顺序执行

顺序执行是最朴素的一种，CodeObject 就是 ByteCode 在 Frame 中的表示，我们可以通过反汇编对应的 pyc 文件，获得 “汇编代码”，在逻辑上这三种形式表达的是同一个逻辑。

CodeObject 的实现与 C 语言的 char [] 数组类似，一个个字节码顺序排开，Python VM 中通过一个超大的 while 循环，逐个读取这些指令，并一一执行。

以最简单的两行代码为例：

a = 1
b = 2

预先安装 xdis 模块后，使用可以先将代码编译为 pyc 文件，再反汇编得到汇编代码。那么字节码等效于下面：

刚好实践一下 65 节的内容。

正式的 Python 代码不太这么短，对应的字节码也会长的多，但它们没有本质的区别。

下面就需要 Python VM 出场了，首先通过 1、2 指令，在局部变量字典中创建了 "a" -> 1 的关联，然后将读取的指针 + 1，读取下一条指令，创建 "b" -> 2 的关联。最后的加载的常量 None 和 RETURN_VALUE 指令是 Python 自动为 module 增加的返回值 None，希望你还记得 Python 将 py 文件处理为 module 这回事。

Python 通过不断将读取指针调整到相邻的下一个位置，自然的实现了顺序执行。

《源码解析》对这一部分展开较多，但在逻辑上反而简单的多。

条件执行

Python 中的条件语句主要通过 if 语句实现，完整的 if 语句有以下几部分：

条件判断语句；
True 时执行的指令；
False 时执行的指令；

其中条件判断语句不再展开，它的结果只可能在运行栈中只会留下一个 boolean 或者与之等效的对象。

条件执行的 True 和 False 基本上可以认为是两个顺序执行的单元，当然这块可以嵌套其他更复杂的结构，我们暂时不考虑它们。转换成流程图是这样：

我们直到 ByteCode 实际上是一个连续的序列，不能像流程图中这样出现两个并列的代码块，我们来做一点位置调整，把它们挤压到一条线上：

如果你仔细观察，上面的图实际上与最初的流程图是等效的，只是对位置稍作调整。

好，下面让我们看一下简单 if 语句是如何实现的：

if true:
    a = 1
else:
    a = 2

下面是与之对应的汇编代码：

# Constants:
#    0: 1
#    1: 2
#    2: None
# Names:
#    0: true
#    1: a
  1:           0 LOAD_NAME            (true)
               2 POP_JUMP_IF_FALSE    (to 10)

  2:           4 LOAD_CONST           (1)
               6 STORE_NAME           (a)
               8 JUMP_FORWARD         (to 14)

  4:     >>   10 LOAD_CONST           (2)
              12 STORE_NAME           (a)
         >>   14 LOAD_CONST           (None)
              16 RETURN_VALUE

注意：

0 加载待判断的 boolean 对象到运行栈，这里我直接指定为 True；
2 根据栈中（也就是上一步加载的对象），如果为 False 就跳转到标号 10，否则什么也做，继续下一指令；
4、6 实现了 a = 1；
8 跳转出 if 语句，这是一个无条件跳转，只要执行到 8 就一定会跳转到 14；
10、12 类似，实现了 a = 2;
14、16 已经在 if 语句之外，是 module 的返回值。

让我们把汇编的路径绘制出来：

为了便于识别，我将汇编代码的路径和流程图放在一起，并且将：

对应单元间隔着色，
跳转路径与对应跳转语句着色。

我相信你可以一眼看出汇编代码是如何与流程图对应起来了！

总结

从字节码的角度看， Python VM 在相当大程度上可以认为是一个 “软 CPU”，基本预计的实现与硬件 CPU 的汇编如出一辙。今天一口气介绍了两种基本执行结构。下一步我们要了解循环的实现。

在 x86 等常见 CPU 架构下，循环是通过对 “条件跳转” 指令的精巧安排实现的，很少在 CPU 层面实现专门用于循环的机器指令，Python 作为一种高级抽象语言，它的特殊性在循环的实现上体现出来了，它采用了一种更抽象的实现方式。

让我们拭目以待！

Think In Python

68. 顺序和条件

顺序执行

条件执行

总结