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Python3 - 基礎知識、基本了解

重復 bject python語言 執行 edi 命令行 硬盤 保存 他也

一、Python到底是什麽? (抄自 金角大王)

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1. Python是一門解釋型語言?

我初學Python時,聽到的關於Python的第一句話就是,Python是一門解釋性語言,我就這樣一直相信下去,直到發現了*.pyc文件的存在。如果是解釋型語言,那麽生成的*.pyc文件是什麽呢?c應該是compiled的縮寫才對啊!

為了防止其他學習Python的人也被這句話誤解,那麽我們就在文中來澄清下這個問題,並且把一些基礎概念給理清。

2. 解釋型語言和編譯型語言

計算機是不能夠識別高級語言的,所以當我們運行一個高級語言程序的時候,就需要一個“翻譯機”來從事把高級語言轉變成計算機能讀懂的機器語言的過程。這個過程分成兩類,第一種是編譯,第二種是解釋。

編譯型語言在程序執行之前,先會通過編譯器對程序執行一個編譯的過程,把程序轉變成機器語言。運行時就不需要翻譯,而直接執行就可以了。最典型的例子就是C語言。

解釋型語言就沒有這個編譯的過程,而是在程序運行的時候,通過解釋器對程序逐行作出解釋,然後直接運行,最典型的例子是Ruby。

通過以上的例子,我們可以來總結一下解釋型語言和編譯型語言的優缺點,因為編譯型語言在程序運行之前就已經對程序做出了“翻譯”,所以在運行時就少掉了“翻譯”的過程,所以效率比較高。但是我們也不能一概而論,一些解釋型語言也可以通過解釋器的優化來在對程序做出翻譯時對整個程序做出優化,從而在效率上超過編譯型語言。

此外,隨著Java等基於虛擬機的語言的興起,我們又不能把語言純粹地分成解釋型和編譯型這兩種。

用Java來舉例,Java首先是通過編譯器編譯成字節碼文件,然後在運行時通過解釋器給解釋成機器文件。所以我們說Java是一種先編譯後解釋的語言。

3. Python到底是什麽

其實Python和Java/C#一樣,也是一門基於虛擬機的語言,我們先來從表面上簡單地了解一下Python程序的運行過程吧。

當我們在命令行中輸入python hello.py時,其實是激活了Python的“解釋器”,告訴“解釋器”:你要開始工作了。可是在“解釋”之前,其實執行的第一項工作和Java一樣,是編譯。

熟悉Java的同學可以想一下我們在命令行中如何執行一個Java的程序:

javac hello.java

java hello

只是我們在用Eclipse之類的IDE時,將這兩部給融合成了一部而已。其實Python也一樣,當我們執行python hello.py時,他也一樣執行了這麽一個過程,所以我們應該這樣來描述Python,Python是一門先編譯後解釋的語言。

二、簡述Python的運行過程

在說這個問題之前,我們先來說兩個概念,PyCodeObject和pyc文件。

我們在硬盤上看到的pyc自然不必多說,而其實PyCodeObject則是Python編譯器真正編譯成的結果。我們先簡單知道就可以了,繼續向下看。

當python程序運行時,編譯的結果則是保存在位於內存中的PyCodeObject中,當Python程序運行結束時,Python解釋器則將PyCodeObject寫回到pyc文件中。

當python程序第二次運行時,首先程序會在硬盤中尋找pyc文件,如果找到,則直接載入,否則就重復上面的過程。

所以我們應該這樣來定位PyCodeObject和pyc文件,我們說pyc文件其實是PyCodeObject的一種持久化保存方式。

三、Python解釋器

當我們編寫Python代碼時,我們得到的是一個包含Python代碼的以.py為擴展名的文本文件。要運行代碼,就需要Python解釋器去執行.py文件。

由於整個Python語言從規範到解釋器都是開源的,所以理論上,只要水平夠高,任何人都可以編寫Python解釋器來執行Python代碼(當然難度很大)。事實上,確實存在多種Python解釋器。

CPython

當我們從Python官方網站下載並安裝好Python 2.7後,我們就直接獲得了一個官方版本的解釋器:CPython。這個解釋器是用C語言開發的,所以叫CPython。在命令行下運行python就是啟動CPython解釋器。

CPython是使用最廣的Python解釋器。

IPython

IPython是基於CPython之上的一個交互式解釋器,也就是說,IPython只是在交互方式上有所增強,但是執行Python代碼的功能和CPython是完全一樣的。好比很多國產瀏覽器雖然外觀不同,但內核其實都是調用了IE。

CPython用>>>作為提示符,而IPython用In [序號]:作為提示符。

PyPy

PyPy是另一個Python解釋器,它的目標是執行速度。PyPy采用JIT技術,對Python代碼進行動態編譯(註意不是解釋),所以可以顯著提高Python代碼的執行速度。

絕大部分Python代碼都可以在PyPy下運行,但是PyPy和CPython有一些是不同的,這就導致相同的Python代碼在兩種解釋器下執行可能會有不同的結果。如果你的代碼要放到PyPy下執行,就需要了解PyPy和CPython的不同點。

Jython

Jython是運行在Java平臺上的Python解釋器,可以直接把Python代碼編譯成Java字節碼執行。

IronPython

IronPython和Jython類似,只不過IronPython是運行在微軟.Net平臺上的Python解釋器,可以直接把Python代碼編譯成.Net的字節碼。

Python的解釋器很多,但使用最廣泛的還是CPython。如果要和Java或.Net平臺交互,最好的辦法不是用Jython或IronPython,而是通過網絡調用來交互,確保各程序之間的獨立性。

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