06. 李欣宜 扩展Python的语法和语义

• 语言: 中文（简体）
• 格式: .pdf
• 来源: github.com/PyConChina

摘要

文档介绍了Moshmosh系统，该系统旨在通过扩展Python的语法和语义来突破其表达能力的限制。该系统利用Python的导入机制，通过对抽象语法树（AST）进行变换来实现语法和语义的扩展。Moshmosh系统支持自定义扩展的注册，并提供了简单的扩展实践案例，如Scoped-Operator，该扩展能够提升Python的DSL能力。系统通过内置机制实现扩展，保持了Python的工业级可靠性和稳定性，同时避免了外部工具的复杂依赖。

AI总结

《06. 李欣宜：扩展Python的语法和语义》
本文档主要介绍了一种名为“Moshmosh”的Python语法和语义扩展系统，旨在突破Python现有语法限制，提升其表达能力。以下是核心内容的总结：

### 1. 系统目标与设计
系统的目标是在保持Python语言简洁和稳定的同时，通过扩展其语法和语义，提升其领域特定语言（DSL）的能力，并支持自定义扩展。设计理念包括：
- **模块化扩展**：通过简单的方式启用或关闭扩展。
- **易用性**：安装、使用和自定义扩展过程快速、简单且无冗余。
- **稳定性**：保持Python原有的功能，如二进制文件发布和C扩展，并通过AST（抽象语法树）变换实现语法扩展。

### 2. 技术实现
Moshmosh通过劫持Python的导入机制，重写`get_data`方法，实现对源代码的AST变换：
1. 检查文件是否使用了Moshmosh扩展系统。
2. 分析文件中调用的扩展。
3. 对AST进行变换，实现语法和语义扩展。
4. 支持扩展的预写、AST重写和后写操作。

### 3. 扩展案例与功能
- **Scoped-Operator扩展**：通过局部修改二元运算符的语义，调用特定的函数，提升Python的DSL能力。扩展实现仅需约60行代码，包括导入和空行。
- **自定义扩展**：用户可以自定义扩展并注册，系统提供许多简单的扩展供练习，支持静态检查（如mypy插件）和文档化。

### 4. 从内置vs外置的技术选择
- **外部扩展方法**：如修改CPython源代码或使用Cython/Nuitka，但缺点是依赖复杂， 对产品项目不友好。
- **内部扩展方法**：Moshmosh选择从内置实现，通过AST变换实现语法扩展，代码简洁（如`extension_register.py`仅45行），维护性高且鲁棒。

### 5. 结语
Moshmosh系统通过灵活的设计和高效的实现，扩展了Python的表达能力，同时保持了其工业级的可靠性和稳定性。欢迎开发者参与贡献，添加新扩展或完善文档。

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**联系方式**：
- thautwarm: [github.com/thautwarm](https://github.com/thautwarm) / [[e-mail]](mailto:[e-mail])
- 李欣宜: [github.com/li-xin-yi](https://github.com/li-xin-yi) / [[e-mail]](mailto:[e-mail])