Dave Python 練習十六 — 執行環境

#encoding=utf-8<br />###*************** 執行環境 *********************</p><p>##************ Part 1: 可調用對象 *****************<br />#許多的python 對象都是我們所說的可調用的，即是任何能通過函數操作符“（）”來調用的對象。<br />#要調用可調用對象，函數操作符得緊跟在可調用對象之後。比方說，用“foo()”來調用函數"foo"。<br />#可調用對象可以通過函數式編程介面來進行調用，如apply(),filter(),map()。<br />#Python 有4 種可調用對象：函數，方法，類，以及一些類的執行個體。記住這些對象的任何引用或者別名都是可調用的。</p><p>#### 1.1 函數<br />#python 有3 種不同類型函數對象.</p><p>## 1.1.1 內建函數（BIFs)<br />#BIF 是用c/c++寫的，編譯過後放入python 解譯器，然後把它們作為第一（內建）名字空間的<br />#一部分載入進系統。這些函數在_bulitin_模組裡，並作為__builtins__模組匯入到解譯器中。</p><p>#內建函數屬性<br />#BIF 屬性 描述<br />#bif.__doc__ 文檔字串（或None)<br />#bif.__name__ 字串類型的文檔名字<br />#bif.__self__ 設定為None（保留給built-in 方法）<br />#bif.__module__ 存放bif 定義的模組名字(或None)</p><p>#可以用dir()列出函數的所有屬性：<br />#print(dir(type))<br />#['__abstractmethods__', '__base__', '__bases__', '__basicsize__', '__call__', '__class__',<br />#'__delattr__', '__dict__', '__dictoffset__', '__doc__', '__eq__', '__flags__', '__format__',<br />#'__ge__', '__getattribute__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__instancecheck__', '__itemsize__',<br />#'__le__', '__lt__', '__module__', '__mro__', '__name__', '__ne__', '__new__', '__prepare__',<br />#'__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasscheck__',<br />#'__subclasses__', '__subclasshook__', '__weakrefoffset__', 'mro']</p><p>#從內部機制來看，因為BIFs 和內建方法(BIMs)屬於相同的類型，所以對BIF 或者BIM 調用type()的結果是：<br />#>>> type(dir)<br />#<type 'builtin_function_or_method'></p><p>#注意這不能應用於工廠函數，因為type()正好會返回產生對象的類型：<br />#>>> type(int)<br />#<type 'type'><br />#>>> type(type)<br />#<type 'type'></p><p>## 1.1.2 使用者定義的函數（UDF）<br />#UDF（User-Defined Function，使用者定義的函數）通常是用python 寫的，定義在模組的最進階，<br />#因此會作為全域名字空間的一部分(一旦建立好內建名字空間）裝載到系統中。函數也可在其他的函<br />#數體內定義，現在可以對多重嵌套範圍中的屬性進行訪問。可以用func_closure 屬性來鉤住在其他地方定義的屬性。</p><p>#使用者自訂函數屬性<br />#UDF 屬性 描述<br />#udf.__doc__ 文檔字串(也可以用udf.func_doc)<br />#udf.__name__ 字串類型的函數名字（也可以用 udf.func_name)<br />#udf.func_code 位元組編譯的代碼對象<br />#udf.func_defaults 預設的參數元組<br />#udf.func_globals 全域名字空間字典； 和從函數內部調用globals(x)一樣<br />#udf.func_dict 函數屬性的名字空間<br />#udf.func_doc (見上面的udf.__doc__)<br />#udf.func_name (見上面的udf.