(xiě)圖形學(xué)程序時(shí)，其中有一個(gè)四連同填充算法就是使用遞歸的方法。結(jié)果當(dāng)要填充的圖形稍微大一些時(shí)，程序就自動(dòng)關(guān)閉了.這不是一個(gè)人的問(wèn)題，所有人寫(xiě)出來(lái)的都是這個(gè)問(wèn)題.當(dāng)時(shí)我們給與的解釋就是堆棧溢出。就多次遞歸調(diào)用占用太多的內(nèi)存資源致使堆棧溢出，程序沒(méi)有內(nèi)存資源執(zhí)行下去，從而被操作系統(tǒng)強(qiáng)制關(guān)閉了.這是一個(gè)真真切切的例子。所以我們?cè)谑褂眠f歸的時(shí)候需要權(quán)衡再三.

python3--內(nèi)置函數(shù)

python的常用內(nèi)置函數(shù)

1.abs() 函數(shù)返回?cái)?shù)字的絕對(duì)值

abs(-40)=40

2. dict() 函數(shù)用于創(chuàng)建一個(gè)字典

dict()

{} ? ? ?#創(chuàng)建一個(gè)空字典類(lèi)似于u={},字典的存取方式一般為key-value

例如u = {"username":"tom", ?"age":18}

3. help() 函數(shù)用于查看函數(shù)或模塊用途的詳細(xì)說(shuō)明

help('math')查看math模塊的用處

a=[1,2,3,4]

help(a)查看列表list幫助信息

4.dir()獲得當(dāng)前模塊的屬性列表

dir(help)

['__call__', '__class__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__le__', '__lt__', '__module__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__']

5.min() 方法返回給定參數(shù)的最小值 /參數(shù)可以為序列

a=? min(10,20,30,40)

a

10

6. next() 返回迭代器的下一個(gè)項(xiàng)目

it = iter([1, 2, 3, 4, 5])

next(it)

1

next(it)

2

7. id() 函數(shù)用于獲取對(duì)象的內(nèi)存地址

a=12

id(a)

1550569552

8.enumerate() 函數(shù)用于將一個(gè)可遍歷的數(shù)據(jù)對(duì)象(如列表、元組或字符串)組合為一個(gè)索引序列，同時(shí)列出數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)下標(biāo)，一般用在 for 循環(huán)當(dāng)中。

a=["tom","marry","leblan"]

list(enumerate(a))

[(0, 'tom'), (1, 'marry'), (2, 'leblan')]

9. oct() 函數(shù)將一個(gè)整數(shù)轉(zhuǎn)換成8進(jìn)制字符串

oct(15)

'0o17'

oct(10)

'0o12'

10. bin() 返回一個(gè)整數(shù) int 或者長(zhǎng)整數(shù) long int 的二進(jìn)制表示

bin(10)

'0b1010'

bin(15)

'0b1111'

11.eval() 函數(shù)用來(lái)執(zhí)行一個(gè)字符串表達(dá)式，并返回表達(dá)式的值

eval('2+2')

4

12.int() 函數(shù)用于將一個(gè)字符串會(huì)數(shù)字轉(zhuǎn)換為整型

int(3)

3

int(3.6)

3

int(3.9)

3

int(4.0)

4

13.open() 函數(shù)用于打開(kāi)一個(gè)文件，創(chuàng)建一個(gè)file對(duì)象，相關(guān)的方法才可以調(diào)用它進(jìn)行讀寫(xiě)

f=open('test.txt')

14.str() 函數(shù)將對(duì)象轉(zhuǎn)化為適于人閱讀的形式

str(3)

'3'

15. bool() 函數(shù)用于將給定參數(shù)轉(zhuǎn)換為布爾類(lèi)型，如果沒(méi)有參數(shù)，返回 False

bool()

False

bool(1)

True

bool(10)

True

bool(10.0)

True

16.isinstance() 函數(shù)來(lái)判斷一個(gè)對(duì)象是否是一個(gè)已知的類(lèi)型

a=5

isinstance(a,int)

True

isinstance(a,str)

False

17. sum() 方法對(duì)系列進(jìn)行求和計(jì)算

sum([1,2,3],5)

11

sum([1,2,3])

6

18. super() 函數(shù)用于調(diào)用下一個(gè)父類(lèi)(超類(lèi))并返回該父類(lèi)實(shí)例的方法。super 是用來(lái)解決多重繼承問(wèn)題的，直接用類(lèi)名調(diào)用父類(lèi)方法

class ? User(object):

? def__init__(self):

class Persons(User):

? ? ? ? super(Persons,self).__init__()

19. float() 函數(shù)用于將整數(shù)和字符串轉(zhuǎn)換成浮點(diǎn)數(shù)

float(1)

1.0

float(10)

10.0

20. iter() 函數(shù)用來(lái)生成迭代器

a=[1,2,3,4,5,6]

iter(a)

for i in iter(a):

... ? ? ? ? print(i)

...

