Python が動くまで

切り分けたもの

total = 3 + 4 * n は、人が見れば単語の集まりです。 しかし文字としては、こう並んでいるだけです。

どこが一語なのかは、どこにも書かれていません。

組み合わせたもの

切り分けても、まだ計算はできません。

3 + 4 * n を、二とおりの順番で計算してみてください。

並べ直したもの

組み合わせが決まっても、まだ足りません。

木が表しているのは、何と何が組かということだけです。 どこから手をつけるかは、どこにも書かれていません。

木のまま実行することもできますが、Python は速さのために、先に一列へ並べ直します。

1. LOAD_CONST22 を出す
2. STORE_NAMEnn にしまう
3. LOAD_CONST33 を出す
4. LOAD_CONST44 を出す
5. LOAD_NAMEnn の中身を出す
6. BINARY_OP*かける
7. BINARY_OP+たす
8. STORE_NAMEtotaltotal にしまう

先頭の二つは、一行目の n = 2 から出たものです。 三つめの 3 は、+ の左の枝なので、4 * n より先に出されます。

出したものは、どこに出すのか

ここで、ひとつ引っかかるところがあります。

「3 を出す」と言われて、どこに出すのでしょうか。

Python は、値を積み上げる場所を持っています。 出したものはそこに積み、使うときは一番上から取ります。

読んでいるのは、誰か

命令の列を上から読んで、一つずつ処理していく別のプログラムがあります。CPython といいます。

Python は言語の名前で、それを実際に動かすのがこの CPython です。 ここまで Python がやっていると書いてきたことは、正確にはこの CPython がやっています。

最初に見せた十一行は、その CPython の一部です。

+ を見つけたときに動き出す部分の、いちばん先頭にあたります。

まだ足していません。

足す相手が、どういう種類のものなのかを見ているところです。

なぜ、そんなことを調べるのか。+ は、足し算とは限らないからです。

'abc' + 'def'   →   'abcdef'

' で囲んだものは、計算されずそのままの文字として扱われます。 文字どうしを + でつなぐと、くっついて一つになります。 同じ + でも、数を足すのか、文字をつなぐのかで、やることがまるで違う。

では、どちらなのかを先に決めておけばよさそうなものです。ところが、決められません。

n に何が入るかは、実行してみるまで決まらない。 だから CPython は、足すその瞬間に、自分で調べるしかありません。

十一命令かけて、まだ足していない。

その大半が、これから何をするか決めるための下ごしらえです。

同じ名前でも、止まった場所は違う

書いたものが受け付けられないとき、三つのどこかで止まっています。

total = 3 + 4 *

File "e1.py", line 1
    total = 3 + 4 *
                   ^
SyntaxError: invalid syntax

total = 'abc

File "e2.py", line 1
    total = 'abc
            ^
SyntaxError: unterminated string literal (detected at line 1)

どちらも SyntaxError ですが、文面が違います。 片方は組み立ての話をし、もう片方はかたまりの話をしています。 止まった場所が違えば、直す場所も違います。