__name__)<br />#udf.func_closure 包含了自由變數的引用的單元對象元組</p><p>#從內部機制來看，使用者自訂的函數是“函數“類型的.<br />#<br />#lambda 運算式和使用者自訂對函數相比，略有不同。雖然它們也是返回一個函數對象，但是<br />#lambda 運算式不是用def 語句建立的，而是用lambda 關鍵字：<br />#因為lambda 運算式沒有給具名繫結的代碼提供基礎結構，所以要通過函數式編程介面來調用，<br />#或把它們的引用賦值給一個變數，然後就可以直接調用或者再通過函數來調用。變數僅是個別名，<br />#並不是函數對象的名字。<br />#通過lambda 來建立函數的對象除了沒有命名之外，享有和使用者自訂函數相同的屬性；__name__<br />#或者func_name 屬性給定為字串"<lambda>"。使用type()工廠函數，我們來示範下lambda 運算式<br />#返回和使用者自訂函數相同的函數對象。<br />#<br />#>>> lambdaFunc = lambda x: x * 2<br />#>>> lambdaFunc(100)<br />#200<br />#>>> type(lambdaFunc)<br />#<type 'function'></p><p>#### 1.2 方法<br />#使用者自訂方法是被定義為類的一部分的函數。許多python 資料<br />#類型，比如列表和字典，也有方法，這些被稱為內建方法。為了進一步說明“所有權“的類型，方<br />#法通過對象的名字和句點屬性標識進行命名。</p><p>#內建方法（BIM）屬性<br />#BIM 屬性 描述<br />#bim.__doc__ 文檔字串<br />#bim.__name__ 字串類型的函數名字<br />#bim.__self__ 綁定的對象</p><p>## 1.2.1 內建方法(BIMs)<br />#BIM 和BIF 兩者也都享有相同屬性。不同之處在於BIM 的__self__屬性指向一個Python對象，而BIF 指向None。</p><p>#只有內建類型(BIT)有BIM.對於內建方法，type()工廠函數給出了和BIF 相同的輸出--注意，我們是如何提供一個內建對象來訪問BIM:<br />#>>> type([].append)<br />#<type 'builtin_function_or_method'></p><p>#對於類和執行個體，都能以該對象為參數，通過內建函數dir()來獲得他們的資料和方法屬性。這也可以用在BIM 上：<br />#>>> dir([].append)<br />#['__call__', '__class__', '__cmp__', '__delattr__', '__doc__',<br />#'__getattribute__', '__hash__', '__init__', '__module__',<br />#'__name__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__',<br />#'__repr__', '__self__', '__setattr__', '__str__']</p><p>## 1.2.2 使用者定義的方法（UDM）<br />#UDM（User-defined method，使用者定義的方法）包含在類定義之中，只是擁有標準函數的封裝，<br />#僅有定義它們的類可以使用。如果沒有在子類定義中被覆蓋掉，也可以通過子類執行個體來調用它們。</p><p>#UDM 與類對象是關聯的（非Binder 方法），但是只能通過類的執行個體來調用(綁<br />#定方法）。無論UDMs 是否綁定，所有的UMD 都是相同的類型——“執行個體方法“，</p><p>#>>> class C(object): # define class # 定義類<br />#... def foo(self): pass # define UDM # 定義UDM<br />#...<br />#>>> c = C() # instantiation # 執行個體化<br />#>>> type(C) # type of class # 類的類別<br />#<type 'type'><br />#>>> type(c) # type of instance # 執行個體的類別<br />#<class '__main__.C'><br />#>>> type(C.foo) # type of unbound method # 非Binder 方法的類別<br />#<type 'instancemethod'><br />#>>> type(c.foo) # type of bound method # Binder 方法的類別<br />#<type 'instancemethod'></p><p>#使用者自訂屬性<br />#UDM 屬性 描述<br />#udm.