1

2

3

4

5

6

21.tuple 函數(shù)將列表轉(zhuǎn)換為元組

a=[1,2,3,4,5,6]

tuple(a)

(1, 2, 3, 4, 5, 6)

22.len() 方法返回對(duì)象（字符、列表、元組等）長(zhǎng)度或項(xiàng)目個(gè)數(shù)

s = "playbasketball"

len(s)

14

a=[1,2,3,4,5,6]

len(a)

6

23. property() 函數(shù)的作用是在新式類(lèi)中返回屬性值

class User(object):

?def __init__(self,name):

? ? ? ? ? self.name = name

def get_name(self):

? ? ? ? ? return self.get_name

@property

?def name(self):

? ? ? ? ?return self_name

24.type() 函數(shù)返回對(duì)象的類(lèi)型

25.list() 方法用于將元組轉(zhuǎn)換為列表

b=(1,2,3,4,5,6)

list(b)

[1, 2, 3, 4, 5, 6]

26.range() 函數(shù)可創(chuàng)建一個(gè)整數(shù)列表，一般用在 for 循環(huán)中

range(10)

range(0, 10)

range(10,20)

range(10, 20)

27. getattr() 函數(shù)用于返回一個(gè)對(duì)象屬性值

class w(object):

... ? ? ? ? ? ? s=5

...

a = w()

getattr(a,'s')

5

28. complex() 函數(shù)用于創(chuàng)建一個(gè)復(fù)數(shù)或者轉(zhuǎn)化一個(gè)字符串或數(shù)為復(fù)數(shù)。如果第一個(gè)參數(shù)為字符串，則不需要指定第二個(gè)參數(shù)

complex(1,2)

(1+2j)

complex(1)

(1+0j)

complex("1")

(1+0j)

29.max() 方法返回給定參數(shù)的最大值，參數(shù)可以為序列

b=(1,2,3,4,5,6)

max(b)

6

30. round() 方法返回浮點(diǎn)數(shù)x的四舍五入值

round(10.56)

11

round(10.45)

10

round(10.45,1)

10.4

round(10.56,1)

10.6

round(10.565,2)

10.56

31. delattr 函數(shù)用于刪除屬性

class Num(object):

...? ? a=1

...? ? b=2

...? ? c=3.

.. print1 = Num()

print('a=',print1.a)

a= 1

print('b=',print1.b)

b= 2

print('c=',print1.c)

c= 3

delattr(Num,'b')

print('b=',print1.b)

Traceback (most recent call last):? File "", line 1, inAttributeError: 'Num' object has no attribute 'b'

32. hash() 用于獲取取一個(gè)對(duì)象（字符串或者數(shù)值等）的哈希值

hash(2)

2

hash("tom")

-1675102375494872622

33. set() 函數(shù)創(chuàng)建一個(gè)無(wú)序不重復(fù)元素集，可進(jìn)行關(guān)系測(cè)試，刪除重復(fù)數(shù)據(jù)，還可以計(jì)算交集、差集、并集等。

a= set("tom")

b = set("marrt")

a,b

({'t', 'm', 'o'}, {'m', 't', 'a', 'r'})

ab#交集

{'t', 'm'}

a|b#并集

{'t', 'm', 'r', 'o', 'a'}

a-b#差集

{'o'}

太全了！Python3常用內(nèi)置函數(shù)總結(jié)

數(shù)學(xué)相關(guān)

abs(a) : 求取絕對(duì)值。abs(-1)

max(list) : 求取list最大值。max([1,2,3])

min(list) : 求取list最小值。min([1,2,3])

sum(list) : 求取list元素的和。 sum([1,2,3]) 6

sorted(list) : 排序，返回排序后的list。

len(list) : list長(zhǎng)度,len([1,2,3])

divmod(a,b): 獲取商和余數(shù)。 divmod(5,2) (2,1)

pow(a,b) : 獲取乘方數(shù)。pow(2,3) 8

round(a,b) : 獲取指定位數(shù)的小數(shù)。a代表浮點(diǎn)數(shù)，b代表要保留的位數(shù)。round(3.1415926,2) 3.14

range(a[,b]) : 生成一個(gè)a到b的數(shù)組,左閉右開(kāi)。range(1,10) [1,2,3,4,5,6,7,8,9]

