Python解釋執行原理

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這裏的解釋執行是相對於編譯執行而言的。我們都知道，使用C/C++之類的編譯性語言編寫的程序，是需要從源文件轉換成計算機使用的機器語言，經過鏈接器鏈接之後形成了二進制的可執行文件。運行該程序的時候，就可以把二進制程序從硬盤載入到內存中並運行。

但是對於Python而言，python源碼不需要編譯成二進制代碼，它可以直接從源代碼運行程序。當我們運行python文件程序的時候，python解釋器將源代碼轉換為字節碼，然後再由python解釋器來執行這些字節碼。這樣，python就不用擔心程序的編譯,庫的鏈接加載等問題了。

對於python解釋語言，有以下3方面的特性：

1. 每次運行都要進行轉換成字節碼，然後再有虛擬機把字節碼轉換成機器語言，最後才能在硬件上運行。與編譯性語言相比，每次多出了編譯和鏈接的過程，性能肯定會受到影響。
2. 由於不用關心程序的編譯和庫的鏈接等問題，開發的工作也就更加輕松啦。
3. python代碼與機器底層更遠了，python程序更加易於移植，基本上無需改動就能在多平臺上運行。

在具體計算機上實現一種語言，首先要確定的是表示該語言語義解釋的虛擬計算機，一個關鍵的問題是程序執行時的基本表示是實際計算機上的機器語言還是虛擬機的機器語言。這個問題決定了語言的實現。根據這個問題的回答，可以將程序設計語言劃分為兩大類：編譯型語言和解釋型語言

1. 編譯實現的語言，如：C、C++、Fortran、Pascal、Ada。由編譯型語言編寫的源程序需要經過編譯,匯編和鏈接才能輸出目標代碼，然後由機器執行目標代碼。目標代碼是有機器指令組成，不能獨立運行，因為源程序中可能使用了一些匯編程序不能解釋引用的庫函數，而庫函數又不在源程序中，此時還需要鏈接程序完成外部引用和目標模板調用的鏈接任務，最後才能輸出可執行代碼。
2. 解釋型語言，解釋器不產生目標機器代碼，而是產生中間代碼，這種中間代碼與機器代碼不同，中間代碼的解釋是由軟件支持的，不能直接使用在硬件上。該軟件解釋器通常會導致執行效率較低，用解釋型語言編寫的程序是由另一個可以理解中間代碼的解釋程序執行的。和編譯的程序不同的是, 解釋程序的任務是逐一將源代碼的語句解釋成可執行的機器指令，不需要將源程序翻譯成目標代碼再執行。對於解釋型語言，需要一個專門的解釋器來執行該程序，每條語句只有在執行是才能被翻譯，這種解釋型語言每執行一次就翻譯一次，因而效率低下。
3. Java解釋器，java很特殊，java是需要編譯的，但是沒有直接編譯成機器語言，而是編譯成字節碼，然後在Java虛擬機上用解釋的方式執行字節碼。Python也使用了類似的方式，先將python編譯成python字節碼，然後由一個專門的python字節碼解釋器負責解釋執行字節碼。
4. python是一門解釋語言，但是出於效率的考慮，提供了一種編譯的方法。編譯之後就得到pyc文件，存儲了字節碼。python這點和java很類似，但是java與python不同的是，python是一個解釋型的語言，所以編譯字節碼不是一個強制的操作，事實上，編譯是一個自動的過程，一般不會在意它的存在。編譯成字節碼可以節省加載模塊的時間，提高效率。
5. 除了效率之外，字節碼的形式也增加了反向工程的難度，可以保護源代碼。這個只是一定程度上的保護，反編譯還是可以的。

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