如何在Python shell中执行Python文件？

在日常Python开发中，我们通常使用Python shell（交互式解释器）进行快速的代码测试和小规模的数据处理，但是对于一些稍微复杂一点的程序，我们可能需要将它们保存在Python文件中，并在Python shell中执行。那么如何在Python shell中执行Python文件呢？本文将一步一步教你如何操作。

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准备工作

在开始操作之前，我们需要先准备好一个Python文件，假设我们的文件名为test.py，文件内容如下：

# test.py

def add(x, y):
    return x + y

print(add(1, 2))

这个Python文件中定义了一个函数add，并在文件最后打印了add(1,2)的结果，即输出3，这个文件将用于演示如何在Python shell中执行Python文件。

方法一：使用`execfile`

在Python2中，我们可以使用内置函数execfile来执行一个Python文件，该函数的语法如下：

execfile(filename[, globals[, locals]])

其中，filename表示要执行的Python文件的文件名（必填项），globals和locals是字典类型的参数，用于设置全局变量和局部变量的值，不填则默认为globals()和locals()，这两个参数都是可选项，可以不传入。

我们可以在Python shell中执行以下代码：

execfile('test.py')

输出结果：

因为execfile函数的返回值为None，所以在Python shell中并没有输出None，只有上面的3。

需要注意的是，execfile函数只在Python2中存在，从Python3开始已经被移除，因为Python3中的exec函数已经可以实现execfile函数的功能。

方法二：使用`exec`

在Python3中，我们可以使用内置函数exec来执行一个Python文件，该函数的语法如下：

exec(source, globals=None, locals=None, /)

其中，source为要执行的Python代码字符串或者是代码对象（必填项），globals和locals同上。

我们可以在Python shell中执行以下代码：

with open('test.py', 'r') as f:
    code = f.read()

exec(code)

输出结果：

以上代码中，我们首先使用open函数打开了test.py文件，然后使用read函数读取了文件的内容，将其作为参数传递给了exec函数，实现了在Python shell中执行Python文件的功能。

需要注意的是，如果你直接执行以下代码：

exec('test.py')

你将会得到一个SyntaxError，因为参数source必须是一个合法的Python代码字符串或者是代码对象，而test.py只是一个文件名，并不是一个合法的Python代码字符串或者是代码对象。

方法三：使用`runpy`

Python3中还提供了一个更加方便的模块runpy，该模块提供了一个主函数run_path，可以直接在Python shell中使用，执行指定路径下的Python文件。该函数的语法如下：

run_path(path_name, *, init_globals=None, run_name=None)

其中，path_name表示要执行的Python文件的路径名（必填项），init_globals为字典类型的参数，用于设置全局变量的值，不填则默认为globals()，run_name为字符串类型的参数，用于指定执行文件的__name__属性的值，默认为文件名的无后缀形式。

我们可以在Python shell中执行以下代码：

import runpy

runpy.run_path('test.py')

输出结果：

以上代码中，我们首先导入了runpy模块，然后调用了该模块中的run_path函数，将要执行的Python文件路径作为参数传递给该函数，实现了在Python shell中执行Python文件的功能。

方法四：使用`import`

在Python中，我们可以使用import语句来导入一个模块并执行其中的代码，该语句可以用来执行Python文件。假设我们的Python文件名为test.py，文件内容如下：

# test.py

def add(x, y):
    return x + y

print(add(1, 2))

我们可以在Python shell中执行以下代码：

import test

输出结果：

以上代码中，我们使用import语句导入了test模块，Python解释器会自动执行test.py中的代码，并将其中定义的函数和变量等信息存储在test模块中，我们可以在Python shell中直接调用test模块中的函数和变量。

需要注意的是，在使用import语句执行Python文件时，Python解释器会将执行过的文件存储在sys.modules字典中，下次再次导入同一文件时，就不会再次执行文件中的代码。如果你需要强制重新执行文件中的代码，可以使用importlib模块中的reload函数，将要重新执行的模块作为参数传递给该函数即可。