__doc__ 文檔字串（與udm.im_fuc.__doc__相同）<br />#udm.__name__ 字串類型的方法名字（與umd.im_func.__name__相同）<br />#udm.__module__ 定義udm 的模組的名字(或none)<br />#udm.im_class 方法相關聯的類（對於綁定的方法；如果是非綁定，那麼為要求udm 的類）<br />#udm.im_func 方法的函數對象（見UDFs）<br />#udm.im_self 如果綁定的話為相關聯的執行個體，如果非綁定位為none</p><p>#### 1.3 類<br />#可以利用類的可調用性來建立執行個體。“調用”類的結果便是建立了執行個體，即大家所知道的實<br />#例化。類有預設建構函式，該函數什麼都不做，基本上只有一個pass 語句。程式員可以通過實現<br />#__int__()方法，來自訂執行個體化過程。執行個體化調用的任何參數都會傳入到建構函式裡。</p><p>#### 1.4 類的執行個體<br />#python 給類提供了名為__call__的特別方法，該方法允許程式員建立可調用的對象（執行個體）。默<br />#認情況下，__call__()方法是沒有實現的，這意味著大多數執行個體都是不可調用的。然而，如果在類<br />#定義中覆蓋了這個方法，那麼這個類的執行個體就成為可調用的了。調用這樣的執行個體對象等同於調用<br />#__call__()方法.任何在執行個體調用中給出的參數都會被傳入到__call()__中.</p><p>#那麼foo()就和foo.__call__(foo)的效果相同， 這裡foo 也作為參數出現，因為是對自己的引用，執行個體將自<br />#動成為每次方法調用的第一個參數。如果 ___call___()有參數，比如，(self, arg),那麼foo(arg)就和調用foo.__call__(foo, arg)一樣。</p><p>#class C(object):<br /># def __call__(self, *args):<br /># print("I'm callable! Called with args:\n", args)</p><p>##************ Part 2: 代碼對象 *****************<br />#可調用的對象是python 執行環境裡最重要的部分，然而他們只是冰山一角。python 語句，賦值，<br />#運算式，甚至還有模組構成了更宏大的場面。這些可執行對象無法像可調用物那樣被調用。更確切<br />#地說，這些對象只是構成可執行代碼塊的拼圖的很小一部分，而這些代碼塊被稱為代碼對象。</p><p>#每個可調用物的核心都是代碼對象，由語句，賦值，運算式，以及其他可調用物組成。察看一<br />#個模組意味著觀察一個較大的、包含了模組中所有代碼的對象。然後代碼可以分成語句，賦值，表<br />#達式，以及可調用物。可調用物又可以遞迴分解到下一層，那兒有自己的代碼對象。</p><p>#一般說來，代碼對象可以作為函數或者方法調用的一部分來執行，也可用exec 語句或內建函數<br />#eval()來執行。從整體上看，一個python 模組的代碼對象是構成該模組的全部代碼。</p><p>#如果要執行python 代碼，那麼該代碼必須先要轉換成位元組編譯的代碼（又稱位元組碼）。這才是<br />#真正的代碼對象。然而，它們不包含任何關於它們執行環境的資訊，這便是可調用物存在的原因，<br />#它被用來封裝一個代碼對象並提供額外的資訊。</p><p>##************ Part 3: 可執行檔對象聲明和內建函數 *****************<br />#Python 提供了大量的BIF 來支援可調用/可執行對象，其中包括exec 語句。這些函數協助程式<br />#員執行代碼對象，也可以用內建函數complie()來產生代碼對象。</p><p>#內建函數和語句 描述<br />#callable(obj) 如果obj 可調用，返回True，否則返回FALSE<br />#compile(string,file, type) 從type 類型中建立代碼對象；file 是代碼存放的地方（通常設為"")<br />#eval(obj, glo- bals=globals(),locals=locals()) 對obj 進行求值，obj 是已編譯為代碼對象的運算式，或是一個字串運算式；可以給出全域或者/和局部的名字空間<br />#exec obj 執行obj、單一的python 語句或者語句的集合，也就是說格式是代碼對象或者字串；obj 也可以是一個檔案對象（已經開啟的有<br />#效python 指令碼中）<br />#input(prompt='') 等同於eval(raw_input(prompt=”))</p><p>### 3.1 callable()<br />#callable()是一個布爾函數，確定一個對象是否可以通過函數操作符(())來調用。