Question

我编写了以下函数：

def f():
    for i in range(100000):
        print(i)
    some_function_that_doesnt_exist()

运行文件时，这将打印出100000范围内的数字，然后引发错误：NameError: name 'some_function_that_doesnt_exist' is not defined。

这是一个有关Python的更广泛问题的示例。如果在Python VM解释（或通过JIT对其进行解释）之前将Python代码编译为字节码，为什么在编译过程中没有看到此错误？为什么在最终看到错误之前打印出100000个数字？在像C这样的纯编译语言中，我们会在编译时看到错误，那么为什么我们不能在这种“部分编译”语言中看到它？

Answer 1

您可以使用dis查看python VM的运行情况：

import dis

def f():
    for i in range(100000):
        print(i)
    some_function_that_doesnt_exist()


dis.dis(f)

将输出：

  4           0 SETUP_LOOP              24 (to 26)
              2 LOAD_GLOBAL              0 (range)
              4 LOAD_CONST               1 (100000)
              6 CALL_FUNCTION            1
              8 GET_ITER
        >>   10 FOR_ITER                12 (to 24)
             12 STORE_FAST               0 (i)

  5          14 LOAD_GLOBAL              1 (print)
             16 LOAD_FAST                0 (i)
             18 CALL_FUNCTION            1
             20 POP_TOP
             22 JUMP_ABSOLUTE           10
        >>   24 POP_BLOCK

  6     >>   26 LOAD_GLOBAL              2 (some_function_that_doesnt_exist)
             28 CALL_FUNCTION            0
             30 POP_TOP
             32 LOAD_CONST               0 (None)
             34 RETURN_VALUE

这是python VM实际运行的内容。从第10到24行可以看到，它实际上是处理打印的。
仅当到达第26行时，python VM才会尝试加载该函数，这会导致名称错误。

稍有不同，当编译语言将代码编译为字节码（例如，从C到汇编）时，函数调用需要确切知道函数在内存中的位置。因此，当您尝试编译不存在的函数时，它将无法将其转换为字节码，因为它将无法查找函数位置。
Python VM可以访问可以实时修改的全局数组，并且在该数组中的查找也是实时的。
正在执行：

dis.dis("def some_function_that_doesnt_exist(): 1")

将导致：

  1           0 LOAD_CONST               0 (<code object some_function_that_doesnt_exist at 0x7f38dc90ed20, file "<dis>", line 1>)
              2 LOAD_CONST               1 ('some_function_that_doesnt_exist')
              4 MAKE_FUNCTION            0
              6 STORE_NAME               0 (some_function_that_doesnt_exist)
              8 LOAD_CONST               2 (None)
             10 RETURN_VALUE

第2行从const表中加载函数名称，然后在第4行创建函数后，根据名称在第6行存储它。因此，当下次查找该函数时，python VM将能够找到它。

Answer 2

Python代码被编译为字节码，然后在运行时解释该字节码。您的代码是完全有效的Python，因此它将成功编译为字节码。但是，当解释程序尝试执行该字节码时，它将在运行时引发错误。

如果在解释/ JITing之前将Python源代码编译为字节码，为什么在运行时之前未捕获到此错误？

2 个答案: