搜索

[25466] 2016-09-08_用Python实现Python解释器（上）

文档创建者：s7ckTeam
浏览次数：1
最后更新：2025-01-19
2016-09-08_用Python实现Python解释器（上） 用   P y t h o n   实 现   P y t h o n   解 释 器 （ 上 ） 原 创   译 者 ： q i n g y u n h a   L i n u x 中 国   2 0 1 6 - 0 9 - 0 8 A l l i s o n   是   D r o p b o x   的 工 程 师 ， 在 那 里 她 维 护 着 这 个 世 界 上 最 大 的   P y t h o n   客 户 端 网 络 之 一 。 在 去   D r o p b o x   之 前 ， 她 是   R e c u r s e   C e n t e r   的 协 调 人 ,   是 这 个 位 于 纽 约 的 程 序 员 深 造 机 构 的 作 者 。 她 在 北 美 的   P y C o n   做 过 关 于   P y t h o n   内 部 机 制 的 演 讲 ， 并 且 她 喜 欢 研 究 奇 怪 的   b u g 。 她 的 博 客 地 址 是   a k a p t u r . c o m [ 1 ] 。 介 绍 介 绍 B y t e r u n   是 一 个 用   P y t h o n   实 现 的   P y t h o n   解 释 器 。 随 着 我 对   B y t e r u n   的 开 发 ， 我 惊 喜 地 的 发 现 ， 这 个   P y t h o n   解 释 器 的 基 础 结 构 用   5 0 0   行 代 码 就 能 实 现 。 在 这 一 章 我 们 会 搞 清 楚 这 个 解 释 器 的 结 构 ， 给 你 足 够 探 索 下 去 的 背 景 知 识 。 我 们 的 目 标 不 是 向 你 展 示 解 释 器 的 每 个 细 节 - - - 像 编 程 和 计 算 机 科 学 其 他 有 趣 的 领 域 一 样 ， 你 可 能 会 投 入 几 年 的 时 间 去 深 入 了 解 这 个 主 题 。 B y t e r u n   是   N e d   B a t c h e l d e r   和 我 完 成 的 ， 建 立 在   P a u l   S w a r t z   的 工 作 之 上 。 它 的 结 构 和 主 要 的   P y t h o n   实 现 （ C P y t h o n ） 差 不 多 ， 所 以 理 解 B y t e r u n   会 帮 助 你 理 解 大 多 数 解 释 器 ， 特 别 是   C P y t h o n   解 释 器 。 （ 如 果 你 不 知 道 你 用 的 是 什 么   P y t h o n ， 那 么 很 可 能 它 就 是   C P y t h o n ） 。 尽 管 B y t e r u n   很 小 ， 但 它 能 执 行 大 多 数 简 单 的   P y t h o n   程 序 （ 这 一 章 是 基 于   P y t h o n   3 . 5   及 其 之 前 版 本 生 成 的 字 节 码 的 ， 在   P y t h o n   3 . 6   中 生 成 的 字 节 码 有 一 些 改 变 ） 。 P y t h o n   解 释 器 解 释 器 在 开 始 之 前 ， 让 我 们 限 定 一 下 “ P y h t o n   解 释 器 ” 的 意 思 。 在 讨 论   P y t h o n   的 时 候 ， “ 解 释 器 ” 这 个 词 可 以 用 在 很 多 不 同 的 地 方 。 有 的 时 候 解 释 器 指 的 是   P y t h o n   R E P L ， 即 当 你 在 命 令 行 下 敲 下     时 所 得 到 的 交 互 式 环 境 。 有 时 候 人 们 会 或 多 或 少 的 互 换 使 用   “ P y t h o n   解 释 器 ” 和 “ P y t h o n ” 来 说 明 从 头 到 尾 执 行   P y t h o n   代 码 的 这 一 过 程 。 在 本 章 中 ， “ 解 释 器 ” 有 一 个 更 精 确 的 意 思 ： P y t h o n   程 序 的 执 行 过 程 中 的 最 后 一 步 。 p y t h o n
在 解 释 器 接 手 之 前 ， P y t h o n   会 执 行 其 他   3   个 步 骤 ： 词 法 分 析 ， 语 法 解 析 和 编 译 。 这 三 步 合 起 来 把 源 代 码 转 换 成 c o d e   o b j e c t 代 码 对 象 ， 它 包 含 着 解 释 器 可 以 理 解 的 指 令 。 而 解 释 器 的 工 作 就 是 解 释 代 码 对 象 中 的 指 令 。 你 可 能 很 奇 怪 执 行   P y t h o n   代 码 会 有 编 译 这 一 步 。 P y t h o n   通 常 被 称 为 解 释 型 语 言 ， 就 像   R u b y ， P e r l   一 样 ， 它 们 和 像   C ， R u s t   这 样 的 编 译 型 语 言 相 对 。 然 而 ， 这 个 术 语 并 不 是 它 看 起 来 的 那 样 精 确 。 大 多 数 解 释 型 语 言 包 括   P y t h o n   在 内 ， 确 实 会 有 编 译 这 一 步 。 而   P y t h o n   被 称 为 解 释 型 的 原 因 是 相 对 于 编 译 型 语 言 ， 它 在 编 译 这 一 步 的 工 作 相 对 较 少 （ 解 释 器 做 相 对 多 的 工 作 ） 。 