如果函數可調用便返回True，否則便是False.<br />#print(callable(dir))<br />#print(callable(1))<br />#--><br />#True<br />#False</p><p>### 3.2 compile()<br />#compile()函數允許程式員在運行時刻迅速產生代碼對象，然後就可以用exec 語句或者內建函<br />#數eval()來執行這些對象或者對它們進行求值。一個很重要的觀點是：exec 和eval()都可以執行字<br />#符串格式的Python 代碼。當執行字串形式的代碼時，每次都必須對這些代碼進行位元組編譯處理。<br />#compile()函數提供了一次性位元組代碼先行編譯，以後每次調用的時候，都不用編譯了</p><p>#compile 的三個參數都是必需的，第一參數代表了要編譯的python 代碼。第二個字串，雖然<br />#是必需的，但通常被置為空白串。該參數代表了存放代碼對象的檔案的名字(字串類型）。compile 的<br />#通常用法是動態產生字串形式的Python 代碼， 然後產生一個代碼對象——代碼顯然沒有存放在任何檔案。<br />#<br />#最後的參數是個字串，它用來表明代碼對象的類型。有三個可能值：<br />#'eval' 可求值的運算式[和eval()一起使用]<br />#'single' 單一可執行語句[和exec 一起使用]<br />#'exec' 可執行語句組[和exec 一起使用]</p><p>#可求值運算式<br />#eval_code = compile('100 + 200', '', 'eval')<br />#print(eval(eval_code))<br />#--><br />#300</p><p>#單一可執行語句<br />#single_code = compile('print("Hello world!")', '', 'single')<br />#print(single_code)<br />#exec(single_code)<br />#--><br />#<code object <module> at 0x0000000002275718, file "", line 1><br />#Hello world!</p><p>#可執行語句組<br />#exec_code = compile("""<br />#req = input('Count how many numbers? ')<br />#for eachNum in range(int(req)):<br /># print(eachNum)<br />#""", '', 'exec')<br />#exec(exec_code)<br />#--><br />#Count how many numbers? 4<br />#0<br />#1<br />#2<br />#3</p><p>## 3.3 eval()<br />#eval()對錶達式求值，後者可以為字串或內建函數complie()建立的先行編譯代碼對象。這是<br />#eval()第一個也是最重要的參數。第二個和第三個參數，都為可選的，分別代表了全域和局部名字空間中的對象。<br />#如果給出這兩個參數，globals 必須是個字典，locals可以是任意的映射對象，比如，一個實現了__getitem__()方法的對象。<br />#如果都沒給出這兩個參數，分別預設為globals()和locals()返回的對象，如果只傳入了一個全域字典，那麼該字典也作為locals 傳入。</p><p>#print(eval('932'))<br />#932<br />#print(int('932'))<br />#932<br />#<br /># 在這種情況下，eval()和int()都返回相同的結果：整數932。然而，它們採用的方式卻不盡相<br />#同。內建函數eval()接收引號內的字串並把它作為python 運算式進行求值。內建函數int()接收<br />#代表整數的字串並把它轉換為整數。這隻有在該字串只由字串932 組成的時候才會成功，而<br />#該字串作為運算式傳回值932，932 也是字串”932”所代表的整數。當我們用純字串運算式<br />#的時候，兩者便不再相同了：<br />#print(eval('100 + 200'))<br />#300<br />#print(int('100 + 200'))<br />#ValueError: invalid literal for int(): 100 + 200</p><p>## 3.4 exec</p><p>#和eval()相似，exec 語句執行代碼對象或字串形式的python 代碼。類似地，用compile()<br />#先行編譯重複代碼有助於改善效能，因為在調用時不必經過位元組編譯處理。