python解释器

Python08

python解释器,第1张

python解释器的介绍:

解释器由一个编译器和一个虚拟机构成,编译器负责将源代码转换成字节码文件,而虚拟机负责执行字节码。

所以,解释型语言其实也有编译过程,只不过这个编译过程并不是直接生成目标代码,而是中间代码(字节码),然后再通过虚拟机来逐行解释执行字节码。

计算机的大脑是CPU, 中文名叫中央处理器,它仍然不能直接处理 Python 语言。CPU 只能直接处理机器指令语言,那是一种由0和1数字组成的语言,这是一种我们人很难直接写出来的语言。

所以,我们需要一个翻译,把Python语言翻译成 计算机CPU 能听懂的机器指令语言,这样计算机才能按照 我们的Python程序的要求去做事。.py结尾的文件需要解释器去运行执行。

执行过程原理:

1.执行 python XX.py 后,将会启动 Python 的解释器。

2.python解释器的编译器会将.py源文件编译(解释)成字节码生成PyCodeObject字节码对象存放在内存中。

3.python解释器的虚拟机将执行内存中的字节码对象转化为机器语言,虚拟机与操作系统交互,使机器语言在机器硬件上运行。

4.运行结束后python解释器则将PyCodeObject写回到pyc文件中。当python程序第二次运行时,首先程序会在硬盘中寻找pyc文件,如果找到,则直接载入,否则就重复上面的过程。

Python解释器执行程序的三个阶段:

第一步:先启动python3解释器。

第二步:Python3解释器就像一个文本编辑器一样将文件python3 D:\test.py从硬盘读入内存。

第三步:Python3解释器解释执行文件代码。

只有第三阶段才识别python的语法。

什么是python解释器?

当我们编写Python代码时,我们得到的是一个包含Python代码的以.py为扩展名的文本文件。要运行代码,就需要Python解释器去执行.py文件。

由于整个Python语言从规范到解释器都是开源的,所以理论上,只要水平够高,任何人都可以编写Python解释器来执行Python代码(当然难度很大)。事实上,确实存在多种Python解释器。

CPython

当我们从Python官方网站下载并安装好Python 2.7后,我们就直接获得了一个官方版本的解释器:CPython。这个解释器是用C语言开发的,所以叫CPython。在命令行下运行python就是启动CPython解释器。

CPython是使用最广的Python解释器。教程的所有代码也都在CPython下执行。

IPython

IPython是基于CPython之上的一个交互式解释器,也就是说,IPython只是在交互方式上有所增强,但是执行Python代码的功能和CPython是完全一样的。好比很多国产浏览器虽然外观不同,但内核其实都是调用了IE。

CPython用>>>作为提示符,而IPython用In [序号]:作为提示符。

PyPy

PyPy是另一个Python解释器,它的目标是执行速度。PyPy采用JIT技术,对Python代码进行动态编译(注意不是解释),所以可以显著提高Python代码的执行速度。

绝大部分Python代码都可以在PyPy下运行,但是PyPy和CPython有一些是不同的,这就导致相同的Python代码在两种解释器下执行可能会有不同的结果。如果你的代码要放到PyPy下执行,就需要了解PyPy和CPython的不同点。

Jython

Jython是运行在Java平台上的Python解释器,可以直接把Python代码编译成Java字节码执行。

IronPython

IronPython和Jython类似,只不过IronPython是运行在微软.Net平台上的Python解释器,可以直接把Python代码编译成.Net的字节码。

小结

Python的解释器很多,但使用最广泛的还是CPython。如果要和Java或.Net平台交互,最好的办法不是用Jython或IronPython,而是通过网络调用来交互,确保各程序之间的独立性。

本教程的所有代码只确保在CPython 2.7版本下运行。请务必在本地安装CPython(也就是从Python官方网站下载的安装程序)。

此外,教程还内嵌一个IPython的Web版本,用来在浏览器内练习执行一些Python代码。要注意两者功能一样,输入的代码一样,但是提示符有所不同。另外,不是所有代码都能在Web版本的IPython中执行,出于安全原因,很多操作(比如文件操作)是受限的,所以有些代码必须在本地环境执行代码。

