python - 在解释器或编译器的上下文中，单元格是什么？

Question

Python 代码对象有一个属性 co_cellvars . PyPy's bytecode interpreter 的文档经常使用术语细胞。

在其他语言中，Rust provides a Cell datatype .谷歌搜索表明它们以某种方式与闭包有关。

在编程语言实现的上下文中，什么是单元？细胞解决什么问题？

Answer 1

在 Python 中，cell 对象用于存储 free variables的 closure .

假设您想要一个始终返回其参数的特定部分的函数。您可以使用闭包来实现这一点:

def multiplier(n, d):
    """Return a function that multiplies its argument by n/d."""
    def multiply(x):
        """Multiply x by n/d."""
        return x * n / d
    return multiply

下面是您可以如何使用它:

>>> two_thirds = multiplier(2, 3)
>>> two_thirds(7)
4.666666666666667

two_thirds 如何记住n 和d 的值？它们不是 multiplier 定义的 multiply 函数的参数，它们不是 multiply 中定义的局部变量，它们不是全局变量，并且由于 multiplier 已经终止，它的局部变量不再存在，对吧？

当 multiplier 被编译时，解释器注意到 multiply 稍后将要使用它的局部变量，所以它记录了它们:

>>> multiplier.__code__.co_cellvars
('d', 'n')

然后当 multiplier 被调用时，那些外部局部变量的值被存储在返回函数的 __closure__ 属性中，作为 cell 的元组> 对象:

>>> two_thirds.__closure__
(<cell at 0x7f7a81282678: int object at 0x88ef60>,
 <cell at 0x7f7a81282738: int object at 0x88ef40>)

...在 __code__ 对象中将它们的名称作为 co_freevars:

>>> two_thirds.__code__.co_freevars
('d', 'n')

您可以使用它们的 cell_contents 属性获取单元格的内容:

>>> {v: c.cell_contents for v, c in zip(
        two_thirds.__code__.co_freevars,
        two_thirds.__closure__
)}
{'d': 3, 'n': 2}

您可以在引入闭包的 Python 增强提案中阅读更多关于闭包及其实现的信息:PEP 227 — Statically Nested Scopes .