exec 語句只接受一個參數，<br />#下面便是它的通用文法：<br />#exec obj</p><p>#被執行的對象(obj)可以只是原始的字串，比如單一語句或是語句組，它們也可以先行編譯成<br />#一個代碼對象（分別用'single'和'exec"參數)</p><p>#exec_code = compile("""<br />#req = input('Count how many numbers? ')<br />#for eachNum in range(int(req)):<br /># print(eachNum)<br />#""", '', 'exec')<br />#exec(exec_code)</p><p>## 3.5 input()<br />#內建函數input()是eval()和raw_input()的組合，等價於eval(raw_input())。類似於<br />#raw_input()，input()有一個可選的參數，該參數代表了給使用者的字串提示。如果不給定參數的<br />#話，該字串預設為空白串。<br />#從功能上看,input 不同於raw_input()，因為raw_input()總是以字串的形式，逐字地返回用<br />#戶的輸入。input()履行相同的的任務；而且，它還把輸入作為python 運算式進行求值。這意味著<br />#input()返回的資料是對輸入運算式求值的結果：一個python 對象。</p><p>##************ Part 4: 執行其他（非Python）程式 *****************<br />#在python 程式裡我們也可以執行非python 程式。這些程式包括了二進位可執行檔，其他的<br />#shell 指令碼等等。所有的要求只是一個有效執行環境，比如，允許檔案訪問和執行，指令檔必須<br />#能訪問它們的解譯器(perl, bash,等等），二進位必須是可訪問的（和本地機器的構架相容）</p><p>#執行外部程式的os 模組函數(u 只對unix 有效， w 只對windows 有效）<br />#os 模組函數 描述<br />#system(cmd) 執行程式cmd（字串），等待程式結束，返回結束代碼（windows 下，始終為0）<br />#fork() 建立一個和父進程並行的子進程[通常來說和exec*()一起使用]；返回兩次....一次給父進程一次給子進程<br />#execl(file, arg0,arg1,...) 用參數列表arg0, arg1 等等執行檔案<br />#execv(file, arglist) 除了使用參數向量列表，其他的和execl()相同<br />#execle(file, arg0,arg1,... env) 和execl 相同，但提供了環境變數字典env<br />#execve(file,arglist, env) 除了帶有參數向量列表，其他的和execle()相同<br />#execlp(cmd, arg0,arg1,...) 於execl()相同，但是在使用者的搜尋路徑下搜尋完全的檔案路徑名<br />#execvp(cmd, arglist) 除了帶有參數向量列表，與execlp()相同<br />#<br />#execlpe(cmd, arg0, arg1,... env) 和execlp 相同，但提供了環境變數字典env<br />#execvpe(cmd,arglist, env) 和execvp 相同，但提供了環境變數字典env<br />#spawn*a(mode, file, args[, env]) spawn*()家族在一個新的進程中執行路徑，args 作為參數，也許還有環境變數的字典env;模式（mode）是<br />#個顯示不同操作模式的魔術。<br />#wait() 等待子進程完成[通常和fock 和exec*()一起使用] ○U<br />#waitpid(pid,options) 等待指定的子進程完成[通常和fock 和exec*()一起使用] ○U<br />#popen(cmd, mode='r',buffering=-1) 執行字串cmd，返回一個類檔案對象作為運行程式通訊控制代碼，預設為讀模數式和預設系統緩衝<br />#startfileb(path) 用相關 App程式執行路徑 W</p><p>## 4.1 os.system()<br />#system()，一個非常簡單的函數，接收字串形式的系統命令並執行它。當執行命令的時候，python 的運行是掛起的。<br />#當我們的執行完成之後，將會以system()的傳回值形式給出退出狀態，python 的執行也會繼續。</p><p>#system()保留了現有的標準檔案，包括標準的輸出，意味著執行任何的命令和程式顯示輸出都<br />#會傳到標準輸出上。