Simple Statements

简单语句：由单个逻辑行构成

• 多条简单语句可以在同一物理行内、并以分号分隔

simple_stmt ::=  expression_stmt
                 | assert_stmt
                 | assignment_stmt
                 | augmented_assignment_stmt
                 | annotated_assignment_stmt
                 | pass_stmt
                 | del_stmt
                 | return_stmt
                 | yield_stmt
                 | raise_stmt
                 | break_stmt
                 | continue_stmt
                 | import_stmt
                 | future_stmt
                 | global_stmt
                 | nonlocal_stmt

Expression Statements

表达式语句：用于计算、写入值（交互模式下），或调用过程（不 返回有意义结果的函数）

expresssion_stmt ::= starred_expression

• 用途：表达式语句对指定表达式[列表]进行求值
• 交互模式下
  • 若值不为None：通过内置repr()函数转换为字符串， 单独一行写入标准输出
  • 值为None：不产生任何输出

Assignment Statements

赋值语句：将名称[重]绑定到特定值、修改属性或可变对象成员项

assignment_stmt ::=  (target_list "=")+ (starred_expression | yield_expression)
target_list     ::=  target ("," target)* [","]
target          ::=  identifier
                     | "(" [target_list] ")"
                     | "[" [target_list] "]"
                     | attributeref
                     | subscription
                     | slicing
                     | "*" target

• 用途：对指定表达式列表求值，将单一结果对象从左至右逐个 赋值给目标列表

• 赋值根据目标列表的格式递归定义，目标为可变对象组成部分时 （属性引用、抽取、切片），可变对象赋值有效性会被检查， 赋值操作不可接受可能引发异常

• 赋值顺序：将赋值看作是左、右端项重叠

  • 根据定义赋值语句内多个赋值是同时重叠，如：a,b=b,a 交换两变量值

  • 但赋值语句左端项包含集合类型时，重叠从左到右依次执行

    x = [0,1]
    i = 0
    i, x[i] = 1, 2
    	# `x`现在为`[0, 2]`

    • LOAD_XXX指令将右端项从左到右依次压栈
    • ROT_N指令交换栈顶元素
    • STORE_XXX指令将栈顶元素弹出从左到右依次给 右端项赋值

    • 以上语句中，计算表达式x[i]前i已经被赋新值

    • dis.dis()查看代码块指令

赋值目标为列表

赋值目标（左端项）为列表（可选包含在圆括号、方括号内）

• 若目标列表为不带逗号、可以包含在圆括号内的单一目标，将 右端项赋值给该目标

• 否则：右端项须为与目标列表相同项数的可迭代对象，其中 元素将从左至右顺序被赋值给对应目标

• 若目标列表包含带*元素：则类似实参解包，其须为可迭代 对象，且右端项至少包含目标列表项数-1

  • 加星目标前元素被右端项前段元素一一赋值
  • 加星目标后元素被右端项后段元素一一赋值
  • 加星目标被赋予剩余目标元素构成的列表

赋值目标为单个目标

目标为标识符（名称）

• 名称未出现在当前代码块global、nonlocal语句中：名称 被绑定到/赋值为当前局部命名空间对象

• 否则：名称被分别绑定到/赋值为全局命名空间、或nonlocal 确定的外层命名空间中对象

• 若名称已经被绑定则被重新绑定，可能导致之前被绑定名称 对象引用计数变为0，对象进入释放过程并调用其析构器

目标为属性引用

• 引用中原型表达式被求值：应产生具有可赋值属性的对象， 否则raise TypeError

• 该对象指定属性将被赋值，若无法赋值将 raise AttributeError

目标为抽取项

• 引用中原型表达式被求值：应产生可变序列对象（列表）、 映射对象（字典）

• 引用中抽取表达式被求值

  • 若原型表达式求值为可变序列对象

    • 抽取表达式产生整数，包含负数则取模，结果只须为 小于序列长度非负整数
    • 整数指定的索引号的项将被赋值
    • 若索引超出范围将raise IndexError

