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Python: 淺析 return 和 finally 共同挖的坑

wangzy2019 / 3464人閱讀

摘要:初識(shí)相信每一個(gè)用過函數(shù)的童鞋肯定會(huì)用過語句顧名思義就是用來返回值給調(diào)用者例如輸出結(jié)果對(duì)于上面的結(jié)果相信大家都不會(huì)感到意外那么加大點(diǎn)難度如果在語句還有代碼呢那句代碼會(huì)怎樣呢結(jié)果是什么老司機(jī)肯定一眼就能看出結(jié)果但是對(duì)于尚在入門或者對(duì)不很了解的童

初識(shí) return

??相信每一個(gè)用過Python函數(shù)的童鞋, 肯定會(huì)用過return語句, return顧名思義, 就是用來返回值給調(diào)用者, 例如:

def test():
    a = 2
    return a

s = test()
print s

# 輸出結(jié)果
2

對(duì)于上面的結(jié)果, 相信大家都不會(huì)感到意外, 那么加大點(diǎn)難度, 如果在return語句還有代碼呢? 那句代碼會(huì)怎樣呢?

def test():
    a = 2
    return a
    s = 3
    print s

s = test()
print s

# 結(jié)果是什么?

老司機(jī)肯定一眼就能看出結(jié)果, 但是對(duì)于尚在入門或者對(duì)return不很了解的童鞋, 可能就會(huì)懵逼了~ 后面的兩句代碼是否會(huì)被執(zhí)行?
答案是: 不會(huì)執(zhí)行

return正如它的名字那樣, 當(dāng)執(zhí)行這句代碼, 整個(gè)函數(shù)都會(huì)返回, 整個(gè)調(diào)用就算結(jié)束了~ 所以在return后面的代碼, 都是不會(huì)被執(zhí)行的!
??也正因?yàn)檫@個(gè)特性, 所以有種編碼規(guī)范叫early return的編碼規(guī)范就被倡導(dǎo)

它的意思大概就是: 當(dāng)條件已經(jīng)滿足返回時(shí), 就馬上返回
舉個(gè)例子來說明:

def test():
    a = 2
    if a > 2:
        result = "more than"
    else:
        result = "less than"
    return result

s = test()
print s

上面的代碼應(yīng)該比較容易理解, 就是根據(jù)a的值, 來決定返回的result是什么. 這樣的編碼相信也是大部分童鞋喜歡用的, 因?yàn)檫@樣比較符合我們直覺, 然而, 這樣寫似乎有點(diǎn)浪費(fèi), 因?yàn)楫?dāng)?shù)谝粋€(gè)判斷結(jié)束了, 如果結(jié)果為真, 就應(yīng)該返回more than, 然后結(jié)束函數(shù), 否則肯定就是返回less than, 所以我們可以把代碼調(diào)整成這樣:

def test():
    a = 2
    if a > 2:
        return "more than"
    else:
        return "less than"

s = test()
print s

甚至是:

def test():
    a = 2
    if a > 2:
        return "more than"
    return "less than"

s = test()
print s

結(jié)果都是和第一個(gè)寫法是一樣的! 第一次看到這樣寫法的童鞋, 可能會(huì)覺得比較難以接受, 甚至覺得可讀性很差, 但是其實(shí)這樣的寫法, 我覺得反而會(huì)稍微好點(diǎn). 因?yàn)?

運(yùn)行的代碼數(shù)少了, 調(diào)用方能更快得到結(jié)果

有利于減少嵌套的層數(shù), 便于理解.

對(duì)于第2點(diǎn)在這需要解釋下, 很多時(shí)候我們寫得代碼, 嵌套很深, 都是因?yàn)?b>if/else的鍋, 因?yàn)榍短椎?b>if/else 比較多, 所以導(dǎo)致一堆代碼都嵌套得比較深, 這樣對(duì)于其他小伙伴, 簡直就是災(zāi)難, 因?yàn)樗麄兒芸赡茉陂喿x這部分代碼時(shí), 就忘了前面的邏輯....
為了更加容易理解, 舉個(gè)代碼例子:

def test():
    a = 2
    if a > 2:
        result = "not 2"
    else:
        a += 2
        if a < 2:
            result = "not 2"
        else:
            for i in range(2):
                print "test ~"
            result = "Target !"
    return result

s = test()
print s

# 輸出結(jié)果
test ~
test ~
Target !

代碼簡化優(yōu)化版:

def test():
    a = 2
    if a > 2:
        return "not 2"
    
    a += 2
    if a < 2:
        return "not 2"
    
    for i in range(2):
        print "test ~"

    return "Target !"

s = test()
print s

# 輸出結(jié)果
test ~
test ~
Target !

這樣對(duì)比這來看, 應(yīng)該能更好地理解為什么說early return能夠減少嵌套的層數(shù)吧~ 有疑問歡迎留言討論~

談?wù)勆羁?/b>

剛才花了比較長的篇幅去介紹return, 相信看到這里, 對(duì)于return應(yīng)該有比較基本的理解了! 所以來聊聊更加迷惑的話題:

當(dāng) return 遇上 try..finally, 會(huì)怎樣呢?