類(lèi)型轉(zhuǎn)換

int(str) : 轉(zhuǎn)換為int型。int('1') 1

float(int/str) : 將int型或字符型轉(zhuǎn)換為浮點(diǎn)型。float('1') 1.0

str(int) : 轉(zhuǎn)換為字符型。str(1) '1'

bool(int) : 轉(zhuǎn)換為布爾類(lèi)型。 str(0) False str(None) False

bytes(str,code) : 接收一個(gè)字符串，與所要編碼的格式，返回一個(gè)字節(jié)流類(lèi)型。bytes('abc', 'utf-8') b'abc' bytes(u'爬蟲(chóng)', 'utf-8') b'xe7x88xacxe8x99xab'

list(iterable) : 轉(zhuǎn)換為list。 list((1,2,3)) [1,2,3]

iter(iterable)： 返回一個(gè)可迭代的對(duì)象。 iter([1,2,3]) list_iterator object at 0x0000000003813B00

dict(iterable) : 轉(zhuǎn)換為dict。 dict([('a', 1), ('b', 2), ('c', 3)]) {'a':1, 'b':2, 'c':3}

enumerate(iterable) : 返回一個(gè)枚舉對(duì)象。

tuple(iterable) : 轉(zhuǎn)換為tuple。 tuple([1,2,3]) (1,2,3)

set(iterable) : 轉(zhuǎn)換為set。 set([1,4,2,4,3,5]) {1,2,3,4,5} set({1:'a',2:'b',3:'c'}) {1,2,3}

hex(int) : 轉(zhuǎn)換為16進(jìn)制。hex(1024) '0x400'

oct(int) : 轉(zhuǎn)換為8進(jìn)制。 oct(1024) '0o2000'

bin(int) : 轉(zhuǎn)換為2進(jìn)制。 bin(1024) '0b10000000000'

chr(int) : 轉(zhuǎn)換數(shù)字為相應(yīng)ASCI碼字符。 chr(65) 'A'

ord(str) : 轉(zhuǎn)換ASCI字符為相應(yīng)的數(shù)字。 ord('A') 65

相關(guān)操作

eval****() : 執(zhí)行一個(gè)表達(dá)式，或字符串作為運(yùn)算。 eval('1+1') 2

exec() : 執(zhí)行python語(yǔ)句。 exec('print("Python")') Python

filter(func, iterable) : 通過(guò)判斷函數(shù)fun，篩選符合條件的元素。 filter(lambda x: x3, [1,2,3,4,5,6]) filter object at 0x0000000003813828

map(func, *iterable) : 將func用于每個(gè)iterable對(duì)象。 map(lambda a,b: a+b, [1,2,3,4], [5,6,7]) [6,8,10]

zip(*iterable) : 將iterable分組合并。返回一個(gè)zip對(duì)象。 list(zip([1,2,3],[4,5,6])) [(1, 4), (2, 5), (3, 6)]

type()：返回一個(gè)對(duì)象的類(lèi)型。

id()： 返回一個(gè)對(duì)象的唯一標(biāo)識(shí)值。

hash(object)：返回一個(gè)對(duì)象的hash值，具有相同值的object具有相同的hash值。 hash('python') 7070808359261009780

help()：調(diào)用系統(tǒng)內(nèi)置的幫助系統(tǒng)。

isinstance()：判斷一個(gè)對(duì)象是否為該類(lèi)的一個(gè)實(shí)例。

issubclass()：判斷一個(gè)類(lèi)是否為另一個(gè)類(lèi)的子類(lèi)。

globals() : 返回當(dāng)前全局變量的字典。

next(iterator[, default]) : 接收一個(gè)迭代器，返回迭代器中的數(shù)值，如果設(shè)置了default，則當(dāng)?shù)髦械脑乇闅v后，輸出default內(nèi)容。

reversed(sequence) ： 生成一個(gè)反轉(zhuǎn)序列的迭代器。 reversed('abc') ['c','b','a']

為什么Python源碼中的入口函數(shù)是Py

不了方便記憶，沒(méi)有其它特別的含義。 還有眾多的庫(kù)名也是以PY開(kāi)頭。也是區(qū)別于其它語(yǔ)言的標(biāo)志。

Python3基礎(chǔ)

默認(rèn)情況下，Python 3 源碼文件以 UTF-8 編碼，所有字符串都是 unicode 字符串。 當(dāng)然你也可以為源碼文件指定不同的編碼：

在 Python 3 中，非 ASCII 標(biāo)識(shí)符也是允許的了。

保留字即關(guān)鍵字，我們不能把它們用作任何標(biāo)識(shí)符名稱。Python 的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)提供了一個(gè) keyword 模塊，可以輸出當(dāng)前版本的所有關(guān)鍵字：

