在解释器或编译器的上下文中，什么是“cell”？

Question

在解释器或编译器的上下文中，什么是“cell”？

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Python代码对象具有属性co_cellvars。PyPy的字节码解释器文档经常使用术语Cell。

除其他语言外，Rust 提供了一个Cell数据类型。谷歌搜索表明它们与闭包有关。

在编程语言实现的上下文中，什么是cell？cell解决了什么问题？

- Wilfred Hughes

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在Rust中，Cell只是一种绕过继承的不可变性的方式，以便您可以修改数据，尽管对其具有不可变引用。这与Python的含义相当不同。 “Cell”是一个非常通用的术语，你知道的。 - Chris Morgan

@ChrisMorgan 看起来你对我提到的两个上下文中的 Cell 都很熟悉。您愿意提交一个答案吗？ - Wilfred Hughes

我并不太熟悉 Python 代码对象表示的内部结构，但是我可以根据“cell”的含义进行猜测。 - Chris Morgan

1个回答

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可以查看英文原文，
原文链接

- Zero Piraeus · Accepted Answer

在Python中，cell对象用于存储自由变量，这些变量属于闭包。

假设你想要一个函数，它总是返回其参数的特定分数。你可以使用闭包来实现：

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

这是如何使用它的方法：

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

two_thirds如何记住n和d的值？它们既不是multiplier函数的参数，也不是在multiply内部定义的局部变量，也不是全局变量，而且由于multiplier已经终止，它的局部变量也不存在了，对吗？

实际上，在编译multiplier时，解释器注意到multiply稍后要使用它的局部变量，因此它会记录下它们的值:

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

当调用multiplier函数时，外部局部变量的值将存储在返回的函数的__closure__属性中，以cell对象的元组形式：

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

...使用__code__对象中的名称作为co_freevars：

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

您可以使用单元格的cell_contents属性获取其内容：

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

您可以在引入它们的Python Enhancement Proposal中了解有关闭包及其实现的更多信息：PEP 227 — Statically Nested Scopes。