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Python 為什麼要有 pass 語句?

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關于 Python 中的

pass

語句,它似乎很簡單(隻有 4 個字母),即使是沒有任何程式設計經驗的初學者也能很快地掌握它的用法。

官方文檔 的介紹十分簡單,下面的三個例子可以讓我們快速地了解到如何使用它:

簡單而言,pass 是一種空操作(null operation),解釋器執行到它的時候,除了檢查文法是否合法,什麼也不做就直接跳過。

它跟 return、break、continue 和 yield 之類的非空操作相比,最大的差別是它不會改變程式的執行順序。它就像我們寫的注釋,除了占用一行代碼行,不會對所處的作用域産生任何影響。

但是,如果你有其它語言的基礎,你也許會好奇:為什麼 Python 有這麼獨特的 pass 語句,而别的語言卻沒有?

Python 這麼設計,到底是出于什麼原因呢?

是為了解決大部分程式設計語言都要面對的共性問題,還是因為它有自己的新發現,是以創造出來一個新的特性?

換句話說:Python 為什麼要有 pass 語句,它能解決什麼問題(好處),如果沒有它,會導緻什麼問題(壞處)?

接下來,本文将從兩個次元展開分析。

1、對人:作為空間占位符

我把它看作是一種言簡意赅的注釋方式,等于是說“這裡先預留位置,回頭再補上具體的代碼實作”。

比如在多層的 if-elif-else 結構中,我們可以先把判斷條件寫好,然後在對應的塊中寫上 pass,以後再慢慢完善。

比如上文中給出的例子,我們可以先寫好類/函數名及其入參,然後跳過(pass)主體代碼,以後再慢慢填充。

pass 寫起來簡單,而且由于是關鍵字,IDE 會給出顯眼的顔色區分,是以就比我們寫上注釋内容來得友善些。

pass 作為空間占位符,主要可以友善我們構思局部的代碼結構,有一定的輔助提醒作用。

但是,若作為一種注釋方式,它就顯得太單薄了,比不上寫“# todo: xxxx”,後者也會被 IDE 用顔色突顯,而且意思更明确。雖然寫起來簡單,但它也引入了一個看似多餘的關鍵字 pass。

是以,從空間占位符的角度來看,pass 不是程式設計語言中必須的設計要素。

有了它,我們可以表達出“此處有東西,但暫時跳過”的語義,但如果沒有它,則可以用注釋内容來替代。

2、對機器:為了文法完整性

對于前一條的用法,pass 出現在代碼中的位置在理論上是不受限的。

但是,我們最常使用 pass 時,基本是在冒号的下一行,而且在該層縮進的代碼塊中,隻有這一條語句。(參見前文的 3 個例子,為了友善,我們僅以以空函數為例)

我們可以設想下,如果不寫它,會怎樣?

答案是會報縮進錯誤:

IndentationError: expected an indented block

# 将函數體的 pass 去除,會報錯
def func():

func()
           

因為 Python 使用縮進來劃分代碼塊(至于原因,請查閱《Python為什麼使用縮進來劃分代碼塊?》),而冒号辨別着要出現新的縮進代碼塊,是以這個例子會報缺少縮進代碼塊。

如果我們用前文說的注釋來替代,看看會怎樣?

# 将函數體的 pass 換成注釋
def func():
    # todo:此處有東西,以後補上
func()
           

這樣寫,也會報錯:

IndentationError: expected an indented block

原因是注釋并非有效的文法内容,它會被 Python 解釋器忽略掉(ignore),不像 pass 語句那樣是“有效的文法内容,但是跳過”。

也就是說,縮進代碼塊中必須包含有文法意義的内容,下面的例子都是有效的:

def func():
    """這是一個字元串"""

def func2():
    123456
           

Python 在定義函數時,必須包含函數體,即同時包含聲明加定義兩種語義,不能像某些語言可以隻使用聲明的語義,即寫成

void test();

但是,由于 Python 不使用花括号,它無法像某些語言那樣直接定義出空函數,即寫成

void test(){}

綜合以上的分析,Python 在定義空函數時,必須要有合法的函數體,是以設計出表示空操作的 pass 語句。它是為了補充文法的完整性,連同冒号,等效于其它語言中一對空的花括号。

從文法完整性的次元上看,它是必須的設計要素,如果沒有的話,也必須用類似的空語句或特殊符号來替代。

對人方面,pass 可以表示“暫時跳過”的含義,作為臨時的占位符,最終會被實際的代碼實作所替換;對機器方面,它則可以表示“直接跳過”,隻為了補齊文法邏輯,并不會被其它代碼所替換。

其它語言沒有專門的一種語句或者符号來表示這種占位符(即語義有所欠缺),但是它們也不需要費心思專門設計一個關鍵字來補齊文法完整性(即文法完備)。

回到本文開頭的問題:Python 為什麼要有 pass 語句,它能解決什麼問題(好處),如果沒有它,會導緻什麼問題(壞處)?

Python 使用 pass 語句,是為了支援純粹空操作的代碼塊(空函數、空類、空的循環控制塊等等),有了它,還能額外表達出一種占位符的語義。

前者是對于機器而言的,必須要有,等效于其它語言中空花括号的作用;後者是對于人而言的,非必須的,可以用注釋來表達,但因為 Python 設計了這個語句,這種用法有時候還挺友善的。

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