python - Python 可执行文件如何解析和执行脚本？

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假设我有以下脚本，test.py :

import my_library

bar = 12

def foo():
    nested_bar = 21

    my_library.do_things()

    def nested_foo():
        nested_bar += 11
        not_a_variable += 1
            {$ invalid_syntax

bar = 13
foo()
bar = 14

我很好奇当我运行 python test.py 时到底发生了什么.显然 Python 不只是逐行读取程序 - 否则它不会在实际执行程序之前捕获语法错误。但这使得解释器的工作方式显得有些模糊。我想知道是否有人会帮助我解决问题。特别是，我想知道:

Python 在什么时候意识到第 13 行有语法错误？

Python 在什么时候读取嵌套函数并将它们添加到 foo 的范围内?

同理，Python如何添加函数foo当它遇到它时到它的命名空间，而不执行它？

假设 my_library是无效的导入。 Python 是否一定会引发 ImportError在执行任何其他命令之前？

假设 my_library是一个有效的模块，但它没有功能do_things .在执行 foo() 期间，Python 会在什么时候意识到这一点？还是以前？

如果有人可以向我指出有关 Python 如何解析和执行脚本的文档，将不胜感激。

Answer 1

modules 的教程部分中有一些信息。 ，但我不认为文档对此有完整的引用。所以，这就是发生的事情。

当您第一次运行脚本或导入模块时，Python 会将语法解析为 AST，然后将其编译为字节码。它还没有执行任何操作；它只是将您的代码编译为基于堆栈的小型机器的指令。这是捕获语法错误的地方。 (您可以在 ast 模块、token 模块、 compile 内置模块、grammar reference 中看到所有这些内容，并散布在其他各个地方。)

您实际上可以独立于运行生成的代码来编译模块；这就是内置的 compileall 方法可以。

这就是第一阶段:编译。 Python 只有另一个阶段，即实际运行代码。模块中的每个语句，def 中包含的语句除外或 lambda , 按顺序执行。这意味着 import s 发生在运行时，无论你碰巧把它们放在你的模块中。这是将它们全部放在顶部的良好卫生习惯的部分原因。 def 相同和 class :这些只是创建特定类型对象的语句，它们会在遇到时执行，就像其他任何事情一样。

这里唯一棘手的一点是这些阶段可以发生不止一次——例如，import仅在运行时执行，但如果您以前从未导入过该模块，则必须对其进行编译，现在您又回到了编译时。但是“在”导入之外它仍然是运行时，这就是为什么你可以捕捉到 SyntaxError由 import 抛出.

无论如何，要回答您的具体问题:

在编译时。当你作为脚本运行它，或者当你把它作为一个模块导入，或者当你用 compileall 编译它时，或者以其他方式要求 Python 理解它。实际上，这可能随时发生:如果您尝试在函数中导入此模块，您只会得到 SyntaxError调用该函数时，这可能是您程序的一半。

foo 执行期间, 因为 def和 class只需创建一个新对象并将其分配给一个名称。但是 Python 仍然知道如何创建嵌套函数，因为它已经编译了其中的所有代码。

以同样的方式添加 foo = lambda: 1 + 2到一个命名空间而不执行它。函数只是一个包含“代码”属性的对象——实际上只是一个 Python 字节码 block 。您可以操纵 code类型为数据，因为它是数据，独立于执行它。尝试查看函数的 .__code__ ，阅读 the data model 的“代码对象”部分, 甚至玩弄 disassembler . (您甚至可以使用 exec 直接使用自定义局部变量和全局变量执行代码对象，或者更改函数使用的代码对象!)

是的，因为 import是一个普通的旧语句，与其他语句一样，按顺序执行。但是如果 import 之前还有其他代码，那将首先运行。如果它在一个函数中，那么在该函数运行之前你不会得到错误。请注意 import , 就像 def和 class , 只是一种奇特的赋值形式。

仅在 foo() 执行期间. Python 无法知道其他代码是否会添加 do_things在此之前添加到您的模块，甚至更改 my_library完全指向其他对象。属性查找总是及时完成，当你要求它们时，永远不会提前。