[译] 涨见识了，在终端执行 Python 代码的 6 种方式

为了我们推出的VS Code的Python插件[1]，我写了一个简单的脚本来生成变更日志[2]（类似于Towncrier[3]，但简单些，支持Markdown，符合我们的需求）。在发布过程中，有一个步骤是运行 python news，它会将 Python 指向我们代码中的"news"目录。

前几天，一位合作者问这是如何工作的，似乎我们团队中的每个人都知道如何使用 -m？请参阅我的有关带 -m 使用 pip 的文章[4]，了解原因。

这使我意识到其他人可能不知道有五花八门的方法可以将 Python 指向要执行的代码，因此有了这篇文章。

1、通过标准输入和管道

因为如何用管道传东西给一个进程是属于 shell 的内容，我不打算深入解释。毋庸置疑，你可以将代码传递到 Python 中。

  # 管道传内容给 python   
echo "print('hi')" | python   

如果将文件重定向到 Python，这显然也可以。

  # 重定向一个文件给 python   
python < spam.py   

归功于 Python 的 UNIX 传统，这些都不太令人感到意外。

2、通过 -c 指定的字符串

如果你只需要快速地检查某些内容，则可以在命令行中将代码作为字符串传递。

  # 使用 python 的 -c 参数   
python -c "print('hi')"   

当需要检查仅一行或两行代码时，我个人会使用它，而不是启动 REPL（译注：Read Eval Print Loop，即交互式解释器，例如在 windows 控制台中输入 python， 就会进入交互式解释器。-c 参数用法可以省去进入解释器界面的过程）

3、文件的路径

最众所周知的传代码给 python 的方法很可能是通过文件路径。

  # 指定 python 的文件路径   
python spam.py   

要实现这一点的关键是将包含该文件的目录放到 sys.path里。这样你的所有导入都可以继续使用。但这也是为什么你不能/不应该传入包含在一个包里的模块路径。因为 sys.path可能不包含该包的目录，因此所有的导入将相对于与你预期的包不同的目录。

4、对包使用 -m

执行 Python 包的正确方法是使用 -m 并指定要运行的包名。

  python -m spam   

它在底层使用了runpy[5]。要在你的项目中做到这点，只需要在包里指定一个 __main__.py文件，它将被当成 __main__执行。而且子模块可以像任何其它模块一样导入，因此你可以对其进行各种测试。

我知道有些人喜欢在一个包里写一个 main子模块，然后将其 __main__.py写成：

  from . import main   
   
if __name__ == "__main__":   
    main.main()   

就我个人而言，我不感冒于单独的 main模块，而是直接将所有相关的代码放入 __main__.py，因为我感觉这些模块名是多余的。

（译注：即作者不关心作为入口文件的"main"或者“__main__”模块，因为执行时只需用它们的包名即可。我认为这也暗示了入口模块不该再被其它模块 import。我 上篇文章[6]比作者的观点激进，认为连那句 if 语句都不该写。）

5、目录

定义 __main__.py也可以扩展到目录。如果你看一下促成此博客文章的示例， python news可执行，就是因为 news 目录有一个 __main__.py文件。该目录就像一个文件路径被 Python 执行了。

现在你可能会问：“为什么不直接指定文件路径呢？”好吧，坦白说，关于文件路径，有件事得说清楚。在发布过程中，我可以简单地写上说明，让运行 python news/announce.py，但是并没有确切的理由说明这种机制何时存在。

再加上我以后可以更改文件名，而且没人会注意到。再加上我知道代码会带有辅助文件，因此将其放在目录中而不是单独作为单个文件是有意义的。

当然，我也可以将它变为一个使用 -m 的包，但是没必要，因为 announce 脚本很简单，我知道它要保持成为一个单独的自足的文件（少于 200 行，并且测试模块也大约是相同的长度）

况且， __main__.py文件非常简单。

  import runpy   
# Change 'announce' to whatever module you want to run.   
runpy.run_module('announce', run_name='__main__', alter_sys=True)   

现在显然必须要处理依赖关系，但是如果你的脚本仅使用标准库或将依赖模块放在 __main__.py旁边（译注：即同级目录），那么就足够了！

（译注：我觉得作者在此有点“炫技”了，因为这种写法的前提是得知道 runpy 的用法，但是就像前一条所写的用 -m 参数运行一个包，在底层也是用了 runpy。不过炫技的好处也非常明显，即 __main__.py里不用导入 announce 模块，还是以它为主模块执行，也就不会破坏原来的依赖导入关系）

6、执行一个压缩文件

如果你确实有多个文件和/或依赖模块，并且希望将所有代码作为一个单元发布，你可以用一个 __main__.py，放置在一个压缩文件中，并把压缩文件所在目录放在 sys.path 里，Python 会替你运行 __main__.py文件。

  # 将一个压缩包传给 Python   
python app.pyz   

人们现在习惯上用 .pyz 文件扩展名来命名此类压缩文件，但这纯粹是传统，不会影响任何东西；你当然也可以用 .zip 文件扩展名。

为了简化创建此类可执行的压缩文件，标准库提供了zipapp[7]模块。它会为你生成 __main__.py并添加一条组织行（shebang line），因此你甚至不需要指定 python，如果你不想在 UNIX 上指定它的话。如果你想移动一堆纯 Python 代码，这是一种不错的方法。

不幸的是，仅当压缩文件包含的所有代码都是纯 Python 时，才能这样运行压缩文件。执行压缩文件对扩展模块无效（这就是为什么 setuptools 有一个 zip_safe[8]标志的原因）。（译注：扩展模块 extension module，即 C/C++ 之类的非 Python 文件）

要加载扩展模块，Python 必须调用 dlopen()[9]函数，它要传入一个文件路径，但当该文件路径就包含在压缩文件内时，这显然不起作用。

我知道至少有一个人与 glibc 团队交谈过，关于支持将内存缓冲区传入压缩文件，以便 Python 可以将扩展模块读入内存，并将其传给压缩文件，但是如果内存为此服务，glibc 团队并不同意。

但是，并非所有希望都丧失了！你可以使用诸如shiv[10]之类的项目，它会捆绑（bundle）你的代码，然后提供一个 __main__.py来处理压缩文件的提取、缓存，然后为你执行代码。尽管不如纯 Python 解决方案理想，但它确实可行，并且在这种情况下算得上是优雅的。

（译注：翻译水平有限，难免偏差。我加注了部分内容，希望有助于阅读。请搜索关注“ Python猫”，阅读更多优质的原创或译作。）

参考链接

[0] https://snarky.ca/the-many-ways-to-pass-code-to-python-from-the-terminal/

[1] https://marketplace.visualstudio.com/items?itemName=ms-python.python

[2] https://github.com/microsoft/vscode-python/tree/master/news

[3] https://pypi.org/project/towncrier

[4] https://snarky.ca/why-you-should-use-python-m-pip

[5] https://docs.python.org/3/library/runpy.html#module-runpy

[6] https://mp.weixin.qq.com/s/1ehySR5NH2v1U8WIlXflEQ

[7] https://docs.python.org/3/library/zipapp.html#module-zipapp

[8] https://setuptools.readthedocs.io/en/latest/setuptools.html#setting-the-zip-safe-flag

[9] https://linux.die.net/man/3/dlopen