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CPython 使用一个基于栈的虚拟机。也就是说，它完全面向栈数据结构的（你可以 “推入” 一个东西到栈 “顶”，或者，从栈 “顶” 上 “弹出” 一个东西来）。 CPython 使用三种类型的栈： - 调用栈call stack。这是运行 Python 程序的主要结构。它为每个当前活动的函数调用使用了一个东西 —— “帧frame”，栈底是程序的入口点。每个函数调用推送一个新的帧到调用栈，每当函数调用返回后，这个帧被销毁。
- 在每个帧中，有一个计算栈evaluation stack （也称为数据栈data stack）。这个栈就是 Python 函数运行的地方，运行的 Python 代码大多数是由推入到这个栈中的东西组成的，操作它们，然后在返回后销毁它们。
- 在每个帧中，还有一个块栈block stack。它被 Python 用于去跟踪某些类型的控制结构：循环、try / except 块、以及 with 块，全部推入到块栈中，当你退出这些控制结构时，块栈被销毁。这将帮助 Python 了解任意给定时刻哪个块是活动的，比如，一个 continue 或者 break 语句可能影响正确的块。
大多数 Python 字节码指令操作的是当前调用栈帧的计算栈，虽然，还有一些指令可以做其它的事情（比如跳转到指定指令，或者操作块栈）。 为了更好地理解，假设我们有一些调用函数的代码，比如这个：my_function(my_variable, 2)。Python 将转换为一系列字节码指令： - 一个 LOAD_NAME 指令去查找函数对象 my_function，然后将它推入到计算栈的顶部
- 另一个 LOAD_NAME 指令去查找变量 my_variable，然后将它推入到计算栈的顶部
- 一个 LOAD_CONST 指令去推入一个实整数值 2 到计算栈的顶部
- 一个 CALL_FUNCTION 指令
这个 CALL_FUNCTION 指令将有 2 个参数，它表示那个 Python 需要从栈顶弹出两个位置参数；然后函数将在它上面进行调用，并且它也同时被弹出（对于函数涉及的关键字参数，它使用另一个不同的指令 —— CALL_FUNCTION_KW，但使用的操作原则类似，以及第三个指令 —— CALL_FUNCTION_EX，它适用于函数调用涉及到参数使用 * 或 ** 操作符的情况）。一旦 Python 拥有了这些之后，它将在调用栈上分配一个新帧，填充到函数调用的本地变量上，然后，运行那个帧内的 my_function 字节码。运行完成后，这个帧将被调用栈销毁，而在最初的帧内，my_function 的返回值将被推入到计算栈的顶部。
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