  • 若原型表达式求值为映射对象

    • 抽取表达式须产生与该映射键类型兼容的类型
    • 映射可以创建、更新抽取表达式指定键值对

• 对用户自定义对象，将调用__setitem__方法并附带适当参数

目标为切片

• 引用中原型表达式被求值：应当产生可变序列对象

  • 右端项应当是相同类型的序列对象

• 上界、下界表达式若存在将被求值

  • 其应为整数，若为负数将对原型表达式序列长度求模，最终 边界被裁剪至0、序列长度开区间中
  • 默认值分别为零、序列长度

• 切片被赋值为右端项

  • 若切片长度和右端项长度不同，将在目标序列允许情况下 改变目标序列长度

Augmented Assignment Statements

增强赋值语句：在单个语句中将二元运算和赋值语句合为一体

augmented_assignment_stmt ::=  augtarget augop (expression_list | yield_expression)
augtarget                 ::=  identifier | attributeref | subscription | slicing
augop                     ::=  "+=" | "-=" | "*=" | "@=" | "/=" | "//=" | "%=" | "**="
                               | ">>=" | "<<=" | "&=" | "^=" | "|="

• 增强赋值语句不能类似普通赋值语句为可迭代对象拆包

• 赋值增强语句对目标和表达式列表求值

  • 依据两操作数类型指定执行二元运算
  • 将结果赋给原始目标

• 增强赋值语句可以被改写成类似、但非完全等价的普通赋值语句

  • 增强赋值语句中目标仅会被求值一次
  • 在可能情况下，运算是原地执行的，即直接修改原对象而 不是创建新对象并赋值给原对象
  • 所以增强赋值先对左端项求值

• 其他增强赋值语句和普通赋值语句不同点

  • 单条语句中对元组、多目标赋值赋值操作处理不同

Annotated Assignment Statements

带标注的赋值语句：在单个语句中将变量、或属性标注同可选赋值 赋值语句合并

annotated_assignment_stmt ::=  augtarget ":" expression ["=" expression]

• 与普通赋值语句区别仅在于：仅有单个目标、且仅有单个右端项 才被允许

• 在类、模块作用域中

  • 若赋值目标为简单名称，标注会被存入类、模块的 __annotations__属性中
  • 若赋值目标为表达式，标注被求值但不会被保存

• 在函数作用域内，标注不会被求值、保存

• 若存在右端项，带标注赋值在对标注值求值前执行实际赋值； 否则仅对赋值目标求值，不执行__setitem__、__setattr__

  • 参见cs_python/py3ref/#todo

关键字语句

assert

assert语句：在程序中插入调试性断言的简便方式

assert_stmt ::= "assert" expression ["," expression]

• assert语句等价于

  if __debug__:
  	if not expression:
  		raise AssertionError
  	# 等价于`assert expression`
  
  if __debug__:
  	if not expression1:
  		raise AssertionError(expression2)
  	# 等价于`assert expression1, expression2`

  • 无需再错误信息中包含失败表达式源码，其会被作为栈追踪 一部分被显示

• 假定__debug__、AssertionError指向具有特定名称的内置 变量，当前实现中

  • 对__debug__赋值是非法的，其值在解释器启动时确定
  • 默认内置变量__debug__=True
  • 请求优化时__debug__置为False
    • -0命令行参数开启
    • 若编译时请求优化，代码生成器不会为assert语句生成 代码

pass

pass语句：空操作，被执行时无事情发生

pass_stmt ::= "pass"

• 适合语法上需要语句、但不需要执行代码时临时占位

del

del语句：从局部、全局命名空间中移除名称的绑定，若名称未绑定 将raise NameError

del_stmt ::= "del" target_list

• 删除是递归定义的

  • 类似赋值的定义方式
  • 从左至右递归的删除目标列表中每个目标

• 属性、抽取、切片的删除会被传递给相应原型对象

  • 删除切片基本等价于赋值为目标类型的空切片？？？

return

return语句：离开当前函数调用，返回列表表达式值、None

• 在生成器函数中，return语句表示生成器已完成

  • 并raise StopIteration
  • 返回值作为参数构建StopIteration，并作为 StopIteration.value属性

• 异步生成器函数中，return语句表示异步生成器已完成

  • 并raise StopAsyncIteration
  • 非空return返回值在将导致语法错误

return_stmt ::= "return" [expression_list]