Python中單行注釋以 # 開(kāi)頭，實(shí)例如下：

執(zhí)行以上代碼，輸出結(jié)果為：

多行注釋可以用多個(gè) # 號(hào)，還有 ''' 和 """：

執(zhí)行以上代碼，輸出結(jié)果為：

python最具特色的就是使用縮進(jìn)來(lái)表示代碼塊，不需要使用大括號(hào) {} 。

縮進(jìn)的空格數(shù)是可變的，但是同一個(gè)代碼塊的語(yǔ)句必須包含相同的縮進(jìn)空格數(shù)。實(shí)例如下：

以下代碼最后一行語(yǔ)句縮進(jìn)數(shù)的空格數(shù)不一致，會(huì)導(dǎo)致運(yùn)行錯(cuò)誤：

以上程序由于縮進(jìn)不一致，執(zhí)行后會(huì)出現(xiàn)類(lèi)似以下錯(cuò)誤：

Python 通常是一行寫(xiě)完一條語(yǔ)句，但如果語(yǔ)句很長(zhǎng)，我們可以使用反斜杠()來(lái)實(shí)現(xiàn)多行語(yǔ)句，例如：

在 [], {}, 或 () 中的多行語(yǔ)句，不需要使用反斜杠()，例如：

python中數(shù)字有四種類(lèi)型：整數(shù)、布爾型、浮點(diǎn)數(shù)和復(fù)數(shù)。

實(shí)例

輸出結(jié)果為：

函數(shù)之間或類(lèi)的方法之間用空行分隔，表示一段新的代碼的開(kāi)始。類(lèi)和函數(shù)入口之間也用一行空行分隔，以突出函數(shù)入口的開(kāi)始。

空行與代碼縮進(jìn)不同，空行并不是Python語(yǔ)法的一部分。書(shū)寫(xiě)時(shí)不插入空行，Python解釋器運(yùn)行也不會(huì)出錯(cuò)。但是空行的作用在于分隔兩段不同功能或含義的代碼，便于日后代碼的維護(hù)或重構(gòu)。

記住： 空行也是程序代碼的一部分。

執(zhí)行下面的程序在按回車(chē)鍵后就會(huì)等待用戶輸入：

以上代碼中 ，" "在結(jié)果輸出前會(huì)輸出兩個(gè)新的空行。一旦用戶按下 enter 鍵時(shí)，程序?qū)⑼顺觥?/p>

Python可以在同一行中使用多條語(yǔ)句，語(yǔ)句之間使用分號(hào)(;)分割，以下是一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)例：

執(zhí)行以上代碼，輸出結(jié)果為：

縮進(jìn)相同的一組語(yǔ)句構(gòu)成一個(gè)代碼塊，我們稱之代碼組。

像if、while、def和class這樣的復(fù)合語(yǔ)句，首行以關(guān)鍵字開(kāi)始，以冒號(hào)( : )結(jié)束，該行之后的一行或多行代碼構(gòu)成代碼組。

我們將首行及后面的代碼組稱為一個(gè)子句(clause)。

如下實(shí)例：

print 默認(rèn)輸出是換行的，如果要實(shí)現(xiàn)不換行需要在變量末尾加上 end="" ：

以上實(shí)例執(zhí)行結(jié)果為：

在 python 用 import 或者 from...import 來(lái)導(dǎo)入相應(yīng)的模塊。

將整個(gè)模塊(somemodule)導(dǎo)入，格式為： import somemodule

從某個(gè)模塊中導(dǎo)入某個(gè)函數(shù),格式為： from somemodule import somefunction

從某個(gè)模塊中導(dǎo)入多個(gè)函數(shù),格式為： from somemodule import firstfunc, secondfunc, thirdfunc

將某個(gè)模塊中的全部函數(shù)導(dǎo)入，格式為： from somemodule import *

import sys print ( ' ================Python import mode========================== ' ) ; print ( ' 命令行參數(shù)為: ' ) for i in sys . argv : print ( i ) print ( ' python 路徑為 ' , sys . path )

from sys import argv , path # 導(dǎo)入特定的成員 print ( ' ================python from import=================================== ' ) print ( ' path: ' , path ) # 因?yàn)橐呀?jīng)導(dǎo)入path成員，所以此處引用時(shí)不需要加sys.path

很多程序可以執(zhí)行一些操作來(lái)查看一些基本信息，Python可以使用-h參數(shù)查看各參數(shù)幫助信息：

在Python中定義Main函數(shù)