在 这 章 后 面 你 会 看 到 ， P y t h o n   的 编 译 器 比   C   语 言 编 译 器 需 要 更 少 的 关 于 程 序 行 为 的 信 息 。 P y t h o n   的 的   P y t h o n   解 释 器 解 释 器 B y t e r u n   是 一 个 用   P y t h o n   写 的   P y t h o n   解 释 器 ， 这 点 可 能 让 你 感 到 奇 怪 ， 但 没 有 比 用   C   语 言 写   C   语 言 编 译 器 更 奇 怪 的 了 。 （ 事 实 上 ， 广 泛 使 用 的   g c c   编 译 器 就 是 用   C   语 言 本 身 写 的 ） 你 可 以 用 几 乎 任 何 语 言 写 一 个   P y t h o n   解 释 器 。 用   P y t h o n   写   P y t h o n   既 有 优 点 又 有 缺 点 。 最 大 的 缺 点 就 是 速 度 ： 用   B y t e r u n   执 行 代 码 要 比 用   C P y t h o n   执 行 慢 的 多 ， C P y t h o n   解 释 器 是 用   C   语 言 实 现 的 ， 并 做 了 认 真 优 化 。 然 而   B y t e r u n   是 为 了 学 习 而 设 计 的 ， 所 以 速 度 对 我 们 不 重 要 。 使 用   P y t h o n   最 大 优 势 是 我 们 可 以 仅 仅 实 现 解 释 器 ， 而 不 用 担 心   P y t h o n   运 行 时 部 分 ， 特 别 是 对 象 系 统 。 比 如 当   B y t e r u n   需 要 创 建 一 个 类 时 ， 它 就 会 回 退 到 “ 真 正 ” 的   P y t h o n 。 另 外 一 个 优 势 是 B y t e r u n   很 容 易 理 解 ， 部 分 原 因 是 它 是 用 人 们 很 容 易 理 解 的 高 级 语 言 写 的 （ P y t h o n   ！ ） （ 另 外 我 们 不 会 对 解 释 器 做 优 化   — —   再 一 次 ， 清 晰 和 简 单 比 速 度 更 重 要 ） 构 建 一 个 解 释 器 构 建 一 个 解 释 器 在 我 们 考 察   B y t e r u n   代 码 之 前 ， 我 们 需 要 从 高 层 次 对 解 释 器 结 构 有 一 些 了 解 。 P y t h o n   解 释 器 是 如 何 工 作 的 ？ P y t h o n   解 释 器 是 一 个 v i r t u a l   m a c h i n e 虚 拟 机 ， 是 一 个 模 拟 真 实 计 算 机 的 软 件 。 我 们 这 个 虚 拟 机 是 s t a c k   m a c h i n e 栈 机 器 ， 它 用 几 个 栈 来 完 成 操 作 （ 与 之 相 对 的 是 r e g i s t e r   m a c h i n e 寄 存 器 机 器 ， 它 从 特 定 的 内 存 地 址 读 写 数 据 ） 。 P y t h o n   解 释 器 是 一 个 b y t e c o d e   i n t e r p r e t e r 字 节 码 解 释 器 ： 它 的 输 入 是 一 些 称 作 b y t e c o d e 字 节 码 的 指 令 集 。 当 你 写   P y t h o n   代 码 时 ， 词 法 分 析 器 、 语 法 解 析 器 和 编 译 器 会 生 成 c o d e   o b j e c t 代 码 对 象 让 解 释 器 去 操 作 。 每 个 代 码 对 象 都 包 含 一 个 要 被 执 行 的 指 令 集   — —   它 就 是 字 节 码   — —   以 及 还 有 一 些 解 释 器 需 要 的 信 息 。 字 节 码 是   P y t h o n   代 码 的 一 个 i n t e r m e d i a t e   r e p r e s e n t a t i o n 中 间 层 表 示 ： 它 以 一 种 解 释 器 可 以 理 解 的 方 式 来 表 示 源 代 码 。 这 和 汇 编 语 言 作 为   C   语 言 和 机 器 语 言 的 中 间 表 示 很 类 似 。 微 型 解 释 器 微 型 解 释 器 为 了 让 说 明 更 具 体 ， 让 我 们 从 一 个 非 常 小 的 解 释 器 开 始 。 它 只 能 计 算 两 个 数 的 和 ， 只 能 理 解 三 个 指 令 。 它 执 行 的 所 有 代 码 只 是 这 三 个 指 令 的 不 同 组 合 。 下 面 就 是 这 三 个 指 令 ： 我 们 不 关 心 词 法 、 语 法 和 编 译 ， 所 以 我 们 也 不 在 乎 这 些 指 令 集 是 如 何 产 生 的 。 你 可 以 想 象 ， 当 你 写 下   ， 然 后 一 个 编 译 器 为 你 生 成 那 三 个 指 令 的 组 合 。 如 果 你 有 一 个 合 适 的 编 译 器 ， 你 甚 至 可 以 用   L i s p   的 语 法 来 写 ， 只 要 它 能 生 成 相 同 的 指 令 。 假 设 L O A D _ V A L U E A D D _ T W O _ V A L U E S P R I N T _ A N S W E R 7   +   5 1 .   7   +   5
