[oeasy]python0135_python_语义分析_ast_抽象语法树_abstract_syntax_tree_python 语义分析

语义分析_抽象语法树_反汇编

回忆

• 上次回顾了一下历史
  • python 是如何从无到有的
  • 看到 Guido 长期的坚持和努力

• python究竟是如何理解
  • print(“hello”)的？
  • 这些ascii字母如何被组织起来执行？

纯文本

• 首先编写Guido的简历

print("1982------Guido in cwi")
print("1995------Guido in cnri")
print("2000------Guido in beopen")
print("2005------Guido in google")
print("2012------Guido in dropbox")
print("2020------Guido in microsoft")
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• 并保存为Guido.py

生成token流

• 回到shell之后
  • 从字符流生成token流

• 这个过程叫做分词

分词

• 首先把一个个字符组成词
• 分析一下哪些字可以组成词
  • 术语叫词法分析(lexical analysis)

• 词分析出来之后呢？

组词

• 词分析出来就是怎么组词的问题
  • 哪些词和哪些词先组合
  • 哪些词和哪些词后组合
• 生成一棵抽象语法树
  • AST(Abstract Syntax Tree)

• 我能看看这棵ast树么？

引入ast模块

• 具体怎么做呢？

流程

• 先把这个ast模块导入(import)进来
  • 第一句就是import ast
  • 回车之后没有任何报错
  • 那就是执行成功了
  • 后面也一样
  • 没有报错就是执行成功了

• 然后读取guido.py并送到s
• 然后对于s进行语法分析(parse)

• 再把分析(parse)的结果进行转储(dump)

• 看起来有点乱

  • 可以清晰一些么？

升级Python

• 目前lanqiao.cn上面的python是3.8
• 这个清晰缩进的格式需要在3.9以上完成
• 需要升级

sudo apt update
sudo apt install python3.9
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• 升级之后就可以使用Python3.9了

缩进换行

• 只能在本地演示一下

• 这个就是把词组成语法树的样子
• 如何理解这棵树呢？
• 我们看一个例子

表达式运算

• 如果给的表达式为 1 * 2 * 3

• 结合序为下图

• 前两个先结合
• 得到的结果作为下一个运算的左操作数
• 然后和第3个结合

结合序

• 如果把 第一个* 改成 + 号
• 其他什么也没加

• 表达式是1 + 2 * 3

• 后两个会先结合
  • 得到的结果 作为下一个运算的 右操作数
  • 然后再和1 进行 加法运算
• 有了 语法树
  • 下一步 要做什么呢？
• 这棵语法树 我们能看懂
  • 但是cpu 需要的是
    • 能执行的 一条条字节码指令

翻译成 字节码

• 要把源程序 翻译成字节码 才能执行
  • 字节码 对应着cpu的指令
• 怎么把ast 转化为字节码(指令) 呢？
  • 需要 编译(compile)
• 从一种语言 到 另一种语言
  • 从py文件
  • 到字节码(指令)
  • 就是编译
    • compile

compile

• 我可以看看这个编译过程么？

指令

• instruction
• python3 -m dis Guido.py
  • -m 代表使用模块
  • dis 代表反编译(disassemble)

• 我们可以看见
  • 前面是行号
  • 每行对应4条指令
    • LOAD_NAME 装载(函数)名字
    • LOAD_CONST 装载常量
    • CALL_FUNCTION 调用函数
    • POP_TOP 弹栈

编译结果

• 先看看这个pyc文件
  • 注意他在__pycache__文件夹下

• :%!xxd
  • 把文件转化为字节形态

• 这纯纯的机器语言字节形态
  • 实在是看不懂啊
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