欢迎您访问程序员文章站本站旨在为大家提供分享程序员计算机编程知识!
您现在的位置是: 首页  >  IT编程

Python语法速查: 15. 解释器与执行环境

程序员文章站 2022-04-15 17:44:05
返回目录 本篇索引 (1)Python解释器 (2)Python交互式会话 (3)运行Python程序 (4)解释器内置类型 (1)Python解释器 ● 基本用法 Python解释器可以在命令行模式下运行,以下是运行语法: python [options] [-c cmd | filename | ......

 

本篇索引

(1)python解释器

(2)python交互式会话

(3)运行python程序

(4)

 

  (1)python解释器

 

● 基本用法

python解释器可以在命令行模式下运行,以下是运行语法:

python [options] [-c cmd | filename | - ] [args]

若指定filename,则python解释器将打开指定文件并执行其语句,直到文件结束标志; 若filename未指定,则进入“交互式会话”。

-c cmd选项可用于以命令行选项形式执行短程序,如:python -c "print('hello')"

args参数将通过sys.args传递给程序,程序中可读出这些参数。

 

以下是常用 [options] 选项

选项 说明
-b 阻止在导入时创建 .pyc 或 .pyo 文件
-e 忽略环境变量
-h 打印所有可用命令行选项的列表
-i 在程序执行后进入交互模式(对调试很有用)
-m module 以脚本的形式运行库模块 module
-o 优化模式
-oo 优化模式,在创建 .pyo 文件时删除文档字符串
-s 阻止将用户站点目录添加到 sys.path
-s 阻止包含 site 初始化模块
-t 报告关于不一致的制表符使用警告
-tt 由于不一致的制表符使用而导致 taberror 异常
-u 未缓冲的二进制 stdout 和 stdin
-u 在python2中,使所有字符串字面量都以 unicode 形式处理(python3中无效)
-v 详细模式,跟踪导入语句
-v 打印版本号并退出
-x 跳过源程序的第一行
-c cmd 以字符串形式执行 cmd

 

 

● 环境变量

python启动时,会从操作系统中读取一些环境变量(如果有),以下是一些常用的环境变量:

环境变量 说明
pythonpath 以冒号分隔的模块搜索路径,在windows上,还可以从 hkey_local_machine/software/python 的注册表项读取
pythonstartup 在以交互方式启动时执行的文件
pythonhome python的安装位置
pythoninspect 相当于 -i 选项
pythonbuffered 相当于 -u 选项
pythonioencoding 针对 stdin, stdout, stderr 的编码和错误处理,这是一个 encoding[:errors] 形式的字符串,如:utf-8:ignore
pythondontwritebytecode 相当于 -b 选项
pythonoptimize 相当于 -o 选项
pythonnousersite 相当于 -s 选项
pythonverbose 相当于 -v 选项
pythonuserbase 每个用户站点包的根目录
pythoncaseok 指示对导入所使用的模块名称使用不区分大小写的匹配方式

 

 

 

  (2)python交互式会话

如果没有给定程序名称,并且python解释器的标准输入为一个交互式终端,python将在交互模式下启动。 在这种模式下,解释器会执行pythonstartup环境变量(如果有)中包含的脚本。 该脚本将作为输入程序的一部分执行(即无需使用 import 语句加载它)。 该脚本的第一项应用就是读取用户配置文件,如 .pythonrc。

可以修改sys.ps1sys.ps2的值来更改提示符。

在交互模式下,最后一次运算的结果存储在特殊变量_中。可以在交互模式中使用这个变量。如:

>>> 1 + 2
5
>>> _ + 3
>>> 6

 

默认情况下,交互模式下运行的结果会在屏幕上全部打印出来。通过将变量sys.displayhook设为自定义函数, 可以省略显示运行结果,下面是一个例子,对于要显示结果大于40个字符的结果,省略显示其中的中间部分:

>>> def my_display(x):
...     r = repr(x)
...     if len(r) > 40: print(r[:40] + '...' + r[-1])
...     else: print(r)
>>> sys.sisplayhook = my_display
>>> list(range(100))
[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 1...]
>>> 

 

 

 

  (3)运行python程序

● 启动python应用程序

在linux环境下,有以下2个方法可以自动启动python解释器来执行 .py 文件,

方法一:通过chmod增加x属性的方法

方法二:可在.py文件头部指定python解释器名称, 如: #!/usr/bin/python3

 

在windows环境下,双击:.py, .pyw, .wpy, .pyc, .pyo 将自动启动python解释器。 通常,程序在控制台窗口中运行,若使用了.pyw 后缀对它们进行了重命名,程序将静默运行。 如果要为解释器提供选项,python也可以从一个 .bat 文件启动。

 

 

● 程序终止

当出现以下情况时,程序将会终止:输入程序中没有可执行的其他语句时、 出现未捕获的 systemexit 异常(由sys.exit()生成), 解释器收到sigtermsighup信号时。

程序退出时,解释器减小当前已知命名控件中所有对象的引用计数(同时销毁每个命名空间)。 如果一个对象的引用计数达到0,将销毁该对象并调用其__del__()方法。 但是若对象之间存在循环引用,就可能在程序终止时不会调用这个对象的__del__(), 所以这时需要显式清除某些对象(比如已打开的文件或网络套接字); 或者利用垃圾回收器来完成这个工作。

用户可以编写一个终止函数并将其注册到 atexit 模块,用户可以用法示例如下:

import atexit, gc

def cleanup():
    print('before program exit...')
    gc.collect()    # 调用垃圾回收器来完成清除工作
    
atexit.register(cleanup)

有时候希望不执行任何清除操作而终止程序执行,这可以同通过调用os._exit(status)来完成。 该函数提供了针对底层 “exit()系统调用”的接口,调用该函数时,程序将立即终止, 而且不会执行任何进一步的清除操作。

 

 

● site配置文件

(1)第三方站点目录

一般python的第三方模块和包(比如通过 pip 安装的包)会被安装到 site-package 目录下, 这个目录称为第三方站点目录。在第三方站点目录中安装的包,所有用户都能使用。 在linux中,这个目录一般在形如:/usr/local/lib/python3.7/site-package 的地方; 在windows中,这个目录一般在形如:python安装目录\lib\site-packages 的地方。

当向第三方站点目录安装包时,如果该包已经存在于用户站点目录中,pip则会通知你该包已安装。

 

(2)用户站点目录

用户也可以安装仅供自己使用的包(其他用户不能使用),这可以在 pip 安装(或setup.py安装)时, 通过参数 --user 实现,如:pip3 install --user numpy。 在linux中,这个目录一般在形如:~/.local/lib/python3.7/site-package 的地方; 在windows中,这个目录一般在形如:%appdata%\python\python37\site-packages 的地方。

 

(3)site模块

当在程序中使用import语句时,python会使用sys.path中指定的目录来搜索模块, 而这个sys.path内容的初始化,是通过 site 模块完成的。

python解释器启动时,首先会导入 site 模块,它先导入第三方站点目录和用户站点目录, 并将这些目录添加到sys.path中。然后在这些目录中搜索路径配置文件(具有 .pth后缀的文件), 将这些配置中的路径也一一添加到sys.path中(如果该路径存在的话)。

路径配置文件中的每个目录都必须在单独一行列出,注释和空行将被忽略,重复的项目仅添加一次。 路径配置文件中的每行可以是:目录、zip文件 或 .egg 文件。

用户甚至还可以编辑 site.py 的源码,用于完成自己一些独特的配置需求。这个文件一般位于 /usr/lib64/python3.7/ 目录下。

 

 

 

 

