数据模型--执行相关

• 以下类型为内部类型，由解释器内部使用、但被暴露给用户， 其定义可能随着未来解释器版本更新而变化

  • 代码对象
  • 帧对象
  • 回溯对象
  • 切片对象：参见cs_python/py3ref/dm_basics
  • 静态方法对象：参见cs_python/py3ref/#todo
  • 类方法对象：参见cs_python/py3ref/#todo

Module

模块：python代码的基本组织单元

• 导入系统创建
  • import语句
  • importlibd.import_module()、__import__()函数
• 模块对象具有由字典__dict__实现的命名空间
  • 属性引用：被转换为该字典中查找m.__dict__['x']
  • 属性赋值：更新模块命名字典空间
  • 不包含用于初始化模块的代码对象
  • 模块中定义函数__globals__属性引用其

元属性

• __name__：模块名称
• __doc__：模块文档字符串
• __annotaion__：包含变量标注的字典
  • 在模块体执行时获取
• __file__：模块对应的被加载文件的路径名
  • 若加载自一个文件，某些类型模块可能没有
    • C模块静态链接至解释器内部
  • 从共享库动态加载的扩展模块，该属性为共享库文件路径名
• __dict__：以字典对象表示的模块命名空间

• CPython：由于CPython清理模块字典的设定，模块离开作用域时 模块字典将被清理，即使字典还有活动引用，可以复制该字典、 保持模块状态以直接使用其字典

Code Object

代码对象：“伪编译”为字节的可执行python代码，也称bytecode

• 代码对象和函数对象区别

  • 代码对象不包含上下文；函数对象包含对函数全局对象 （函数所属模块）的显式引用
  • 默认参数值存放于函数对象而不是代码对象
  • 代码对象不可变，也不包含对可变对象的应用

• 代码对象由内置compile()函数返回

  • 可以通过函数对象__code__属性从中提取
  • 可以作为参数传给exec()、eval()函数执行

特殊属性

• co_name：函数名称
• co_argcount：位置参数数量
• co_nlocals：函数使用的本地变量数量（包括参数）
• co_varnames：包含本地变量名称的元组
• co_freevars：包含自由变量的元组
• co_code：表示字节码指令序列的字符串
• co_consts：包含字节码所使用的字面值元组
  • 若代码对象表示一个函数，第一项为函数文档字符，没有 则为None
• co_names：包含字节码所使用的名称的元组
• co_filenames：被编译代码所在文件名
• co_firstlineno：函数首行行号
• co_lnotab：以编码表示的字节码偏移量到行号映射的字符串
• co_stacksize：要求栈大小（包括本地变量）
• co_flags：以编码表示的多个解释器所用标志的整形数
  • 0x04位：函数使用*arguments接受任意数量位置参数
  • 0x08位：函数使用**keywords接受任意数量关键字参数
  • 0x20位：函数是生成器
  • 0x2000位：函数编译时使用启用未来除法特性
  • 其他位被保留为内部使用

Frame Objects

栈帧对象：执行帧

• 可能出现在回溯对象中，还会被传递给注册跟踪函数

特殊只读属性

• f_back：前一帧对象，指向主调函数
  • 最底层堆栈帧则为None
• f_code：此栈帧中所执行的代码对象
• f_locals：查找本地变量的字典
• f_globals：查找全局变量
• f_builtins：查找内置名称
• f_lasti：精确指令，代码对象字节码字符串的索引

特殊可写属性

• f_trace：None，或代码执行期间调用各类事件的函数
  • 通常每行新源码触发一个事件
• f_trace_lines：设置是否每行新源码触发一个事件
• f_trace_opcodes：设置是否允许按操作码请求事件
• f_lineno：帧当前行号
  • 可以通过写入f_lineno实现Jump命令

方法

• .clear()：清楚该帧持有的全部对本地变量的引用
  • 若该栈帧为属于生成器，生成器被完成
  • 有助于打破包含帧对象的循环引用
  • 若帧当前正在执行则会raise RuntimeError

Traceback Objects

回溯对象：表示异常的栈跟踪记录

• 异常被印发时会自动创建回溯对象，并将其关联到异常的可写 __traceback__属性

  • 查找异常句柄使得执行栈展开时，会在每个展开层级的当前 回溯之前插入回溯对象
  • 进入异常句柄时，栈跟踪将对程序启用
  • 获取：sys.exc_info()返回的元组第三项、异常的 __traceback__属性
  • 程序没有合适的处理句柄时，栈跟踪将写入标准错误

• 可通过types.TracebackType显式创建

  • 由回溯对象创建者决定如何链接tb_next属性构成完整 栈追踪

特殊只读属性

• tb_frame：执行当前层级的执行栈帧
• tb_lineno：给出发生异常所在行号
• tb_lasti：最后具体指令

• 若异常出现在没有匹配的except子句、没有finally子句 的try中，回溯对象中的行号、最后指令可能于相应帧对象中 行号不同

特殊可写属性

• tb_next：栈跟踪中下一层级（通往发生异常的帧），没有 下一层级则为None

I/O对象/文件对象

文件对象：表示打开的文件

• 创建文件对象

  • open()内置函数
  • os.popen()、os.fdopen()
  • socket.makefile()

• sys.stdin、sys.stdout、sys.stderr会初始化为对应于 解释器的标准输入、输出、错误流对象

  • 均以文本模式打开
  • 遵循io.TextIOBase抽象类所定义接口