Python 为什么要有 pass 语句?

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关于 Python 中的pass语句,它似乎很简单(只有 4 个字母),即使是没有任何编程经验的初学者也能很快地掌握它的用法。

官方文档 的介绍十分简单,下面的三个例子可以让我们快速地了解到如何使用它:

简单而言,pass 是一种空操作(null operation),解释器执行到它的时候,除了检查语法是否合法,什么也不做就直接跳过。

它跟 return、break、continue 和 yield 之类的非空操作相比,最大的区别是它不会改变程序的执行顺序。它就像我们写的注释,除了占用一行代码行,不会对所处的作用域产生任何影响。

但是,如果你有其它语言的基础,你也许会好奇:为什么 Python 有这么独特的 pass 语句,而别的语言却没有?

Python 这么设计,到底是出于什么原因呢?

是为了解决大部分编程语言都要面对的共性问题,还是因为它有自己的新发现,所以创造出来一个新的特性?

换句话说:Python 为什么要有 pass 语句,它能解决什么问题(好处),如果没有它,会导致什么问题(坏处)?

接下来,本文将从两个维度展开分析。

1、对人:作为空间占位符

我把它看作是一种言简意赅的注释方式,等于是说“这里先预留位置,回头再补上具体的代码实现”。

比如在多层的 if-elif-else 结构中,我们可以先把判断条件写好,然后在对应的块中写上 pass,以后再慢慢完善。

比如上文中给出的例子,我们可以先写好类/函数名及其入参,然后跳过(pass)主体代码,以后再慢慢填充。

pass 写起来简单,而且由于是关键字,IDE 会给出显眼的颜色区分,所以就比我们写上注释内容来得方便些。

pass 作为空间占位符,主要可以方便我们构思局部的代码结构,有一定的辅助提醒作用。

但是,若作为一种注释方式,它就显得太单薄了,比不上写“# todo: xxxx”,后者也会被 IDE 用颜色突显,而且意思更明确。虽然写起来简单,但它也引入了一个看似多余的关键字 pass。

所以,从空间占位符的角度来看,pass 不是编程语言中必须的设计要素。

有了它,我们可以表达出“此处有东西,但暂时跳过”的语义,但如果没有它,则可以用注释内容来替代。

2、对机器:为了语法完整性

对于前一条的用法,pass 出现在代码中的位置在理论上是不受限的。

但是,我们最常使用 pass 时,基本是在冒号的下一行,而且在该层缩进的代码块中,只有这一条语句。(参见前文的 3 个例子,为了方便,我们仅以以空函数为例)

我们可以设想下,如果不写它,会怎样?

答案是会报缩进错误:IndentationError: expected an indented block

# 将函数体的 pass 去除,会报错
def func():

func()
复制代码

因为 Python 使用缩进来划分代码块(至于原因,请查阅《Python为什么使用缩进来划分代码块?》),而冒号标识着要出现新的缩进代码块,所以这个例子会报缺少缩进代码块。

如果我们用前文说的注释来替代,看看会怎样?

# 将函数体的 pass 换成注释
def func():
    # todo:此处有东西,以后补上
func()
复制代码

这样写,也会报错:IndentationError: expected an indented block

原因是注释并非有效的语法内容,它会被 Python 解释器忽略掉(ignore),不像 pass 语句那样是“有效的语法内容,但是跳过”。

也就是说,缩进代码块中必须包含有语法意义的内容,下面的例子都是有效的:

def func():
    """这是一个字符串"""

def func2():
    123456
复制代码

Python 在定义函数时,必须包含函数体,即同时包含声明加定义两种语义,不能像某些语言可以只使用声明的语义,即写成void test();

但是,由于 Python 不使用花括号,它无法像某些语言那样直接定义出空函数,即写成void test(){}

综合以上的分析,Python 在定义空函数时,必须要有合法的函数体,因此设计出表示空操作的 pass 语句。它是为了补充语法的完整性,连同冒号,等效于其它语言中一对空的花括号。

从语法完整性的维度上看,它是必须的设计要素,如果没有的话,也必须用类似的空语句或特殊符号来替代。

对人方面,pass 可以表示“暂时跳过”的含义,作为临时的占位符,最终会被实际的代码实现所替换;对机器方面,它则可以表示“直接跳过”,只为了补齐语法逻辑,并不会被其它代码所替换。

其它语言没有专门的一种语句或者符号来表示这种占位符(即语义有所欠缺),但是它们也不需要费心思专门设计一个关键字来补齐语法完整性(即语法完备)。

回到本文开头的问题:Python 为什么要有 pass 语句,它能解决什么问题(好处),如果没有它,会导致什么问题(坏处)?

Python 使用 pass 语句,是为了支持纯粹空操作的代码块(空函数、空类、空的循环控制块等等),有了它,还能额外表达出一种占位符的语义。

前者是对于机器而言的,必须要有,等效于其它语言中空花括号的作用;后者是对于人而言的,非必须的,可以用注释来表达,但因为 Python 设计了这个语句,这种用法有时候还挺方便的。

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