如果剛才有認(rèn)真看的話, 會(huì)注意到一句話, 就是:

return 代表整個(gè)函數(shù)返回, 函數(shù)調(diào)用算結(jié)束

但事實(shí)真的這樣嗎? 通常這樣問, 答案一般都不是 ~~
先來看看例子:

def test():
    try:
        a = 2
        return a
    except:
        pass

    finally:
        print "finally"

s = test()
print s

可以猜猜這句print a會(huì)不會(huì)打印? 相信很多童鞋都想了一會(huì), 然后說不會(huì)~ 然而這個(gè)答案是錯(cuò)的, 真正的輸出是:

finally
2

有木有覺得仿佛看見了新大陸, 在一開始的例子中, return后面的語句沒有被執(zhí)行, 但是在這里, 相隔那么遠(yuǎn), 卻依舊沒有忘記, 這或許就是"真愛"吧!

然而就是因?yàn)檫@種"真愛", 總是會(huì)讓一堆新老司機(jī)掉坑里..然后還不知道為毛..

為了避免它們?cè)倮^續(xù)借用打著"真愛"的幌子, 欺負(fù)我們, 讓我們一起來揭開這"真愛"的真面目!

于是, 我們得借助偷窺神器: dis, 想想都有點(diǎn)小興奮!

import dis
def test():
    try:
        a = 2
        return a
    except:
        pass

    finally:
        print "finally"

print dis.dis(test)

輸出比較長, 多帶帶寫:

# 輸出結(jié)果
  6           0 SETUP_FINALLY           28 (to 31)
              3 SETUP_EXCEPT            14 (to 20)

  7           6 LOAD_CONST               1 (2)
              9 STORE_FAST               0 (a)

  8          12 LOAD_FAST                0 (a)
             15 RETURN_VALUE        
             16 POP_BLOCK           
             17 JUMP_FORWARD             7 (to 27)

  9     >>   20 POP_TOP             
             21 POP_TOP             
             22 POP_TOP             

 10          23 JUMP_FORWARD             1 (to 27)
             26 END_FINALLY         
        >>   27 POP_BLOCK           
             28 LOAD_CONST               0 (None)

 13     >>   31 LOAD_CONST               2 ("finally")
             34 PRINT_ITEM          
             35 PRINT_NEWLINE       
             36 END_FINALLY         
             37 LOAD_CONST               0 (None)
             40 RETURN_VALUE  

這邊簡單說著這些列所代表的意思:

1. 第一列是代碼在文件的行號(hào)
2. 第二列字節(jié)碼的偏移量
3. 字節(jié)碼的名字
4. 參數(shù)
5. 字節(jié)碼處理參數(shù)最終的結(jié)果

在字節(jié)碼中可以看到, 依次是SETUP_FINALLYSETUP_EXCEPT, 這個(gè)對(duì)應(yīng)的就是finallytry,雖然finallytry后面, 雖然我們通常幫他們看成一個(gè)整體, 但是他們?cè)趯?shí)際上卻是分開的... 因?yàn)槲覀冎攸c(diǎn)是finally, 所以就單單看SETUP_FINALLY

// ceval.c
TARGET(SETUP_FINALLY)
        _setup_finally:
        {
            /* NOTE: If you add any new block-setup opcodes that
               are not try/except/finally handlers, you may need
               to update the PyGen_NeedsFinalizing() function.
               */

            PyFrame_BlockSetup(f, opcode, INSTR_OFFSET() + oparg,
                               STACK_LEVEL());
            DISPATCH();
        }


// fameobject.c
void
PyFrame_BlockSetup(PyFrameObject *f, int type, int handler, int level)
{
    PyTryBlock *b;
    if (f->f_iblock >= CO_MAXBLOCKS)
        Py_FatalError("XXX block stack overflow");
    b = &f->f_blockstack[f->f_iblock++];
    b->b_type = type;
    b->b_level = level;
    b->b_handler = handler;
}

