# 1. 概述

本手册仅描述 Python 编程语言，不宜当作教程。

我希望尽可能地保证内容精确无误，但还是选择使用自然词句进行描述，正式的规格定义仅用于句法和词法解析。这样应该能使文档对于普通人来说更易理解，但也可能导致一些歧义。因此，如果你是来自火星并且想凭借这份文档把 Python 重新实现一遍，也许有时需要自行猜测，实际上最终大概会得到一个十分不同的语言。而在另一方面，如果你正在使用 Python 并且想了解有关该语言特定领域的精确规则，你应该能够在这里找到它们。如果你希望查看对该语言更正式的定义，也许你可以花些时间自己写上一份 --- 或者发明一台克隆机器 :-)

在语言参考文档里加入过多的实现细节是很危险的 --- 具体实现可能发生改变，对同一语言的其他实现可能使用不同的方式。而在另一方面，CPython 是得到广泛使用的 Python 实现 (然而其他一些实现的拥护者也在增加)，其中的特殊细节有时也值得一提，特别是当其实现方式导致额外的限制时。因此，你会发现在正文里不时会跳出来一些简短的 "实现注释"。

每种 Python 实现都带有一些内置和标准的模块。相关的文档可参见 Python 标准库 索引。少数内置模块也会在此提及，如果它们同语言描述存在明显的关联。

## 1.1. 其他实现

虽然官方 Python 实现差不多得到最广泛的欢迎，但也有一些其他实现对特定领域的用户来说更具吸引力。

知名的实现包括:

CPython

  这是最早出现并持续维护的 Python 实现，以 C 语言编写。新的语言特性通常在此率先添加。

Jython

  以 Java 语言编写的 Python 实现。 此实现可以作为 Java 应用的一个脚本语言，或者可以用来创建需要 Java 类库支持的应用。 想了解更多信息请访问 Jython 网站。

Python for .NET

  此实现实际上使用了 CPython 实现，但是属于 .NET 托管应用并且可以引入 .NET 类库。它的创造者是 Brian Lloyd。想了解详情可访问 Python for .NET 主页。

IronPython

  另一个 .NET 版 Python 实现，不同于 Python.NET，这是一个生成 IL 的完整 Python 实现，并会将 Python 代码直接编译为 .NET 程序集。 它的创造者就是当初创造 Jython 的 Jim Hugunin。 想了解更多信息，请参看 IronPython 网站。

PyPy

  一个完全使用 Python 语言编写的 Python 实现。 它支持多个其他实现所没有的高级特性，例如非栈式支持和实时编译器等。 此项目的目标之一是通过允许方便地修改解释器（因为它是用 Python 编写的）来鼓励对语言本身的试验。 更多信息可在 PyPy 项目主页 获取。

以上这些实现都可能在某些方面与此参考文档手册的描述有所差异，或是引入了超出标准 Python 文档范围的特定信息。请参考它们各自的专门文档，以确定你正在使用的这个实现有哪些你需要了解的东西。

## 1.2. 标注

词法分析和语法的描述采用混合了 EBNF 与 PEG 的语法标记形式。 例如：

    name:   letter (letter | digit | "_")*
    letter: "a"..."z" | "A"..."Z"
    digit:  "0"..."9"

在这个示例中，第一行是说 `name` 是一个 `letter` 后面跟由零个或多个 `letter`, `digit` 和下划线组成的序列。 而 `letter` 则是从 `'a'` 到 `'z'` 以及从 `A` 到 `Z` 的任意单个字符；`digit` 是从 `0` 到 `9` 的任意单个字符。

每条规则以一个名称打头（它用来标识所定义的规则）后面跟一个冒号 `:`。 冒号右边的定义使用下列语法元素：

- `name`: 一个指向其他规则的名称。 如果可能，它将是一个指向规则定义的链接。

  - `TOKEN`: 一个指向特定 token 的大写形式的名称。 对于语法定义的场景，token 与规则是一回事。

- `"text"`, `'text'`: 单引号或双引号内的文本必须在字面上匹配（不带引号）。 引号的类型将根据 `text` 的含义来选择：

  - `'if'`: 单引号内的名称标记了一个 关键字。

  - `"case"`：双引号内的名称表示一个 软关键字。

  - `'@'`: 单引号中的一个非字母符号表示一个 `OP` 记号，即 定界符 或 运算符。

- `e1 e2`：仅用空格分隔的项表示一个序列。在这里，`e1``后面必须跟着``e2`。

- `e1 | e2`: 竖条用于分隔选项。它表示 PEG 的“有序选择”: 如果匹配 `e1`，则不考虑 `e2`。 在传统的 PEG 语法中，它被写成斜杠 `/`，而不是竖条。 有关更多背景和详细信息，请参阅 PEP 617。

- `e*`：星号表示前一项重复零次或多次。

- `e+`：同样，加号表示一次或多次重复。

- `[e]`：用方括号括起来的短语表示出现零次或一次。换句话说，所包含的短语是可选的。

- `e?`：问号与方括号的含义完全相同：前一项为可选项。

- `(e)`：括号用于分组。

以下符号表示法仅在 词法定义 中使用。

- `"a"..."z"`: 由三个点分隔的两个字面值字符表示在给定（包括）ASCII 字符范围内选择任何单个字符。

- `<...>`：尖括号之间的短语给出了匹配符号的非正式描述（例如，`<any ASCII character except "\">`），或者在附近文本中定义的缩写（例如，`<Lu>`）。

部分定义还使用了*前瞻断言*（lookaheads），这类断言用于指示某个元素必须在（或不能在）特定位置匹配，但不会消耗任何输入内容。

- `&e`：正向肯定前瞻断言（即要求必须匹配 `e`）

- `!e`：负向否定前瞻断言（即要求 `e` 必须不匹配）

一元运算符（`*`、`+`、`?`）尽可能紧密地绑定；竖条（`|`）绑定最松散。

空格只对分隔记号有意义。

规则通常包含在一行中，但太长的规则可能会被换行：

    literal: stringliteral | bytesliteral
             | integer | floatnumber | imagnumber

或者，规则可以格式化为第一行以冒号结束，其余每一行以竖线开始。例如：

    literal:
       | stringliteral
       | bytesliteral
       | integer
       | floatnumber
       | imagnumber

这并不意味着第一个选项是空的。

### 1.2.1. 词法和语法定义

词法分析 和 语法分析 之间有一些区别: lexical analyzer 对输入源的单个字符进行操作，而 解析器 (语法分析器) 对词法分析生成的 词元 流进行操作。 然而，在某些情况下，这两个阶段之间的确切界限是 CPython 的实现细节。

两者之间的实际区别在于，在 词法 定义中，所有空白符都是重要的。 词法分析器会 丢弃 所有未转换为 `token.INDENT` 或 `NEWLINE` 等记号的空白符。 语法 定义随后使用这些记号，而不是源字符。

本文档对两种定义样式使用相同的BNF语法。下一章（词法分析）中BNF的所有用法都是词法上的定义；后面章节中的用法是语法定义。