编译 vs. 解释，Python 有意想不到的行为

Question

我得到了 python 执行的意外行为。

if True:
    print("Hello")
else:
    I am an error. what can you do about it?

现在，此代码不会引发 SyntaxError，因为控件永远不会进入 else 语句。在像 C++ 这样的编译语言中，它会出错。即使在 Java 中，未使用的代码也是一个错误。但不是在 Python 中。

现在在这种情况下：

x = 10
def foo():
    print(x)
    x += 1

打印语句引发了一个 UnboundLocalError 指定 here。 按照前面的逻辑，这个错误应该直到控件遇到x+=1才出现。但它确实如此，就像在任何其他编译语言中一样。

那么如何确定代码何时以编译或解释的方式运行？

编辑： 如果它被编译成字节码 .pyc 文件然后被解释。那为什么没有检测到第一个例子的else语句呢？

Answer 1

它总是按照解释运行；但第一步是在整个文件上调用语法检查器，生成字节码文件。

在 python 2.7 和 3.5 中，您放在顶部的代码将导致语法错误：

python3 junk.py
  File "junk.py", line 4
    I am an error. what can you do about it?
              ^
SyntaxError: invalid syntax

在 python 中应该不可能出现“运行时”语法错误；实现这一点的唯一方法是动态导入有语法错误的模块。

我不确定我是否理解了您的问题，但第二种情况的错误是运行时错误；这就像在 C 中做int x = 0; y = 10/x;；变量作用域（“此时 x 是否存在？”）在 python 中的语法解析期间未解析。

--

编辑；这是我终端的转储：

Clank:tmp doug$ cat junk.py
if True:
    print("Hello")
else:
    I am an error. what can you do about it?

Clank:tmp doug$ python junk.py
  File "junk.py", line 4
    I am an error. what can you do about it?
       ^
SyntaxError: invalid syntax

Clank:tmp doug$ python3 junk.py
  File "junk.py", line 4
    I am an error. what can you do about it?
       ^
SyntaxError: invalid syntax

Answer 2

相反。 Python 在执行前将源代码编译成字节码。第一种情况会在编译阶段引发语法错误。

在第二种情况下，编译器看到 x 在函数中被修改，因此它将 x 绑定到函数对象。每次调用函数时都会创建函数命名空间，但变量仅在分配时才出现。只有当您执行print(x) 时，python 才会意识到您正在请求一个尚未分配的局部变量。当并非所有执行路径都设置了应有的变量时，这是一个常见错误。

稍微修改示例，有时设置了局部变量，有时则没有。设置后，您会在局部变量中看到变量并且打印有效。不设置时，变量不在本地，打印失败。

x = 10
def foo(val):
    if val:
        x = 1
    print(val, 'before', locals())
    print(x)
    print(val, 'after')
    x += 1

foo(True)
foo(False)

输出

True before {'val': True, 'x': 1}
1
True after
False before {'val': False}
Traceback (most recent call last):
  File "o.py", line 11, in <module>
    foo(False)
  File "o.py", line 6, in foo
    print(x)
UnboundLocalError: local variable 'x' referenced before assignment

Answer 3

如果您通过一些简短的交互式 REPL（而不是 Python 的默认 REPL）运行此程序，您可能会使其实际执行而不会出现错误（例如，IPythons' qtconsole 允许它没有问题）。为什么允许这样做完全取决于 REPL 及其实现。

在 Python 中，这个 是SyntaxError；不能为它生成任何字节码：

s ="""
i= 1
if i:
    print("Hello")
else:
    I am an error. what can you do about it?
"""
c = compile(s, '', mode='exec')
  File "<string>", line 6
    I am an error. what can you do about it?
       ^
SyntaxError: invalid syntax

语法特别不允许，只有字符串文字允许在它们之间放置空格（which Python later concatenates），名称不是（它自己的单个名称是当然允许）。简而言之，这在解析阶段失败了：

from parser import suite
st = suite(s)
  File "<string>", line 6
    I am an error. what can you do about it?
       ^
SyntaxError: invalid syntax

当 Python 看到两个名字被空格隔开时，它不知道该怎么做，空格并不意味着任何操作（str 文字除外）。

Answer 4

好的，在阅读了 Doug 和 Jim 的回答后，我想我对它的工作原理有所了解。 首先，所有示例都在 REPL 中工作（Ipython，默认）

文件： 如果你把它写在一个文件中：

if True:
    print("Hi")
else:
    I am an error. What can you do about it?

然后运行文件，它会抛出一个 SyntaxError。这证明了每当我们从文件中执行 python 代码时，它都会生成一个字节码，并且由于 else 中的语句不是有效的 python 表达式，我们会得到一个 SyntaxError。

REPL： 使用 REPL，事情变得有点依赖。如果你在 python 解释器中输入

>>>def foo():
       if True:
           print("Hey")
       else:
           I am an error. What can you do about it?
>>>foo()
Hey

成功执行意味着没有字节码，对吧？等等。

如果你这样写：

>>>x = 10
>>>def foo():
       print(x)
       x += 1
>>>foo()

然后轰隆隆！一切都崩溃了，您在 print(x) 语句中得到 UnboundLocalError 。这意味着存在字节码。

那么这里到底发生了什么？

如果 python 发现一个变量出现了一次，它会尝试通过首先读取所有变量来优化其工作。因此，在第二个示例中，当代码遇到 print(x) 时，它会尝试查找 x 上的所有操作。很快它就找到了语句 x+=1。由于在局部范围内没有提及 x 并且如果没有明确提及，python 永远不会在全局范围内查找变量，因此我们有

UnboundLocalError: local variable 'x' is referenced before assignment 

确凿的证据

如果我们这样写：

>>>x = 10
>>>def foo():
      if True:
          print(x)
      else:
          x+=1
>>>foo()
UnboundLocalError: local variable 'x' referenced before assignment

就是这样！

x+=1 永远不会被执行，但是由于 print 语句会打印 x 并且另一个引用 (x+=1) 是问题所在，因此在打印该值之前遇到了错误。第一种情况在 REPL 中没有 SyntaxError 时运行良好，因为它从不费心查看 else 语句，因为它从不重要。