從上面的代碼, 很明顯就能看出來, SETUP_FINALLY 就是調(diào)用下PyFrame_BlockSetup去創(chuàng)建一個(gè)Block, 然后為這個(gè)Block設(shè)置:

b_type (opcode 也就是SETUP_FINALLY)

b_level

b_handler (INSTR_OFFSET() + oparg)

handler 可能比較難理解, 其實(shí)看剛才的 dis 輸出就能看到是哪個(gè), 就是 13 >> 31 LOAD_CONST 2 ("finally"), 這個(gè)箭頭就是告訴我們跳轉(zhuǎn)的位置的, 為什么會(huì)跳轉(zhuǎn)到這句呢? 因?yàn)?b>6 0 SETUP_FINALLY 28 (to 31)已經(jīng)告訴我們將要跳轉(zhuǎn)到31這個(gè)位置~~~

如果這個(gè)搞清楚了, 那就再來繼續(xù)看 return, return對(duì)應(yīng)的字節(jié)碼是: RETURN_VALUE, 所以它對(duì)應(yīng)的源碼是:

// ceval.c
TARGET_NOARG(RETURN_VALUE)
        {
            retval = POP();
            why = WHY_RETURN;
            goto fast_block_end;
        }

原來我們以前理解的return是假return! 這個(gè)return并沒有直接返回嘛, 而是將堆棧的值彈出來, 賦值個(gè)retval, 然后將why設(shè)置成WHY_RETURN, 接著就跑路了! 跑到一個(gè)叫fast_block_end;的地方~, 沒辦法, 為了揭穿真面目, 只好掘地三尺了:

while (why != WHY_NOT && f->f_iblock > 0) {
            fast_block_end:
        while (why != WHY_NOT && f->f_iblock > 0) {
            /* Peek at the current block. */
            PyTryBlock *b = &f->f_blockstack[f->f_iblock - 1];

            assert(why != WHY_YIELD);
            if (b->b_type == SETUP_LOOP && why == WHY_CONTINUE) {
                why = WHY_NOT;
                JUMPTO(PyInt_AS_LONG(retval));
                Py_DECREF(retval);
                break;
            }

            /* Now we have to pop the block. */
            f->f_iblock--;

            while (STACK_LEVEL() > b->b_level) {
                v = POP();
                Py_XDECREF(v);
            }
            if (b->b_type == SETUP_LOOP && why == WHY_BREAK) {
                why = WHY_NOT;
                JUMPTO(b->b_handler);
                break;
            }
            if (b->b_type == SETUP_FINALLY ||
                (b->b_type == SETUP_EXCEPT &&
                 why == WHY_EXCEPTION) ||
                b->b_type == SETUP_WITH) {
                if (why == WHY_EXCEPTION) {
                    PyObject *exc, *val, *tb;
                    PyErr_Fetch(&exc, &val, &tb);
                    if (val == NULL) {
                        val = Py_None;
                        Py_INCREF(val);
                    }
                    /* Make the raw exception data
                       available to the handler,
                       so a program can emulate the
                       Python main loop.  Don"t do
                       this for "finally". */
                    if (b->b_type == SETUP_EXCEPT ||
                        b->b_type == SETUP_WITH) {
                        PyErr_NormalizeException(
                            &exc, &val, &tb);
                        set_exc_info(tstate,
                                     exc, val, tb);
                    }
                    if (tb == NULL) {
                        Py_INCREF(Py_None);
                        PUSH(Py_None);
                    } else
                        PUSH(tb);
                    PUSH(val);
                    PUSH(exc);
                }
                else {
                    if (why & (WHY_RETURN | WHY_CONTINUE))
                        PUSH(retval);
                    v = PyInt_FromLong((long)why);
                    PUSH(v);
                }
                why = WHY_NOT;
                JUMPTO(b->b_handler);
                break;
            }
        } /* unwind stack */

在這需要回顧下剛才的一些知識(shí), 剛才我們看了return的代碼, 看到它將why設(shè)置成了 WHY_RETURN, 所以在這么一大串判斷中, 它只是走了最后面的else, 動(dòng)作也很簡單, 就是將剛才return儲(chǔ)存的值retvalpush壓回棧, 同時(shí)將why轉(zhuǎn)換成long再壓回棧, 然后有設(shè)置了下why,接著就是屁顛屁顛去執(zhí)行剛才SETUP_FINALLY設(shè)置的b_handler代碼了~ 當(dāng)這這段bhandler代碼執(zhí)行完, 就再通過END_FINALLY去做回該做的事, 而這里就是, return retval

結(jié)論

所以, 我們應(yīng)該能知道為什么當(dāng)我們執(zhí)行了return代碼, 為什么finally的代碼還會(huì)先執(zhí)行了吧, 因?yàn)?b>return的本質(zhì), 就是設(shè)置whyretval, 然后goto到一個(gè)大判斷, 最后根據(jù)why的值去執(zhí)行對(duì)應(yīng)的操作! 所以可以說并不是真的實(shí)質(zhì)性的返回. 希望我們往后再用到它們的時(shí)候, 別再掉坑里!

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