09｜函数对象：函数是依赖什么成为第一类公民的？

海纳

你好，我是海纳。
上一节课我们介绍了函数的静态代码和动态记录之间的区别，以及通过递归函数的执行过程，深入介绍了栈帧的组织结构，这一节课我们就通过编写代码实现相应的功能。
在 Python 中，函数（function）和方法（method）的意义是不同的。类中定义的成员函数被称为方法，不在类中定义的函数才是我们平常所说的狭义的函数。方法是建立在类机制上的，所以函数比方法要简单一些，这节课我们就从函数开始实现。
实现函数功能我们先从一个最简单的例子开始，定义一个函数，让它打印一个字符串。
def foo():
    print("hello")
  
foo()
将这段代码存为一个文件，名为 func.py，然后使用 python -m compileall func.py 命令，把这个文件编译成 func.pyc 文件。再使用 show_file.py 工具，查看 func.pyc 文件的构造。
  1           0 LOAD_CONST               0 (<code object fo>)
              2 LOAD_CONST               1 ('foo')
              4 MAKE_FUNCTION            0
              6 STORE_NAME               0 (foo)
  4           8 LOAD_NAME                0 (foo)
             10 CALL_FUNCTION            0
             12 POP_TOP
             14 LOAD_CONST               2 (None)
             16 RETURN_VALUE

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解释
总结

1. Python 中函数（function）和方法（method）的意义不同，方法是建立在类机制上的，函数比方法要简单一些。 2. 实现函数功能时，需要关注字节码的构造和实现 MAKE_FUNCTION 和 CALL_FUNCTION 这两个字节码。 3. 在虚拟机执行器中，需要实现 FrameObject 数据结构来记录函数的调用过程，每次函数调用都会创建一个 FrameObject，每次函数执行结束，相应的 FrameObject 也会被销毁。 4. FrameObject 对一些状态变量进行封装，包括代码执行时的 pc、locals 等变量。 5. Interpreter 的 run 方法需要修改，将相关变量转移到 FrameObject 中，如 stack 等. 6. 创建 FunctionObject 有了代表栈帧的 FrameObject 和代表代码的 CodeObject，分别用于描述动态的活动记录和静态的代码信息，对于普通的编程语言就已经够了。 7. FunctionObject 是一个真正的虚拟机对象，可以被变量引用，也可以被添加到列表中，所有可以对普通对象进行的操作，都可以施加到 FunctionObject 上。 8. 一个 CodeObject 可以对应多个 FunctionObject。 9. MAKE_FUNCTION 的实现通过 CodeObject 创建一个 FunctionObject.

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