  (4)解释器内置类型

用户一般很少需要直接操作解释器内部使用的对象,但是python也将它们暴露给用户, 如果是设计框架或工具构建可能会用到这些解释器内部对象。

解释器内置类型

类型名称 说明
types.codetype 字节编译代码的类型
types.frametype 执行帧的类型
types.generatortype 生成器对象的类型
types.tracebacktype 异常的栈跟踪的类型
slice 由扩展切片生成的类型
ellipsis 在扩展切片中使用

 

● 代码对象

代码对象又叫字节码(bytecode),代表编译过的可执行代码,通常由内置的compile()函数返回。 一个代码对象可以保存若干个函数,只是它们不绑定到特定函数(即不保存命名空间相关的上下文信息)。

代码对象具有以下只读属性:

属性 说明
c.co_name 函数名称
c.co_argcount 位置参数个数(包括默认值)
c.co_nlocals 函数使用的局部变量个数
c.co_varnames 包含局部变量名称的元组
c.co_cellvars 包含嵌套函数所引用的变量名称的元组
c.co_freevars 包含嵌套函数所引用的*变量名称的元组
c.co_code 表示原始字节码的字符串
c.co_consts 包含字节码所用字面量的元组
c.co_names 包含字节码所用名称的元组
c.co_filename 被编译代码所在文件的名称
c.co_firstlineno 函数的首行行号
c.co_lnotab 字符串编码字节码相对于行号的偏移
c.co_stacksize 所需栈的大小(包括局部变量)
c.co_flags 包含解释器标志的整数

 

● 帧对象

帧对象用于表示执行帧,多出现在跟踪对象中。

帧对象具有以下属性:

属性 说明
以下为只读属性
f.f_back 上一个栈帧(对当前调用者而言)
f.f_code 正在执行的代码对象
f.f_locals 局部变量的字典
f.f_globals 全局变量的字典
f.f_builtins 内置名称的字典
f.f_lineno 行号
f.f_lasti 当前指令。这是f_code字节码字符串的索引
以下为可修改属性
f.f_trace 在每行源代码起始处调用的函数

 

● 跟踪对象

出现异常时就会创建跟踪对象,它包含栈跟踪信息。进入异常处理程序后,可以使用sys.exc_info()函数来获取栈跟踪信息。

跟踪对象具有以下只读属性:

属性 说明
t.tb_next 栈跟踪的下一级(朝发生异常的执行帧方向深入)
t.tb_frame 当前级别的执行帧对象
t.tb_lineno 出现异常的行号
t.tb_lasti 当前级别中正在执行的指令

 

● 生成器对象

生成器对象即通过调用含有yield语句的函数创建的对象。生成器对象有2个用途,一是迭代器、二是容器。

生成器对象具有以下属性:

属性 说明
g.gi_code 生成器函数的代码对象
g.gi_frame 生成器函数的执行帧
g.gi_running 显示生成器函数目前是否正在运行的整数

 

●切片对象

切片对象用于表示在扩展切莫语法中指定的切片,如a[i:j:stride], a[i:j, n:m]等。 使用内置的slice()函数也可以创建切片对象。

切片对象具有以下只读属性和方法:

属性或方法 说明
s.start 切片的下边界,如果省略则为none
s.stop 切片的上边界,如果省略则为none
s.step 切片的步长,如果省略则为none
s.indices(length) 接收一个长度参数,返回一个元组 (start, stop, stride),用于表明如何将切片应用到指定长度的一个序列

 

●ellipsis对象

用于索引查找[]中省略号是否存在,通过内置名称ellipsis可以访问这种类型的对象。它没有任何属性,但并不是空(若对其应用判断表达式,其值为true)。 python中没有任何内置类型使用了ellipsis,但如果要在自己创建的对象上的索引运算符[]中构造高级功能,就可以用到它。

下面的代码说明了如何使用ellipsis对象:

class example(object):
    def __gettiem__(self, index):
        print(index)
        
e = example()
e[3,...4]     # 内部调用形式为:e.__gettiem__((3,ellipsis,4))