214-547656-[专业选修]函数调用_call_栈_stack_中的帧_frame.sy.md

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函数调用(call)栈(stack)中的帧(frame)

回忆

• 上一次我们理解了工业化
  • 工业化追求的是效率和利润
  • 工业化确实可以大幅度提高利润
  • 工业化是时代发展趋势
• 各行各业都在工业化
  • 制造业
  • 建筑
  • 厨师
• 工业化、信息化大潮下
  • 厨师这个古老的行业如何自我变革
  • 适应变化
  • 以今之道以御今之有
• 还是要回答一个问题
• 函数究竟是如何实现层层调用的呢？

调用

• 经常听说函数调用是用的帧栈
• 我们到系统(sys)里面搜一下帧(frame)

• 在f内部可以查看到一个帧(Frame)对象
• 这个对象有什么属性呢？

帧的属性

• 再搜索属性名

找到手册

• 这个东西也是可以inspect的一个code object
• 就像
  • 函数(function)
  • 模块(module)

查看帧细节

上一帧

• 可以看到当前帧对象
  • 帧位于尾号8dd0
• 当前帧的代码对象(code object)
  • 位于尾号cc90
  • 写于于stack.py的第2行
• 当前帧对象的代码对象是不是就是函数f的代码对象呢？

验证

• 确实是
• 那么我可以通过当前帧得到
  • 函数的代码对象
  • 函数代码对象的属性

获得函数属性

• 这些属性可以通过帧对象直接获得么？

直接获得

• 可以从帧(frame)对象上直接获得函数信息
• 甚至可以获得局部(local)变量的值

代码位置信息

• 这俩属性有啥区别

• lineno是源代码的位置
• lasti是字节码指令的索引
• 如何理解24

汇编级理解

• 上次的位置
• 其实就在当前帧这里
• 所以就是本句的位置24
• 还有个属性

试试

• 调用f()的位置
• 可不就是第7行么
• 还可以往前捯么？

往前捯

• 捯到头了
• 不过可以继续往深了调用(call)

结构

• 这调用结构像什么？

调用(call)结构

• 这个调用结构像一层层摞起来的盘子

• 所以也叫做调用(call)栈(stack)
• 栈有什么特点呢？
  • 新来的放上面
  • 新走的从上面拿
  • 最先放进去的最后拿出来
  • First In Last Out
• 那么盘子对应什么呢

帧(frame)

• 盘子对应栈(stack)上的的帧(frame)
• 什么是帧(frame)呢？

• 为建筑准备木材
• 一个画框就是一帧
• 所以也被描绘为一帧画面

栈(stack)帧(frame)

• 调用(call)栈(stack)上的的帧(frame)
  • 分成三块
  • 局部变量
  • 返回地址
  • 形参变量

• 蓝色的画矩形函数
• 调用了绿色的划线函数
• 具体返回地址啥意思呢？

汇编

• 输出g函数调用帧的上一帧的上次指令位置

• 20
• 观察f函数指令(instructions)

• 上次执行到了20行
• 调用g函数去了
• 现在返回了个None
• 22行弹栈
• 然后24行继续打印

总结

• 我们这次研究了调用(call)栈(stack)的帧(frame)
  • 调用函数是一层层调用的
  • 函数的帧(frame)被放到了一个栈(stack)结构中
• 调用的时候建立一个
  • 参数(parameter)
  • 返回地址(return address)
  • 局部(locals)变量
• 放在栈上
• 然后去执行函数的代码对象
• 执行完了返回的时候
  • 回到调用函数(caller)调用的位置
  • caller的局部变量、形式参数(parameter)都还在自己的帧上
  • 继续执行caller的指令
  • 直至结束
• 我们就是这样
  • 一层层地完成抽象和封装
  • 然后层层嵌套调用的
• 究竟应该如何理解抽象和封装呢？🤔

• 我们下次再说👋