• return语法上只会出现于函数定义代码块中，不会出现于 类定义所嵌套代码中

• 若提供表达式列表，其将被求值；否则缺省为None

• return将控制流传出带有finally子句的try语句时， finally子句会先被执行然后真正离开函数

yield

yield语句：语义上等于yield表达式

yield_stmt ::= yield_expression

• 可用于省略在使用等效yield表达式必须的圆括号

  yield <expr>
  yield from <expr>
  	# 以上yield语句、以下yield表达式等价
  
  (yield <expr>)
  (yield from <expr>)

• yeild表达式、语句仅在定义[异步]生成器函数时使用，且仅 用于函数体内部，且函数体包含yield就使得该定义创建 生成器函数而非普通函数

• yield表达式参见cs_python/py3ref/#todo

raise

raise语句：引发异常

raise_stmt ::= "raise" [expression ["from" expression]]

• 若不带表达式：raise将重新引发当前作用域最后一个激活 异常

  • 若当前作用域内没有激活异常，将引发RuntimeError 提示错误

• 否则计算表达式作为异常对象

  • 异常对象须为BaseException子类、实例
  • 若其为类，则通过不带参数的实例化该类作为异常实例

• 异常被引发时会自动创建回溯对象，并被关联至可写 __traceback__属性

  • 可以创建异常时同时使用.with_traceback()异常方法 自定义回溯对象

    raise Exception("foo occured").with_traceback(tbobj)

异常串联

• from子句用于异常串联：其后表达式求值需要为另一个异常

  • 其将作为可写__cause__属性被关联到引发的第一个异常
  • 若引发异常未被处理，两个异常都将被打印

• 若异常在try语句中finally子句、其他子句后、先中引发， 类似机制发挥作用，之前异常被关联到新异常的__context__ 属性

• 异常串联可以通过在from子句中指定None显式抑制

break

break语句：终结最近外层循环、循环的可选else子句

break_stmt ::= "break"

• break在语法上只出现在for、while所嵌套代码

  • 不包括循环内函数定义、类定义所嵌套代码

• 若for循环被break终结，循环控制目标保持当前值

• 当break将控制流传出带有finally子句的try语句时， finally子句会先被执行，然后真正离开循环

continue

continue语句：继续执行最近外层循环的下一伦茨

continue_stmt ::= "continue"

• continue在语法上只出现在for、while所嵌套代码

  • 不包括循环内函数定义、类定义、finally子句所嵌套 代码

• 当continue将控制流传出带有finally子句的try语句时， finally子句会先被执行，然后真正开始循环下一个轮次

import

import语句

import_stmt     ::=  "import" module ["as" identifier] ("," module ["as" identifier])*
                     | "from" relative_module "import" identifier ["as" identifier]
                     ("," identifier ["as" identifier])*
                     | "from" relative_module "import" "(" identifier ["as" identifier]
                     ("," identifier ["as" identifier])* [","] ")"
                     | "from" module "import" "*"
module          ::=  (identifier ".")* identifier
relative_module ::=  "."* module | "."+

• 基本import子句执行步骤

  • 查找模块，若有必要加载并初始化模块
  • 为import所处作用域的局部命名空间定义名称

  • 语句包含多个子句（逗号分隔）时，以上两个步骤将分别 对每个子句执行，如同子句被分成独立import语句

• 默认情况下，导入的父模块中命名空间中不包含子模块属性， 即导入父模块不能直接通过属性.引用子模块

  • 有些包会在父模块中导入子模块，则初始化模块时父模块 中即有子模块属性
  • 在当前模块手动导入子模块，子模块绑定至父模块命名空间 中同名属性

• 导入机制参见cs_python/py3ref/import_system

绑定

• 若模块名称后带有as，则在as之后名称将直接绑定到所导入 模块

• 若没有指定其他名称、且被导入模块为最高层级模块，则模块 名称被绑定到局部命名空间作为对所导入模块的引用

• 若被导入模块不是最高级模块，则包含该模块的最高层级包名将 被绑定到局部命名空间作为的该最高层级包的引用，所导入模块 必须使用完整限定名称访问而不能直接访问

from子句

• 查找from子句中指定模块，若有必要则加载并初始化模块

• 对import子句中指定的每个标识符

  • 检查被导入模块是否有该名称属性
  • 若没有，尝试导入具有该名称子模块，然后再次检查 被导入（上级）模块是否具有该属性
  • 若未找到该属性，则raise ImportError
  • 否则将对该值引用存入局部命名空间，若有as子句则 使用其指定名称，否则使用该属性名称