生 成 这 样 的 指 令 集 ： P y t h o n   解 释 器 是 一 个 s t a c k   m a c h i n e 栈 机 器 ， 所 以 它 必 须 通 过 操 作 栈 来 完 成 这 个 加 法 （ 见 下 图 ） 。 解 释 器 先 执 行 第 一 条 指 令 ， ， 把 第 一 个 数 压 到 栈 中 。 接 着 它 把 第 二 个 数 也 压 到 栈 中 。 然 后 ， 第 三 条 指 令 ， ， 先 把 两 个 数 从 栈 中 弹 出 ， 加 起 来 ， 再 把 结 果 压 入 栈 中 。 最 后 一 步 ， 把 结 果 弹 出 并 输 出 。 栈 机 器 这 条 指 令 告 诉 解 释 器 把 一 个 数 压 入 栈 中 ， 但 指 令 本 身 并 没 有 指 明 这 个 数 是 多 少 。 指 令 需 要 一 个 额 外 的 信 息 告 诉 解 释 器 去 哪 里 找 到 这 个 数 。 所 以 我 们 的 指 令 集 有 两 个 部 分 ： 指 令 本 身 和 一 个 常 量 列 表 。 （ 在   P y t h o n   中 ， 字 节 码 就 是 我 们 所 称 的 “ 指 令 ” ， 而 解 释 器 “ 执 行 ” 的 是 代 码 对 象 。 ） 为 什 么 不 把 数 字 直 接 嵌 入 指 令 之 中 ？ 想 象 一 下 ， 如 果 我 们 加 的 不 是 数 字 ， 而 是 字 符 串 。 我 们 可 不 想 把 字 符 串 这 样 的 东 西 加 到 指 令 中 ， 因 为 它 可 以 有 任 意 的 长 度 。 另 外 ， 我 们 这 种 设 计 也 意 味 着 我 们 只 需 要 对 象 的 一 份 拷 贝 ， 比 如 这 个 加 法   ,   现 在 常 量 表   只 需 包 含 一 个 。 你 可 能 会 想 为 什 么 会 需 要 除 了 之 外 的 指 令 。 的 确 ， 对 于 我 们 两 个 数 加 法 ， 这 个 例 子 是 有 点 人 为 制 作 的 意 思 。 然 而 ， 这 个 指 令 却 是 建 造 更 复 杂 程 序 的 轮 子 。 比 如 ， 就 我 们 目 前 定 义 的 三 个 指 令 ， 只 要 给 出 正 确 的 指 令 组 合 ， 我 们 可 以 做 三 个 数 的 加 法 ， 或 者 任 意 个 数 的 加 法 。 同 时 ， 栈 提 供 了 一 个 清 晰 的 方 法 去 跟 踪 解 7   +   5 1 .   w h a t _ t o _ e x e c u t e   =   { 2 .           " i n s t r u c t i o n s " :   [ ( " L O A D _ V A L U E " ,   0 ) ,     #   t h e   f i r s t   n u m b e r 3 .                                             ( " L O A D _ V A L U E " ,   1 ) ,     #   t h e   s e c o n d   n u m b e r 4 .                                             ( " A D D _ T W O _ V A L U E S " ,   N o n e ) , 5 .                                             ( " P R I N T _ A N S W E R " ,   N o n e ) ] , 6 .           " n u m b e r s " :   [ 7 ,   5 ]   } L O A D _ V A L U E A D D _ T W O _ V A L U E S L O A D _ V A L U E 7   +   7 " n u m b e r s " [ 7 ] A D D _ T W O _ V A L U E S
释 器 的 状 态 ， 这 为 我 们 增 长 的 复 杂 性 提 供 了 支 持 。 现 在 让 我 们 来 完 成 我 们 的 解 释 器 。 解 释 器 对 象 需 要 一 个 栈 ， 它 可 以 用 一 个 列 表 来 表 示 。 它 还 需 要 一 个 方 法 来 描 述 怎 样 执 行 每 条 指 令 。 比 如 ， 会 把 一 个 值 压 入 栈 中 。 4 .   7 .   1 1 .   这 三 个 方 法 完 成 了 解 释 器 所 理 解 的 三 条 指 令 。 但 解 释 器 还 需 要 一 样 东 西 ： 一 个 能 把 所 有 东 西 结 合 在 一 起 并 执 行 的 方 法 。 这 个 方 法 就 叫 做   ， 它 把 我 们 前 面 定 义 的 字 典 结 构     作 为 参 数 ， 循 环 执 行 里 面 的 每 条 指 令 ， 如 果 指 令 有 参 数 就 处 理 参 数 ， 然 后 调 用 解 释 器 对 象 中 相 应 的 方 法 。 L O A D _ V A L U E 1 .   c l a s s   I n t e r p r e t e r : 2 .           d e f   _ _ i n i t _ _ ( s e l f ) : 3 .                   s e l f . s t a c k   =   [ ] 5 .           d e f   L O A D _ V A L U E ( s e l f ,   n u m b e r ) : 6 .                   s e l f . s t a c k . a p p e n d ( n u m b e r ) 8 .           d e f   P R I N T _ A N S W E R ( s e l f ) : 9 .                   a n s w e r   =   s e l f . s t a c k . p o p ( ) 1 0 .                   p r i n t ( a n s w e r ) 1 2 .           d e f   A D D _ T W O _ V A L U E S ( s e l f ) : 1 3 .                   f i r s t _ n u m   =   s e l f . s t a c k . p o p ( ) 1 4 .                   s e c o n d _ n u m   =   s e l f . s t a c k . p o p ( ) 1 5 .                   t o t a l   =   f i r s t _ n u m   +   s e c o n d _ n u m 1 6 .                   s e l f . s t a c k . a p p e n d ( t o t a l ) r u n _ c o d e w h a t - t o - e x e c u t e 1 .           d e f   r u n _ c o d e ( s e l f ,   w h a t _ t o _ e x e c u t e ) : 2 .                   i n s t r u c t i o n s   =   w h a t _ t o _ e x e c u t e [ " i n s t r u c t i o n s " ] 3 .                   n u m b e r s   =   w h a t _ t o _ e x e c u t e [ " n u m b e r s " ] 4 .                   f o r   e a c h _ s t e p   i n   i n s t r u c t i o n s : 5 .                           i n s t r u c t i o n ,   a r g u m e n t   =   e a c h _ s t e p                         i f   i n s t r u c t i o n   = =   " L O A D _ V A L U E " :
为 了 测 试 ， 我 们 创 建 一 个 解 释 器 对 象 ， 然 后 用 前 面 定 义 的   7   +   5   的 指 令 集 来 调 用   。 显 然 ， 它 会 输 出   1 2 。 尽 管 我 们 的 解 释 器 功 能 十 分 受 限 ， 但 这 个 过 程 几 乎 和 真 正 的   P y t h o n   解 释 器 处 理 加 法 是 一 样 的 。 这 里 ， 我 们 还 有 几 点 要 注 意 。 首 先 ， 一 些 指 令 需 要 参 数 。 在 真 正 的   P y t h o n   字 节 码 当 中 ， 大 概 有 一 半 的 指 令 有 参 数 。 像 我 们 的 例 子 一 样 ， 参 数 和 指 令 打 包 在 一 起 。 注 意 指 令 的 参 数 和 传 递 给 对 应 方 法 的 参 数 是 不 同 的 。 第 二 ， 指 令 不 需 要 任 何 参 数 ， 它 从 解 释 器 栈 中 弹 出 所 需 的 值 。 这 正 是 以 基 于 栈 的 解 释 器 的 特 点 。 记 得 我 们 说 过 只 要 给 出 合 适 的 指 令 集 ， 不 需 要 对 解 释 器 做 任 何 改 变 ， 我 们 就 能 做 多 个 数 的 加 法 。 考 虑 下 面 的 指 令 集 ， 你 觉 得 会 发 生 什 么 ？ 如 果 你 有 一 个 合 适 的 编 译 器 ， 什 么 代 码 才 能 编 译 出 下 面 的 指 令 集 ？ 6 .                           i f   i n s t r u c t i o n   = =   " L O A D _ V A L U E " : 7 .                                   n u m b e r   =   n u m b e r s [ a r g u m e n t ] 8 .                                   s e l f . L O A D _ V A L U E ( n u m b e r ) 9 .                           e l i f   i n s t r u c t i o n   = =   " A D D _ T W O _ V A L U E S " : 1 0 .                                   s e l f . A D D _ T W O _ V A L U E S ( ) 1 1 .                           e l i f   i n s t r u c t i o n   = =   " P R I N T _ A N S W E R " : 1 2 .                                   s e l f . P R I N T _ A N S W E R ( ) r u n _ c o d e 1 .           i n t e r p r e t e r   =   I n t e r p r e t e r ( ) 2 .           i n t e r p r e t e r . r u n _ c o d e ( w h a t _ t o _ e x e c u t e ) A D D _ T W O _ V A L U E S 1 .           w h a t _ t o _ e x e c u t e   =   { 2 .                   " i n s t r u c t i o n s " :   [ ( " L O A D _ V A L U E " ,   0 ) , 3 .                                                     ( " L O A D _ V A L U E " ,   1 ) , 4 .                                                     ( " A D D _ T W O _ V A L U E S " ,   N o n e ) , 5 .                                                     ( " L O A D _ V A L U E " ,   2 ) , 6 .                                                     ( " A D D _ T W O _ V A L U E S " ,   N o n e ) , 7 .                                                     ( " P R I N T _ A N S W E R " ,   N o n e ) ] , 8 .                   " n u m b e r s " :   [ 7 ,   5 ,   8 ]   }
从 这 点 出 发 ， 我 们 开 始 看 到 这 种 结 构 的 可 扩 展 性 ： 我 们 可 以 通 过 向 解 释 器 对 象 增 加 方 法 来 描 述 更 多 的 操 作 （ 只 要 有 一 个 编 译 器 能 为 我 们 生 成 组 织 良 好 的 指 令 集 就 行 ） 。 变 量 变 量 接 下 来 给 我 们 的 解 释 器 增 加 变 量 的 支 持 。 我 们 需 要 一 个 保 存 变 量 值 的 指 令   ； 一 个 取 变 量 值 的 指 令 ； 和 一 个 变 量 到 值 的 映 射 关 系 。 目 前 ， 我 们 会 忽 略 命 名 空 间 和 作 用 域 ， 所 以 我 们 可 以 把 变 量 和 值 的 映 射 直 接 存 储 在 解 释 器 对 象 中 。 最 后 ， 我 们 要 保 证 除 了 一 个 常 量 列 表 ， 还 要 有 个 变 量 名 字 的 列 表 。 我 们 的 新 的 实 现 在 下 面 。 为 了 跟 踪 哪 个 名 字 绑 定 到 哪 个 值 ， 我 们 在 方 法 中 增 加 一 个 S T O R E _ N A M E L O A D _ N A M E w h a t _ t o _ e x e c u t e 1 .   > > >   d e f   s ( ) : 2 .   . . .           a   =   1 3 .   . . .           b   =   2 4 .   . . .           p r i n t ( a   +   b ) 5 .   #   a   f r i e n d l y   c o m p i l e r   t r a n s f o r m s   ` s `   i n t o : 6 .           w h a t _ t o _ e x e c u t e   =   { 7 .                   " i n s t r u c t i o n s " :   [ ( " L O A D _ V A L U E " ,   0 ) , 8 .                                                     ( " S T O R E _ N A M E " ,   0 ) , 9 .                                                     ( " L O A D _ V A L U E " ,   1 ) , 1 0 .                                                     ( " S T O R E _ N A M E " ,   1 ) , 1 1 .                                                     ( " L O A D _ N A M E " ,   0 ) , 1 2 .                                                     ( " L O A D _ N A M E " ,   1 ) , 1 3 .                                                     ( " A D D _ T W O _ V A L U E S " ,   N o n e ) , 1 4 .                                                     ( " P R I N T _ A N S W E R " ,   N o n e ) ] , 1 5 .                   " n u m b e r s " :   [ 1 ,   2 ] , 1 6 .                   " n a m e s " :       [ " a " ,   " b " ]   } _ _ i n i t _ _ e n v i r o n m e n t