目錄

許多編程語(yǔ)言都有一個(gè)特殊的函數(shù)，當(dāng)操作系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)行程序時(shí)會(huì)自動(dòng)執(zhí)行該函數(shù)。這個(gè)函數(shù)通常被命名為main()，并且依據(jù)語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)具有特定的返回類(lèi)型和參數(shù)。另一方面，Python解釋器從文件頂部開(kāi)始執(zhí)行腳本，并且沒(méi)有自動(dòng)執(zhí)行的特殊函數(shù)。

盡管如此，為程序的執(zhí)行定義一個(gè)起始點(diǎn)有助于理解程序是如何運(yùn)行的。Python程序員提出了幾種方式對(duì)此進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。

本文結(jié)束時(shí)，您將了解以下內(nèi)容：

Python中的基本main()函數(shù)

一些Python腳本中，包含一個(gè)函數(shù)定義和一個(gè)條件語(yǔ)句，如下所示：

此代碼中，包含一個(gè)main()函數(shù)，在程序執(zhí)行時(shí)打印Hello World!。此外，還包含一個(gè)條件（或if）語(yǔ)句，用于檢查_(kāi)_name__的值并將其與字符串"__main__"進(jìn)行比較。當(dāng)if語(yǔ)句為T(mén)rue時(shí)，Python解釋器將執(zhí)行main()函數(shù)。更多關(guān)于Python條件語(yǔ)句的信息可以由此獲得。

這種代碼模式在Python文件中非常常見(jiàn)，它將作為腳本執(zhí)行并導(dǎo)入另一個(gè)模塊。為了幫助理解這段代碼的執(zhí)行方式，首先需要了解Python解釋器如何根據(jù)代碼的執(zhí)行方式設(shè)置__name__。

Python中的執(zhí)行模式

Python解釋器執(zhí)行代碼有兩種方式：

更多內(nèi)容可參考如何運(yùn)行Python腳本。無(wú)論采用哪種方式，Python都會(huì)定義一個(gè)名為_(kāi)_name__的特殊變量，該變量包含一個(gè)字符串，其值取決于代碼的使用方式。

本文將如下示例文件保存為execution_methods.py，以 探索 代碼如何根據(jù)上下文改變行為：

在此文件中，定義了三個(gè)對(duì)print()函數(shù)的調(diào)用。前兩個(gè)打印一些介紹性短語(yǔ)。第三個(gè)print()會(huì)先打印短語(yǔ)The value __name__ is，之后將使用Python內(nèi)置的repr()函數(shù)打印出__name__變量。

在Python中，repr()函數(shù)將對(duì)象轉(zhuǎn)化為供解釋器讀取的形式。上述示例通過(guò)使用repr()函數(shù)來(lái)強(qiáng)調(diào)__name__的值為字符串。更多關(guān)于repr()的內(nèi)容可參考Python文檔。

在本文中，您將隨處可見(jiàn)文件(file)，模塊(module)和腳本(script)這三個(gè)字眼。實(shí)際上，三者之間并無(wú)太大的差別。不過(guò)，在強(qiáng)調(diào)代碼目的時(shí)，還是存在細(xì)微的差異：

“如何運(yùn)行Python腳本”一文也討論了三者的差別。

基于命令行執(zhí)行

在這類(lèi)方法中，Python腳本將通過(guò)命令行來(lái)執(zhí)行。

執(zhí)行腳本時(shí)，無(wú)法與Python解釋器正在執(zhí)行的代碼交互。關(guān)于如何通過(guò)命令行執(zhí)行代碼的詳細(xì)信息對(duì)本文而言并不重要，但您可以通過(guò)展開(kāi)下框閱讀更多有關(guān)Windows，Linux和macOS之間命令行差異的內(nèi)容。

命令行環(huán)境

不同的操作系統(tǒng)在使用命令行執(zhí)行代碼時(shí)存在細(xì)微的差異。

在Linux和macOS中，通常使用如下命令：

美元符號(hào)($)之前的內(nèi)容可能有所不同，具體取決于您的用戶名和計(jì)算機(jī)名稱。您鍵入的命令位于$之后。在Linux或macOS上，Python3的可執(zhí)行文件名為python3，因此可以通過(guò)輸入python3 script_name.py來(lái)運(yùn)行python腳本。

在Windows上，命令提示符通常如下所示：

根據(jù)您的用戶名，之前的內(nèi)容可能會(huì)有所不同，您輸入的命令位于之后。在Windows上，Python3的可執(zhí)行文件通常為python。因此可以通過(guò)輸入python script_name.py來(lái)運(yùn)行python腳本。

