荣耀头条

【Python学习笔记】 第2章 Python如何运行程序

2024-09-04 23:41 由 晓小稻 发表于 #后端开发

Python解释器简介

我们在Python的官网下载并安装Python后，它会生成一些组件，包括解释器和一套支持库。Python的代码必须在解释器中运行。

程序运行

程序员的视角

一个Python程序仅是一个包含Python语句的文本文件。例：创建script0.py文件，并写上：

print("Hello, world!")
print(2 ** 100)

然后，我们在命令行窗口，调用Python执行文件：

Python的视角

在解释器解释文件的内容时，还会做一些别的事情。

字节码编译

如果Python在机器上拥有写入权限，那么它把程序的字节码保存为一个以.pyc为扩展名的文件，这个就是字节码文件。在版本3.2之前，文件与源文件同目录；在版本3.2之后，文件在__pycache__目录中。在这个目录中还保存了编译它们的Python版本信息。

Python这么做的目的是对启动速度优化。下次运行程序时，Python先检查：

  • 源文件是否改变：检查源文件和字节码文件最后一次修改的时间戳。

  • Python的版本：是否版本不同。

然后确定是否要重新编译并生成字节码文件。大型程序中，字节码文件有助于加速启动。

Python虚拟机

Python将程序编译成字节码后，就可以发送到Python虚拟机上执行。Python虚拟机是解释器的一部分，也是解释器的最后一环。

性能的含义

Python的源代码在写好后可以立刻运行。字节码只是特定于Python的一种表现形式。Python仍然需要解释字节码，这使得Python的运行速度不如C/C++。

开发的含义

Python的编译后立刻执行的特性使得开发周期大大缩短。

执行模型的变体

Python的各种实现

CPython：标准Python

最初的、标准的Python

Jython：基于Java的Python

设计目的是与Java编程语言集成。作用是将Python源代码编译成Java字节码，使其可以运行在Java虚拟机上。

IronPython：基于.NET的Python

可以与Windows平台上的.NET框架以及与之对应的Linux开源的Mono编写成的应用相集成。

Stackless：注重并发的Python

它不会在栈上保存状态，使得Python更容易移植到较小的栈架构中。

PyPy：注重速度的Python

执行优化工具

Cython：Python和C的混合

Shed Skin：Python到C++的转换器

Psyco：原先的即时编译器

冻结二进制文件

有时候我们希望能够拥有一个把Python程序编译成二进制文件的简单方法。

实现上述想法的工具有：py2exe（Windows）、PyInstaller（Linux、Mac OS X）等等。

未来的可能性

未来也许有新的字节码格式和实现方式的变体将被采用。比如：

  • Parrot：提供多种语言通用的字节码格式、虚拟机以及优化技术。

  • Unladen Swallow：将Python提速至少5倍。