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代码执行与调试

内置函数​

breakpoint函数​

函数签名：breakpoint(*args, **kws)

参数说明：

  • args：要传递给断点的参数
  • kws：要传递给断点的关键字参数

返回值：

  • 无返回值

compile函数​

compile() 函数将 Python 源代码编译为代码对象，可被 eval() 或 exec() 执行。预编译可提高重复执行效率。

函数签名：compile(source, filename, mode, flags=0, dont_inherit=False, optimize=-1) -> code object

参数说明：

  • source (必需)：

  • 要编译的 Python 源代码

  • 可以是字符串、字节串或 AST 对象

  • 示例："x = 1 + 2"、"print('hello')"

  • filename (必需)：

  • 字符串，指定代码来源文件名（用于错误提示）

  • 约定：'<string>'（字符串）、'<stdin>'（标准输入）、'script.py'（实际文件）

  • mode (必需)： 编译模式，决定代码类型和执行方式：

  • 'eval'：单个表达式，配合 eval() 使用、

  • 'single'：单个交互式语句，自动打印非None结果，配合eval()。

  • 'exec'：任意代码块，配合 exec() 使用

  • flags (可选，默认 0)：

  • 控制编译行为的标志位，可使用 __future__ 模块常量

  • dont_inherit (可选，默认 False)：

  • False：继承当前模块的 __future__ 特性

  • True：不继承，仅使用 flags 指定的特性

  • optimize (可选，默认 -1)：

  • 优化级别：-1（默认）、0（不优化）、1（移除assert）、2（移除assert和文档字符串） 返回值：

  • 返回代码对象，可传递给 eval() 或 exec() 执行

# eval模式 - 编译表达式
code = compile("1 + 2 * 3", '<string>', 'eval')
result = eval(code)  # 7

# exec模式 - 编译代码块
code = compile("x = 10\nprint(x)", '<string>', 'exec')
exec(code)  # 打印 10

# single模式 - 交互式（自动打印非None结果）
code = compile("42", '<string>', 'single')
eval(code)  # 自动打印 42
exec(code)  # 自动打印 42

# 预编译提高性能
code = compile("x ** 2", '<string>', 'eval')
for x in range(5):
    print(eval(code))  # 比每次编译字符串更快

eval函数和exec函数​

eval函数签名：eval(expression, globals=None, locals=None) -> value exec函数签名：exec(object, globals=None, locals=None) -> value

参数说明：

  • expression/object：要执行的表达式或代码对象
    • expression：只能是单个表达式，一个字符串形式的 Python 表达式，或一个代码对象（由 compile() 编译得到）
    • object：可以包含任意 Python 代码：赋值、循环、函数定义、类定义等。可以是一个字符串，也可以是一个代码对象，也可以是打开的文件对象。
  • globals：全局命名空间
    • 一个字典，指定代码执行时的全局命名空间
    • 默认为 None，使用当前全局命名空间
    • 如果提供且不包含 builtins 键，会自动添加对内置模块的引用
    • 必须是字典类型，不能是其他映射对象
    • 在此字典中定义的变量可被执行的代码访问和修改
  • locals：局部命名空间
    • 一个映射对象，指定代码执行时的局部命名空间
    • 默认为 None，此时使用 globals 作为局部命名空间
    • 可以是任何映射类型
    • 注意：对 locals 的修改可能不会影响到外部局部变量（取决于实现）

返回值：

  • eval 返回表达式的值
  • exec 返回 None
code = compile("print('Hello, World!')", 'test.py', 'exec')
return_value = exec(code) # 执行编译后的代码、代码块，返回None
print(return_value) # None

return_value = eval("1 + 1") # 执行表达式，返回表达式的值
print(return_value) # 2

标准库推荐​

  • timeit: 用于精确测量小段 Python 代码的运行时间。
  • pdb: 内置交互式调试器，支持断点、单步执行、查看变量等操作。
  • code: 提供创建自定义交互式解释器（REPL）、嵌入式控制台等的工具，便于在程序内部打开一段“临时 Python 终端”进行调试。
  • dis: 反汇编 Python 字节码，帮助你观察某段源码在解释器层面的实际执行指令，对性能分析和深入理解语言实现很有用。
  • keyword: 提供 Python 关键字列表及检查接口，可用于高亮、代码生成时避免使用关键字作为变量名等。