無(wú)論哪種操作系統(tǒng)，本文的Python腳本的輸出結(jié)果都是相同的。因此本文以Linux和macOS為例。

使用命令行執(zhí)行execution_methods.py，如下所示：

在這個(gè)示例中，__name__具有值'__main__'，其中引號(hào)(')表明該值為字符串類(lèi)型。

請(qǐng)記住，在Python中，使用單引號(hào)(')和雙引號(hào)(")定義的字符串沒(méi)有區(qū)別。更多關(guān)于字符串的內(nèi)容請(qǐng)參考Python的基本數(shù)據(jù)類(lèi)型。

如果在腳本中包含"shebang行"并直接執(zhí)行它(./execution_methods.py)，或者使用IPython或Jupyter Notebook的%run，將會(huì)獲取相同的結(jié)果。

您還可以通過(guò)向命令行添加-m參數(shù)的方法實(shí)現(xiàn)以模塊的方式執(zhí)行。通常情況下，推薦如下方式pip: python3 -m pip install package_name。

添加-m參數(shù)將會(huì)運(yùn)行包中__main__.py的代碼。更多關(guān)于__main__.py文件的內(nèi)容可參考如何將開(kāi)源Python包發(fā)布到PyPI中。

在三種情況中，__name__都具有相同的值：字符串'__main__'。

技術(shù)細(xì)節(jié)：Python文檔中具體定義了__name__何時(shí)取值為'__main__'。

當(dāng)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)輸入，腳本或者交互提示中讀取數(shù)據(jù)時(shí)，模塊的__name__將取值為'__main__'。（來(lái)源）

__name__與__doc__，__package__和其他屬性一起存儲(chǔ)在模塊的全局命名空間。更多關(guān)于屬性的信息可參考Python數(shù)據(jù)模型文檔，特別是關(guān)于模塊和包的信息，請(qǐng)參閱Python Import文檔。

導(dǎo)入模塊或解釋器

接下來(lái)是Python解釋器執(zhí)行代碼的第二種方式：導(dǎo)入。在開(kāi)發(fā)模塊或腳本時(shí)，可以使用import關(guān)鍵字導(dǎo)入他人已經(jīng)構(gòu)建的模塊。

在導(dǎo)入過(guò)程中，Python執(zhí)行指定模塊中定義的語(yǔ)句（但僅在第一次導(dǎo)入模塊時(shí)）。要演示導(dǎo)入execution_methods.py文件的結(jié)果，需要啟動(dòng)Python解釋器，然后導(dǎo)入execution_methods.py文件：

在此代碼輸出中，Python解釋器執(zhí)行了三次print()函數(shù)調(diào)用。前兩行由于沒(méi)有變量，在輸出方面與在命令行上作為腳本執(zhí)行時(shí)完全相同。但是第三個(gè)輸出存在差異。

當(dāng)Python解釋器導(dǎo)入代碼時(shí)，__name__的值與要導(dǎo)入的模塊的名稱相同。您可以通過(guò)第三行的輸出了解這一點(diǎn)。__name__的值為'execution_methods'，是Python導(dǎo)入的.py文件。

注意如果您在沒(méi)有退出Python時(shí)再次導(dǎo)入模塊，將不會(huì)有輸出。

注意：更多關(guān)于導(dǎo)入在Python中如何工作的內(nèi)容請(qǐng)參考官方文檔和Python中的絕對(duì)和相對(duì)導(dǎo)入。

Main函數(shù)的最佳實(shí)踐

既然您已經(jīng)了解兩種執(zhí)行方式上的差異，那么掌握一些最佳實(shí)踐方案還是很有用的。它們將適用于編寫(xiě)作為腳本運(yùn)行的代碼或者在另一個(gè)模塊導(dǎo)入的代碼。

如下是四種實(shí)踐方式：

將大部分代碼放入函數(shù)或類(lèi)中

請(qǐng)記住，Python解釋器在導(dǎo)入模塊時(shí)會(huì)執(zhí)行模塊中的所有代碼。有時(shí)如果想要實(shí)現(xiàn)用戶可控的代碼，會(huì)導(dǎo)致一些副作用，例如：

在這種情況下，想要實(shí)現(xiàn)用戶控制觸發(fā)此代碼的執(zhí)行，而不是讓Python解釋器在導(dǎo)入模塊時(shí)執(zhí)行代碼。

因此，最佳方法是將大部分代碼包含在函數(shù)或類(lèi)中。這是因?yàn)楫?dāng)Python解釋器遇到def或class關(guān)鍵字時(shí)，它只存儲(chǔ)這些定義供以后使用，并且在用戶通知之前不會(huì)實(shí)際執(zhí)行。