*通配符

标识符列表为通配符*形式：模块中定义的全部公有名称都被绑定 至import语句作用域对应局部命名空间

• 模块命名空间中__all__属性：字符串列表，指定模块 定义的公有名称

  • 其中字符串项为模块中定义、导入的名称
  • 其中中所给出的名称被视为公有、应当存在
  • 应该包含所有公有API、避免意外导出不属于API部分项

• 若__all__属性未定义：则公有名称集合将包括在模块 命名空间中找到的、所有不以_开头名称

• 通配符模式仅在模块层级允许使用，在类、函数中使用将 raise SyntaxError

相对导入

相对导入：指定导入模块时，无需指定模块绝对名称

• 需要导入的模块、包被包含在同一包中时，可在相同顶级包中 进行相对导入，无需指明包名称

• 在from子句中指定的模块、包中使用前缀点号指明需要上溯 包层级数

  • 一个前缀点号：执行导入的模块在当前包
  • 两个前缀点号：上溯一个包层级

  • 三个前缀点号：上溯两个包层级，依此类推

    form ...sub_sub_pkg import mod1

• 相对导入可以避免模块之间产生冲突，适合导入相关性强代码

  • 脚本模式（在命令行中执行.py文件）不支持相对导入
  • 要跨越多个文件层级导入，只需要使用多个.，但 PEP 328建议，相对导入层级不要超过两层

future语句

future语句：指明莫格特定模块使用在特定、未来某个python发行版 中成为标准特性的语法、语义

future_stmt ::=  "from" "__future__" "import" feature ["as" identifier]
                 ("," feature ["as" identifier])*
                 | "from" "__future__" "import" "(" feature ["as" identifier]
                 ("," feature ["as" identifier])* [","] ")"
feature     ::=  identifier

• import __future__ [as name]：不是future语句，只是没有 特殊语义、语法限制的普通import语句

• 用途

  • 允许模块在包含新特性发行版前使用该特性
  • 目的是使得在迁移至引入不兼容改变的python未来版本 更容易

• future语句是针对编译器的指令

  • 在编译时被识别并做特殊对待

    • 改变核心构造语义常通过生成不同代码实现
    • 新特性可能会引入不兼容语法，如：新关键字，编译器 可能需要以不同方式解析模块

  • 编译器需要知道哪些特性名称已经定义

    • 包含未知特性的future语句将引发编译时错误

  • 直接运行时语义同其他import语句

    • 相应运行时语义取决于future语句启用的指定特性

  • 在包含future语句的环境中，通过exec()、compile() 调用代码会使用future语句关联的语法、语义，此行为 可以通过compile()可选参数加以控制

• future语句必须在靠近模块开头位置处出现，可以出现在future 语句前的行

  • 模块文档字符串
  • 注释
  • 空行
  • 其他future语句

global

global语句：声明所列出标识符将被解读为全局变量

global_stmt ::= "global" identifier ("," identifier)*

• global语句是作用于整个当前代码块的声明

• 局部作用域中给全局变量赋值必须用到global关键字

  • 仅仅是获取值无需global语句声明
  • 但自由变量也可以指向全局变量而不必声明为全局变量

• global语句中列出的名称

  • 不能被定义为形参名
  • 不能作为for循环控制目标
  • 不能出现在类定义、函数定义、import语句、变量标注中

  • CPython：暂时未强制要求上述限制，未来可能更改

• global是对解释器的指令，仅对与global语句同时被解析 的代码起作用

  • 包含在作为exec()参数的字符串、代码对象中global 语句不会影响exec()所在代码块
  • 反之exec()中代码也不会被调用其代码块影响

  • eval()、compile()等函数同

nonlocal

nonlocal语句：使得列出的名称指向之前最近的包含作用域中 绑定的、除全局变量外的变量

nonlocal_stmt ::= "nonlocal" indentifier ("," identifier)*

• nonlocal语句允许被封装代码重新绑定局部作用域以外、且非 全局（模块）作用域当中变量

  • 即nonlocal语句中列出名称，必须指向之前存在于 包含作用域中的绑定

  • nonlocal语句中列出名称不能与之前存在的局部作用域中 绑定冲突