Почему в Python есть ограничение на количество вложенных статических блоков?

Это ограничение применяется не только к циклам for, но и ко всем другим блокам потока управления. Ограничение на количество вложенных блоков потока управления определяется внутри кода .h с константой CO_MAXBLOCKS:

#define CO_MAXBLOCKS 20 /* Max static block nesting within a function */

Эта константа используется для установки максимального размера стека, который Python использует для выполнения исключений и циклов с именем blockstack. Это ограничение распространяется на все объекты фреймов и показано в frameobject.h :

int blockstack[CO_MAXBLOCKS];       /* Walking the 'finally' blocks */

Наиболее вероятной причиной этого ограничения является поддержание разумного уровня использования памяти при выполнении вложенных блоков. Вероятно, это похоже на предел Python требует рекурсивных вызовов. Это ограничение можно увидеть в compile.c. :

if (c->u->u_nfblocks >= CO_MAXBLOCKS) {
    PyErr_SetString(PyExc_SyntaxError,
                    "too many statically nested blocks");
    return 0;
}

Более конкретный ответ о том, почему у Python есть это конкретное ограничение и почему они не могут от него избавиться, дал Майкл Хадсон в письме из списка рассылки Python 2004 г.:

Точно. Это связано с «стеком блоков», очень внутренней деталью реализации Python. Мы хотели бы избавиться от него (нет, потому что хотим, чтобы люди писали код с более чем 20 вложенными циклами for :-), но это не особенно легко (наконец: блоки — самая большая проблема) .

Обратите внимание, что в Python 2.6 и ниже нарушение максимального количества вложенных циклов привело бы к SystemError, а не SyntaxError. Однако это было изменено в Python 3 и исправлено обратно в Python 2.7, поэтому вместо этого будет поднято SyntaxError. Это было задокументировано в #issue 27514:

Проблема № 27514: слишком много статически вложенных блоков сделать SyntaxError вместо SystemError.

Причину такого изменения типов исключений указал Сергей Сторчака:

[...] SystemError не является исключением, которое следует вызывать. SystemError предназначена для ошибок, которые не могут возникнуть в обычном случае. Это должно быть вызвано только неправильным использованием C API или взломом внутренних компонентов Python. Я думаю, что SyntaxError больше подходит в этом случае [...].

Это связано с blockstack, который является стек адресов байт-кода и используется для выполнения блоков кода, таких как циклы и исключения.

Так уж получилось, что в версии C (более ранней, чем C99) это ограничение было установлено на 20, а поскольку интерпретатор CPython построен на C, соблюдалось то же соглашение:

#define CO_MAXBLOCKS 20 /* Max static block nesting within a function */

Константа 20, кажется, установлена ​​не по соглашению, и не более того.

[Ссылки предоставлены Кристианом Дином.]

Почему ограничение 20?

Если аргумент условности неубедителен, взгляните на The Zen of Python:

In [4]: import this
The Zen of Python, by Tim Peters

...
Flat is better than nested.
...

Как можно увеличить это значение?

Поскольку это значение является жестко запрограммированной константой, единственный способ изменить его для работы в ваших программах — это пересобрать дистрибутив Python и запустить скрипт в новой сборке.

1. Загрузите исходный код cpython с github.

2. Перейдите к cpython/Include/code.h

3. Измените значение CO_MAXBLOCKS на любое большее, чем 20

4. Перекомпилируйте Python (отключите тесты, они будут жаловаться)

См. ответ здесь: слишком много статически вложенных блоков python Вы не можете увеличить его, поскольку он встроен в синтаксис Python. Ограничение применяется к любому типу стека кода (исключения, циклы и т. д.) и является решением разработчиков (предположительно, чтобы разумно использовать память). Одна странная вещь здесь: https://github.com/python/cpython/blob/6f0eb93183519024cb360162bdd81b9faec97ba6/Include/code.h#L95 там написано, что 20 — это максимальное число в функции. Но я только что попытался вложить 23 цикла for, а не внутри функции, и вы все равно получаете ошибку.