字 典 。 我 们 也 增 加 了 和 方 法 ， 它 们 获 得 变 量 名 ， 然 后 从 字 典 中 设 置 或 取 出 这 个 变 量 值 。 现 在 指 令 的 参 数 就 有 两 个 不 同 的 意 思 ， 它 可 能 是 列 表 的 索 引 ， 也 可 能 是 列 表 的 索 引 。 解 释 器 通 过 检 查 所 执 行 的 指 令 就 能 知 道 是 那 种 参 数 。 而 我 们 打 破 这 种 逻 辑   ， 把 指 令 和 它 所 用 何 种 参 数 的 映 射 关 系 放 在 另 一 个 单 独 的 方 法 中 。 5 .   9 .   1 3 .   1 8 .   S T O R E _ N A M E L O A D _ N A M E e n v i r o n m e n t n u m b e r s n a m e s 1 .   c l a s s   I n t e r p r e t e r : 2 .           d e f   _ _ i n i t _ _ ( s e l f ) : 3 .                   s e l f . s t a c k   =   [ ] 4 .                   s e l f . e n v i r o n m e n t   =   { } 6 .           d e f   S T O R E _ N A M E ( s e l f ,   n a m e ) : 7 .                   v a l   =   s e l f . s t a c k . p o p ( ) 8 .                   s e l f . e n v i r o n m e n t [ n a m e ]   =   v a l 1 0 .           d e f   L O A D _ N A M E ( s e l f ,   n a m e ) : 1 1 .                   v a l   =   s e l f . e n v i r o n m e n t [ n a m e ] 1 2 .                   s e l f . s t a c k . a p p e n d ( v a l ) 1 4 .           d e f   p a r s e _ a r g u m e n t ( s e l f ,   i n s t r u c t i o n ,   a r g u m e n t ,   w h a t _ t o _ e x e c u t e ) : 1 5 .                   " " "   U n d e r s t a n d   w h a t   t h e   a r g u m e n t   t o   e a c h   i n s t r u c t i o n   m e a n s . " " " 1 6 .                   n u m b e r s   =   [ " L O A D _ V A L U E " ] 1 7 .                   n a m e s   =   [ " L O A D _ N A M E " ,   " S T O R E _ N A M E " ] 1 9 .                   i f   i n s t r u c t i o n   i n   n u m b e r s : 2 0 .                           a r g u m e n t   =   w h a t _ t o _ e x e c u t e [ " n u m b e r s " ] [ a r g u m e n t ] 2 1 .                   e l i f   i n s t r u c t i o n   i n   n a m e s :
2 3 .   2 5 .   3 1 .   仅 仅 五 个 指 令 ， 这 个 方 法 已 经 开 始 变 得 冗 长 了 。 如 果 保 持 这 种 结 构 ， 那 么 每 条 指 令 都 需 要 一 个 分 支 。 这 里 ， 我 们 要 利 用   P y t h o n   的 动 态 方 法 查 找 。 我 们 总 会 给 一 个 称 为 的 指 令 定 义 一 个 名 为 的 方 法 ， 这 样 我 们 就 可 用   P y t h o n   的 函 数 在 运 行 时 动 态 查 找 方 法 ， 而 不 用 这 个 大 大 的 分 支 结 构 。 方 法 现 在 是 这 样 ： 2 1 .                   e l i f   i n s t r u c t i o n   i n   n a m e s : 2 2 .                           a r g u m e n t   =   w h a t _ t o _ e x e c u t e [ " n a m e s " ] [ a r g u m e n t ] 2 4 .                   r e t u r n   a r g u m e n t 2 6 .           d e f   r u n _ c o d e ( s e l f ,   w h a t _ t o _ e x e c u t e ) : 2 7 .                   i n s t r u c t i o n s   =   w h a t _ t o _ e x e c u t e [ " i n s t r u c t i o n s " ] 2 8 .                   f o r   e a c h _ s t e p   i n   i n s t r u c t i o n s : 2 9 .                           i n s t r u c t i o n ,   a r g u m e n t   =   e a c h _ s t e p 3 0 .                           a r g u m e n t   =   s e l f . p a r s e _ a r g u m e n t ( i n s t r u c t i o n ,   a r g u m e n t ,   w h a t _ t o _ e x e c u t e ) 3 2 .                           