將如下代碼保存在best_practices.py以證明這個(gè)想法：

在此代碼中，首先從time模塊中導(dǎo)入sleep()。

在這個(gè)示例中，參數(shù)以秒的形式傳入sleep()函數(shù)中，解釋器將暫停一段時(shí)間再運(yùn)行。隨后，使用print()函數(shù)打印關(guān)于代碼描述的語(yǔ)句。

之后，定義一個(gè)process_data()函數(shù)，執(zhí)行如下五項(xiàng)操作：

在命令行中執(zhí)行

當(dāng)你將此文件作為腳本用命令行執(zhí)行時(shí)會(huì)發(fā)生什么呢？

Python解釋器將執(zhí)行函數(shù)定義之外的from time import sleep和print()，之后將創(chuàng)建函數(shù)process_data()。然后，腳本將退出而不做任何進(jìn)一步的操作，因?yàn)槟_本沒(méi)有任何執(zhí)行process_data()的代碼。

如下是這段腳本的執(zhí)行結(jié)果：

我們?cè)谶@里看到的輸出是第一個(gè)print()的結(jié)果。注意，從time導(dǎo)入和定義process_data()函數(shù)不產(chǎn)生結(jié)果。具體來(lái)說(shuō)，調(diào)用定義在process_data()內(nèi)部的print()不會(huì)打印結(jié)果。

導(dǎo)入模塊或解釋器執(zhí)行

在會(huì)話（或其他模塊）中導(dǎo)入此文件時(shí)，Python解釋器將執(zhí)行相同的步驟。

Python解釋器導(dǎo)入文件后，您可以使用已導(dǎo)入模塊中定義的任何變量，類(lèi)或函數(shù)。為了證明這一點(diǎn)，我們將使用可交互的Python解釋器。啟動(dòng)解釋器，然后鍵入import best_practices：

導(dǎo)入best_practices.py后唯一的輸出來(lái)自process_data()函數(shù)外定義的print()。導(dǎo)入模塊或解釋器執(zhí)行與基于命令行執(zhí)行類(lèi)似。

使用__name__控制代碼的執(zhí)行

如何實(shí)現(xiàn)基于命令行而不使用Python解釋器導(dǎo)入文件來(lái)執(zhí)行呢？

您可以使用__name__來(lái)決定執(zhí)行上下文，并且當(dāng)__name__等于"__main__"時(shí)才執(zhí)行process_data()。在best_practices.py文件中添加如下代碼：

這段代碼添加了一個(gè)條件語(yǔ)句來(lái)檢驗(yàn)__name__的值。當(dāng)值為"__main__"時(shí)，條件為T(mén)rue。記住當(dāng)__name__變量的特殊值為"__main__"時(shí)意味著Python解釋器會(huì)執(zhí)行腳本而不是將其導(dǎo)入。

條件語(yǔ)塊內(nèi)添加了四行代碼（第12，13，14和15行）：

現(xiàn)在，在命令行中運(yùn)行best_practices.py，并觀察輸出的變化：

首先，輸出顯示了process_data()函數(shù)外的print()的調(diào)用結(jié)果。

之后，data的值被打印。因?yàn)楫?dāng)Python解釋器將文件作為腳本執(zhí)行時(shí)，變量__name__具有值"__main__"，因此條件語(yǔ)句被計(jì)算為T(mén)rue。

接下來(lái)，腳本將調(diào)用process_data()并傳入data進(jìn)行修改。當(dāng)process_data執(zhí)行時(shí)，將輸出一些狀態(tài)信息。最終，將輸出modified_data的值。

現(xiàn)在您可以驗(yàn)證從解釋器（或其他模塊）導(dǎo)入best_practices.py后發(fā)生的事情了。如下示例演示了這種情況：

注意，當(dāng)前結(jié)果與將條件語(yǔ)句添加到文件末尾之前相同。因?yàn)榇藭r(shí)__name__變量的值為"best_practices"，因此條件語(yǔ)句結(jié)果為False，Python將不執(zhí)行process_data()。

創(chuàng)建名為main()的函數(shù)來(lái)包含要運(yùn)行的代碼

現(xiàn)在，您可以編寫(xiě)作為腳本由從命令行執(zhí)行并導(dǎo)入且沒(méi)有副作用的Python代碼。接下來(lái)，您將學(xué)習(xí)如何編寫(xiě)代碼并使其他程序員能輕松地理解其含義。

許多語(yǔ)言，如C，C++，Java以及其他的一些語(yǔ)言，都會(huì)定義一個(gè)叫做main()的函數(shù)，當(dāng)編譯程序時(shí)，操作系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)調(diào)用該函數(shù)。此函數(shù)通常被稱為入口點(diǎn)(entry point)，因?yàn)樗浅绦蜻M(jìn)入執(zhí)行的起始位置。

