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 | - ] [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.ps1
和sys.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SIGTERM
或SIGHUP
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Libsite-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%PythonPython37site-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自由变量名称的元组 |
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))