i f   i n s t r u c t i o n   = =   " L O A D _ V A L U E " : 3 3 .                                   s e l f . L O A D _ V A L U E ( a r g u m e n t ) 3 4 .                           e l i f   i n s t r u c t i o n   = =   " A D D _ T W O _ V A L U E S " : 3 5 .                                   s e l f . A D D _ T W O _ V A L U E S ( ) 3 6 .                           e l i f   i n s t r u c t i o n   = =   " P R I N T _ A N S W E R " : 3 7 .                                   s e l f . P R I N T _ A N S W E R ( ) 3 8 .                           e l i f   i n s t r u c t i o n   = =   " S T O R E _ N A M E " : 3 9 .                                   s e l f . S T O R E _ N A M E ( a r g u m e n t ) 4 0 .                           e l i f   i n s t r u c t i o n   = =   " L O A D _ N A M E " : 4 1 .                                   s e l f . L O A D _ N A M E ( a r g u m e n t ) r u n _ c o d e i f F O O F O O g e t a t t r r u n _ c o d e
真 实 的 真 实 的   P y t h o n   字 节 码 字 节 码 现 在 ， 放 弃 我 们 的 小 指 令 集 ， 去 看 看 真 正 的   P y t h o n   字 节 码 。 字 节 码 的 结 构 和 我 们 的 小 解 释 器 的 指 令 集 差 不 多 ， 除 了 字 节 码 用 一 个 字 节 而 不 是 一 个 名 字 来 代 表 这 条 指 令 。 为 了 理 解 它 的 结 构 ， 我 们 将 考 察 一 个 函 数 的 字 节 码 。 考 虑 下 面 这 个 例 子 ： P y t h o n   在 运 行 时 会 暴 露 一 大 批 内 部 信 息 ， 并 且 我 们 可 以 通 过   R E P L   直 接 访 问 这 些 信 息 。 对 于 函 数 对 象 ， 是 与 其 关 联 的 代 码 对 象 ， 而 就 是 它 的 字 节 码 。 当 你 写   P y t h o n   代 码 时 ， 你 永 远 也 不 会 想 直 接 使 用 这 些 属 性 ， 但 是 这 可 以 让 我 们 做 出 各 种 恶 作 剧 ， 同 时 也 可 以 看 看 内 部 机 制 。 1 .           d e f   e x e c u t e ( s e l f ,   w h a t _ t o _ e x e c u t e ) : 2 .                   i n s t r u c t i o n s   =   w h a t _ t o _ e x e c u t e [ " i n s t r u c t i o n s " ] 3 .                   f o r   e a c h _ s t e p   i n   i n s t r u c t i o n s : 4 .                           i n s t r u c t i o n ,   a r g u m e n t   =   e a c h _ s t e p 5 .                           a r g u m e n t   =   s e l f . p a r s e _ a r g u m e n t ( i n s t r u c t i o n ,   a r g u m e n t ,   w h a t _ t o _ e x e c u t e ) 6 .                           b y t e c o d e _ m e t h o d   =   g e t a t t r ( s e l f ,   i n s t r u c t i o n ) 7 .                           i f   a r g u m e n t   i s   N o n e : 8 .                                   b y t e c o d e _ m e t h o d ( ) 9 .                           e l s e : 1 0 .                                   b y t e c o d e _ m e t h o d ( a r g u m e n t ) 1 .   > > >   d e f   c o n d ( ) : 2 .   . . .           x   =   3 3 .   . . .           i f   x   <   5 : 4 .   . . .                   r e t u r n   ' y e s ' 5 .   . . .           e l s e : 6 .   . . .                   r e t u r n   ' n o ' 7 .   . . . c o n d c o n d . _ _ c o d e _ _ c o n d . _ _ c o d e _ _ . c o _ c o d e 1 .   > > >   c o n d . _ _ c o d e _ _ . c o _ c o d e     #   t h e   b y t e c o d e   a s   r a w   b y t e s
当 我 们 直 接 输 出 这 个 字 节 码 ， 它 看 起 来 完 全 无 法 理 解   — —   唯 一 我 们 了 解 的 是 它 是 一 串 字 节 。 很 幸 运 ， 我 们 有 一 个 很 强 大 的 工 具 可 以 用 ： P y t h o n   标 准 库 中 的 模 块 。 是 一 个 字 节 码 反 汇 编 器 。 反 汇 编 器 以 为 机 器 而 写 的 底 层 代 码 作 为 输 入 ， 比 如 汇 编 代 码 和 字 节 码 ， 然 后 以 人 类 可 读 的 方 式 输 出 。 当 我 们 运 行 ， 它 输 出 每 个 字 节 码 的 解 释 。 4 .   9 .   1 2 .   这 些 都 是 什 么 意 思 ？ 让 我 们 以 第 一 条 指 令 2 .   b ' d x 0 1 x 0 0 } x 0 0 x 0 0 | x 0 0 x 0 0 d x 0 2 x 0 0 k x 0 0 x 0 0 r x 1 6 x 0 0 d x 0 3 x 0 0 S d x 0 4 x 0 0 S d x 0 0 3 .         x 0 0 S ' 4 .   > > >   l i s t ( c o n d . _ _ c o d e _ _ . c o _ c o d e )     #   t h e   b y t e c o d e   a s   n u m b e r s 5 .   [ 1 0 0 ,   1 ,   0 ,   1 2 5 ,   0 ,   0 ,   1 2 4 ,   0 ,   0 ,   1 0 0 ,   2 ,   0 ,   1 0 7 ,   0 ,   0 ,   1 1 4 ,   2 2 ,   0 ,   1 0 0 ,   3 ,   0 ,   8 3 ,   6 .     1 0 0 ,   4 ,   0 ,   8 3 ,   1 0 0 ,   0 ,   0 ,   8 3 ] d i s d i s d i s . d i s 1 .   > > >   d i s . d i s ( c o n d ) 2 .       2                       0   L O A D _ C O N S T                               1   ( 3 ) 3 .                               3   S T O R E _ F A S T                               0   ( x ) 5 .       3                       6   L O A D _ F A S T                                 0   ( x ) 6 .                               9   L O A D _ C O N S T                               2   ( 5 ) 7 .                             1 2   C O M P A R E _ O P                               0   ( < ) 8 .                             1 5   P O P _ J U M P _ I F _ F A L S E               2 2 1 0 .       4                     1 8   L O A D _ C O N S T                               3   ( ' y e s ' ) 1 1 .                             2 1   R E T U R N _ V A L U E 1 3 .       6           > >       2 2   L O A D _ C O N S T                               4   ( ' n o ' ) 1 4 .                             2 5   R E T U R N _ V A L U E 1 5 .                             2 6   L O A D _ C O N S T                               0   ( N o n e ) 1 6 .                             2 9   R E T U R N _ V A L U E L O A D _ C O N S T
回复

举报

高级模式
B Color Image Link Quote Code Smilies
您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册

本版积分规则

使用Markdown编辑器编辑 使用富文本编辑器编辑

Archiver| 手机版| 小黑屋|
Powered by Discuz! X3.4 Copyright © 2001-2020, Tencent Cloud. 商业源码建议获取授权，如侵犯您的权益，请联系客服处理