相比之下，Python沒(méi)有一個(gè)特殊的函數(shù)作為腳本的入口點(diǎn)。實(shí)際上在Python中可以將入口點(diǎn)定義成任何名稱。

盡管Python不要求將函數(shù)命名為main()，但是最佳的做法是將入口點(diǎn)函數(shù)命名為main()。這樣方便其他程序員定位程序的起點(diǎn)。

此外，main()函數(shù)應(yīng)該包含Python解釋器執(zhí)行文件時(shí)要運(yùn)行的任何代碼。這比將代碼放入條件語(yǔ)塊中更好，因?yàn)橛脩艨梢栽趯?dǎo)入模塊時(shí)重復(fù)使用main()函數(shù)。

修改best_practices.py文件如下所示：

在這個(gè)示例中，定義了一個(gè)main()函數(shù)，它包含了上面的條件語(yǔ)句塊。之后修改條件語(yǔ)塊執(zhí)行main()。如果您將此代碼作為腳本運(yùn)行或?qū)耄瑢@得與上一節(jié)相同的輸出。

在main()中調(diào)用其他函數(shù)

另一種常見(jiàn)的實(shí)現(xiàn)方式是在main()中調(diào)用其他函數(shù)，而不是直接將代碼寫(xiě)入main()。這樣做的好處在于可以實(shí)現(xiàn)將幾個(gè)獨(dú)立運(yùn)行的子任務(wù)整合。

例如，某個(gè)腳本有如下功能：

如果在單獨(dú)的函數(shù)中各自實(shí)現(xiàn)這些子任務(wù)，您（或其他用戶）可以很容易地實(shí)現(xiàn)代碼重用。之后您可以在main()函數(shù)中創(chuàng)建默認(rèn)的工作流。

您可以根據(jù)自己的情況選擇是否使用此方案。將任務(wù)拆分為多個(gè)函數(shù)會(huì)使重用更容易，但會(huì)增加他人理解代碼的難度。

修改best_practices.py文件如下所示：

在此示例代碼中，文件的前10行具有與之前相同的內(nèi)容。第12行的第二個(gè)函數(shù)創(chuàng)建并返回一些示例數(shù)據(jù)，第17行的第三個(gè)函數(shù)模擬將修改后的數(shù)據(jù)寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)。

第21行定義了main()函數(shù)。在此示例中，對(duì)main()做出修改，它將調(diào)用數(shù)據(jù)讀取，數(shù)據(jù)處理以及數(shù)據(jù)寫(xiě)入等功能。

首先，從read_data_from_web()中創(chuàng)建data。將data作為參數(shù)傳入process_data()，之后將返回modified_data。最后，將modified_data傳入write_data_to_database()。

腳本的最后兩行是條件語(yǔ)塊用于驗(yàn)證__name__，并且如果if語(yǔ)句為T(mén)rue，則執(zhí)行main()。

在命令行中運(yùn)行如下所示：

根據(jù)執(zhí)行結(jié)果，Python解釋器在執(zhí)行main()函數(shù)時(shí)，將依次執(zhí)行read_data_from_web()，process_data()以及write_data_to_database()。當(dāng)然，您也可以導(dǎo)入best_practices.py文件并重用process_data()作為不同的數(shù)據(jù)輸入源，如下所示：

在此示例中，導(dǎo)入了best_practices并且將其簡(jiǎn)寫(xiě)為bp。

導(dǎo)入過(guò)程會(huì)導(dǎo)致Python解釋器執(zhí)行best_practices.py的全部代碼，因此輸出顯示解釋文件用途的信息。

然后，從文件中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)而不是從Web中讀取數(shù)據(jù)。之后，可以重用best_practices.py文件中的process_data()和write_data_to_database()函數(shù)。在此情況下，可以利用代碼重寫(xiě)來(lái)取代在main()函數(shù)中實(shí)現(xiàn)全部的代碼邏輯。

實(shí)踐總結(jié)

以下是Python中main()函數(shù)的四個(gè)關(guān)鍵最佳實(shí)踐：

結(jié)論

恭喜！您現(xiàn)在已經(jīng)了解如何創(chuàng)建Python main()函數(shù)了。

本文介紹了如下內(nèi)容：

現(xiàn)在，您可以開(kāi)始編寫(xiě)一些非常棒的關(guān)于Python main()函數(shù)代碼啦！

分享名稱：python3入口函數(shù) Python3簡(jiǎn)明教程
本文地址：http://chinadenli.net/article34/hejdpe.html

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