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Python程式碼是編譯執行還是解釋執行?

有人在討論 Python 程式碼是編譯執行還是解釋執行?這個問題還可以換一種說法: Python 是編譯型語言還是解釋型語言?回答這個問題前,我們先弄清楚什麼是編譯型語言,什麼是解釋型語言。

所謂編譯執行就是原始碼經過編譯器編譯處理,生成目標機器碼,就是機器能直接執行的二進位制程式碼,下次執行時無需重新編譯。不過它是針對特定CPU體系的,這些目的碼只能在特定平臺執行,如果這個程式需要在另外一種 CPU 上面執行,這個程式碼就必須重新編譯。它不具備可移植性,但是執行速度快,C、C++這類語言屬於編譯型語言。



而解釋型語言是在程式碼執行期間逐行翻譯成目標機器碼,下次執行時,還是需要逐行解釋,我們可以簡單認為 Java、Python 都是解釋型語言。

編譯型相當於廚師直接做好一桌子菜,顧客來了直接開吃,而解釋型就像吃火鍋,廚師把菜洗好,顧客需要自己動手邊煮邊吃,效率上來說解釋型語言自然比不過編譯型語言,當然也不是絕對了,像 JIT 的效率就很高

以上是對編譯型語言和解釋型語言的一個簡單粗暴的區分,但是 Python(這裡主要是指CPython)並不是嚴格的解釋型語言,因為 Python 程式碼在執行前,會先編譯(翻譯)成中間程式碼,每個 .py 檔案將被換轉成 .pyc 檔案,.pyc 就是一種位元組碼檔案,它是與平臺無關的中間程式碼,不管你放在 Windows 還是 Linux 平臺都可以執行,執行時將由虛擬機器逐行把位元組碼翻譯成目的碼。

我們安裝Python 時候,會有一個 Python.exe 檔案,它就是 Python 直譯器,你寫的每一行 Python 程式碼都是由它負責執行,直譯器由一個編譯器和一個虛擬機器構成,編譯器負責將原始碼轉換成位元組碼檔案,而虛擬機器負責執行位元組碼,所以,解釋型語言其實也有編譯過程,只不過這個編譯過程並不是直接生成目的碼,而是中間程式碼(位元組碼),然後再通過虛擬機器來逐行解釋執行位元組碼。

總結

Python程式碼首先會程式設計一個位元組碼檔案,再由虛擬機器逐行解釋,把每一行位元組碼程式碼翻譯成目標指令給CPU執行。