這裡要當心，因為特定應用程式比如公用網關介面(CGI)，如果將除了有效超<br />#文本標示語言(HTML)字串之外的輸出，經過標準輸出發送回用戶端，會引起網頁瀏覽器錯誤。<br />#system()通常和不會產生輸出的命令一起使用，其中的一些命令包括了壓縮或轉換檔的程式，掛<br />#載磁碟到系統的程式，或其他執行特定任務的命令---通過退出狀態顯示成功或失敗而不是通過輸入<br />#和/或輸出通訊。通常的約定是利用退出狀態，0 表示成功，非零表示其他類型的錯誤。</p><p>#import os<br />#result = os.system('uname -a')<br />#print(result)</p><p>## 4.2 os.popen()<br />#popen()函數是檔案對象和system()函數的結合。它工作方式和system()相同，但它可以建立<br />#一個指向那個程式的單向串連，然後如訪問檔案一樣訪問這個程式。如果程式要求輸入，那麼你要<br />#用'w'模式寫入那個命令來調用popen()。你發送給程式的資料會通過標準輸入接收到。同樣地，'r'<br />#模式允許spawn 命令，那麼當它寫入標準輸出的時候，你就可以通過類檔案控制代碼使用熟悉的file 對<br />#象的read*()方法來讀取輸入。就像對於檔案，當使用完畢以後，你應當close()串連。</p><p>#import os<br />#f = os.popen('uname -a')<br />#data = f.readline()<br />#f.close()<br />#print(data)</p><p>##************ Part 5: 結束執行 *****************<br />#當程式運行完成，所有模組最進階的語句執行完畢後退出，我們便稱這是乾淨的執行。可能有<br />#很多情況，需要從python 提前退出，比如某種致命錯誤，或是不滿足繼續執行的條件的時候。<br />#在python 中，有各種應對錯誤的方法。其中之一便是通過異常和異常處理。另外一個方法便是<br />#建造一個“清掃器”方法，這樣便可以把代碼的主要部分放在if 語句裡，在沒有錯誤的情況下執行，<br />#因而可以讓錯誤的情況“正常地“終結。然而，有時也需要在退出調用程式的時候，返回錯誤碼<br />#以表明發生何種事件。</p><p>## 5.1 sys.exit() and SystemExit<br />#立即退出程式並返回調用程式的主要方式是sys 模組中的exit()函數。sys.exit()的文法為：<br /># sys.exit(status=0)<br />#當調用sys.exit()時，就會引發systemExit()異常。除非對異常進行監控（在一個try 語句和<br />#合適的except 子句中），異常通常是不會被捕捉到或處理的，解譯器會用給定的狀態參數退出，如<br />#果沒有給出的話，該參數預設為0。System Exit 是唯一不看作錯誤的異常。它僅僅表示要退出python<br />#的願望。</p><p>#sys.exit()經常用在命令調用的中途發現錯誤之後，比如，如果參數不正確，無效，或者參數數目不正確。</p><p>## 5.2 sys.exitfunc()<br />#sys.exitfunc()預設是停用，但你可以改寫它以提供額外的功能。當調用了sys.exit()並<br />#在解譯器退出之前，就會用到這個函數了。這個函數不帶任何參數的，所以你建立的函數也應該是<br />#無參的。<br />#如果sys.exitfunc 已經被先前定義的exit 函數覆蓋了，最好的方法是把這段代碼作為你exit()<br />#函數的一部分來執行。一般說來，exit 函數用於執行某些類型的關閉活動，比如關閉檔案和網路連<br />#接，最好用於完成維護任務，比如釋放先前保留的系統資源。</p><p>## 5.3 os._exit()和 os._exit() 函數<br />#os 模組的_exit()函數不應該在一般應用中使用。（平台相關，只適用特定的平台，比如基於Unix<br />#的平台，以及Win32 平台）。其文法為：<br />#os._exit(status)<br />#這個函數提供的功能與sys.exit()和sys.exitfunc()相反，根本不執行任何清理便立即退出<br />#python。與sys.exit()不同，狀態參數是必需的。通過sys.exit()退出是退出解譯器的首選方法。</p><p>## 5.4 os.kill()<br />#os 模組的kill()函數類比傳統的unix 函數來發送訊號給進程。kill()參數是進程標識數(PID)<br />#和你想要發送到進程的訊號。發送的典型訊號為SIGINT, SIGQUIT,或更徹底地，SIGKILL,來使進程終結。</p><p>

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