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Python 解释器通常被安装在目标机器的/usr/local/bin/python3.5 目录下。将 /usr/local/bin 目录包含进 Unix shell 的搜索路径里,以确保可以通过输入:

命令来启动他。[1] 由于 Python 解释器的安装路径是可选的,这也可能是其它路径,你可以联系安装 Python 的用户或系统管理员确认(例如, /usr/local/python 就是一个常见的选择)。

在 Windows 机器上,Python 通常安装在 C:Python35 位置,当然你可以在运行安装向导时修改此值。要想把此目录添加到你的 PATH 环境变量中,你可以在 DOS 窗口中输入以下命令:

通常你可以在主窗口输入一个文件结束符(Unix 系统是 Control-D ,Windows 系统是 Control-Z )让解释器以 0 状态码退出。如果那没有作用,你可以通过输入 quit() 命令退出解释器。

Python 解释器具有简单的行编辑功能。在 Unix 系统上,任何 Python 解释器都可能已经添加了 GNU readline 库支持,这样就具备了精巧的交互编辑和 历史 记录等功能。在 Python 主窗口中输入 Control-P 可能是检查是否支持命令行编辑的最简单的方法。如果发出嘟嘟声(计算机扬声器),则说明你可以使用命令行编辑功能;更多快捷键的介绍请参考 交互式输入行编辑 历史 回溯。如果没有任何声音,或者显示 ^P 字符,则说明命令行编辑功能不可用;你只能通过退格键从当前行删除已键入的字符并重新输入。

Python 解释器有些操作类似 Unix shell:当使用终端设备(tty)作为标准输入调用时,它交互的解释并执行命令;当使用文件名参数或以文件作为标准输入调用时,它读取文件并将文件作为脚本执行。

第二种启动 Python 解释器的方法是 python -c command [arg] ... ,这种方法可以在 命令行 执行 Python 语句,类似于 shell 中的 -c 选项。由于 Python 语句通常会包含空格或其他特殊 shell 字符,一般建议将 命令 用单引号包裹起来。

有一些 Python 模块也可以当作脚本使用。你可以使用 python -m module [arg] ... 命令调用它们,这类似在命令行中键入完整的路径名执行 模块 源文件一样。

使用脚本文件时,经常会运行脚本然后进入交互模式。这也可以通过在脚本之前加上 -i 参数来实现。

调用解释器时,脚本名和附加参数传入一个名为 sys.argv 的字符串列表。你能够获取这个列表通过执行 import sys ,列表的长度大于等于1;没有给定脚本和参数时,它至少也有一个元素: sys.argv[0] 此时为空字符串。脚本名指定为 '-' (表示标准输入)时, sys.argv[0] 被设定为 '-' ,使用 -c 指令 时, sys.argv[0] 被设定为 '-c' 。使用 -m 模块 参数时, sys.argv[0] 被设定为指定模块的全名。-c 指令 或者 -m 模块 之后的参数不会被 Python 解释器的选项处理机制所截获,而是留在 sys.argv 中,供脚本命令操作。

从 tty 读取命令时,我们称解释器工作于交互模式 。这种模式下它根据主提示符来执行,主提示符通常标识为三个大于号( >>>);继续的部分被称为 从属提示符 ,由三个点标识( ... )。在第一行之前,解释器打印欢迎信息、版本号和授权提示:

输入多行结构时需要从属提示符了,例如,下面这个 if 语句:

关于交互模式更多的内容,请参见 交互模式。

默认情况下,Python 源文件是 UTF-8 编码。在此编码下,全世界大多数语言的字符可以同时用在字符串、标识符和注释中 — 尽管 Python 标准库仅使用 ASCII 字符做为标识符,这只是任何可移植代码应该遵守的约定。如果要正确的显示所有的字符,你的编辑器必须能识别出文件是 UTF-8 编码,并且它使用的字体能支持文件中所有的字符。

你也可以为源文件指定不同的字符编码。为此,在#! 行(首行)后插入至少一行特殊的注释行来定义源文件的编码:

例如,如果你的编辑器不支持 UTF-8 编码的文件,但支持像 Windows-1252 的其他一些编码,你可以定义:

这样就可以在源文件中使用 Windows-1252 字符集中的所有字符了。这个特殊的编码注释必须在文件中的第一或第二行定义。

Footnotes