python程序如何工作

Python016

python程序如何工作,第1张

随着人工智能时代的来临,python成为了人们学习编程的首先语言。那么,python程序怎么运行的?我们下面来介绍下。

python程序执行原理

我们都知道,使用C,C++之类的编译性语言编写的程序,是需要从源文件转换成计算机使用的机器语言,经过链接器链接之后形成了二进制可执行文件。运行该程序的时候,就可以二进制程序从硬盘载入到内存中并运行。

相关推荐:《Python教程》

但是对于Python而言,Python源码不需要编译成二进制代码,它可以直接从源代码运行程序。Python解释器将源代码转换为字节码,然后把编译好的字节码转发到Python虚拟机(PVM)中进行执行。当我们运行Python程序的时候,Python解释器会执行两个步骤。

(1) 把源代码编译成字节码。编译后的字节码是特定于Python的一种表现形式,它不是二进制的机器码,需要进一步编译才能被机器执行,这也是Python代码无法运行的像C,C++一样快的原因。如果Python进程在机器上拥有写入权限,那么它将把程序的字节码保存为一个以.pyc为扩展名的文件,如果Python无法在机器上写入字节码,那么宇节码将会在内存中生成并在程序结束时自动丢弃。在构建程序的时候最好给Python赋上在计算机上写的权限,这样只要源代码没有改变,生成的.pyc文件可以重复利用,提高执行效率。

(2) 把编译好的字节码转发到Python虚拟机(PVM)中进行执行。PVM是Python Virtual Machine的简称,它是Python的运行引擎,是Python系统的一部分,它是迭代运行字节码指令的一个大循环,一个接一个地完成操作。

并发:逻辑上具备同时处理多个任务的能力。

并行:物理上在同一时刻执行多个并发任务。

举例:开个QQ,开了一个进程,开了微信,开了一个进程。在QQ这个进程里面,传输文字开一个线程、传输语音开了一个线程、弹出对话框又开了一个线程。

总结:开一个软件,相当于开了一个进程。在这个软件运行的过程里,多个工作同时运转,完成了QQ的运行,那么这个多个工作分别有多个线程。

线程和进程之间的区别:

进程在python中的使用,对模块threading进行操作,调用的这个三方库。可以通过 help(threading) 了解其中的方法、变量使用情况。也可以使用 dir(threading) 查看目录结构。

current_thread_num = threading.active_count() # 返回正在运行的线程数量

run_thread_len = len(threading.enumerate()) # 返回正在运行的线程数量

run_thread_list = threading.enumerate() # 返回当前运行线程的列表

t1=threading.Thread(target=dance) #创建两个子线程,参数传递为函数名

t1.setDaemon(True) # 设置守护进程,守护进程:主线程结束时自动退出子线程。

t1.start() # 启动子线程

t1.join() # 等待进程结束 exit()`# 主线程退出,t1子线程设置了守护进程,会自动退出。其他子线程会继续执行。

编程语言主要分为编译型和解释型,静态语言和动态语言,强类型和弱类型,混合语言等。

编译型语言:通过编译器把源代码编译(compile)成机器语言,在经过链接(linker)将源代码中所使用的库串联起来生成可执行二进制文件,这样运行时    计算机可以直接以机器语言来运行程序。优点:运行效率高。缺点:编译之后如果需要修改代码需要重新编译整个模块。编译的时候根据对应的运行环境生成机器码,不同的操作系统之间移植就会有问题,需要根据运行的操作系统环境编译不同的可执行文件,代表语言:C,C++,object-C等。

解释型语言:不需要编译,只在程序运行时才逐条翻译成机器语言。优点:跨平台支持比较好,缺点:程序运行效率会比较慢。如:python,php,Perl等。

动态语言:动态类型语言,是指数据类型,结构(如对象,函数)的检查是在运行时做的。用动态类型语言编程时,不用给变量指定数据类型,该语言会在你第一次赋值给变量时,在内部记录数据类型,结构。在运行代码时可以根据某些条件改变变量的数据类型,结构。也就是说在运行时代码 可以根据某些条件改变自身结构,数据类型。代表语言:python,PHP,C#等。

静态语言:静态类型语言,是指数据类型,结构的检查是在运行前(如编译阶段)做的,运行时结构不可变。代表语言:C,C++等。

强类型语言:如果某个变量的数据类型不经过强制转换,该变量类型是不会改变的。

弱类型语言:变量可以根据赋值类型调整自身的数据类型。

混合型语言:既然编译型和解释型各有缺点就会有人想到把两种类型整合起来,取其精华去其糟粕。就出现了半编译型语言。比如C#,C#在编译的时候不是直接编译成机器码而是中间码,.NET平台提供了中间语言运行库运行中间码,中间语言运行库类似于Java虚拟机。.net在编译成IL代码后,保存在dll中,首次运行时由JIT在编译成机器码缓存在内存中,下次直接执行。Java先生成字节码再在Java虚拟机中解释执行。严格来说混合型语言属于解释型语言。C#更接近编译型语言。

由此可知python语言是一门解释,动态,弱类型语言。

相关推荐:《Python视频教程》

python语言的优点:

1、python的定位是“优雅”、“明确”、“简单”,所以python程序看上去总是简单易懂,对于初学者容易入门。

2、开发效率高,python有非常强大的第三方库,基本上你想通过计算机实现任何功能,python官方库里都有相应的模块进行支持,直接下载调用后,在基础库的基础上进行开发,大大降低开发周期,避免重复造轮子。

3、高级语言,当使用python语言编写程序时,无需考虑如何管理内存等底层细节。

4、可移植性,由于它开源的本质,python已经被移植在许多平台上,如果你小心的避免使用依赖于系统特性,那么你的所有python程序无需修改就几乎可以在市场上所有的系统平台运行。

5、可扩展性,如果你需要你的一段关键代码运行得更快或者希望某些算法不公开,可以把部份程序用C或C++编写库,然后用python调用。

6、可嵌入式,可以把python嵌入到C/C++程序,从而向你的程序用户提供脚本功能。

python语言的缺点:

1、速度慢,由于是解释型所以运行速度相比编译型语言要慢,跟Java相比也要慢一些。

2、代码不能加密,因为python是解释型语言,它的源码都是以明文形式存放的,所以如果项目要求源代码必须保密或者加密,那一开始就不应该考虑用python来实现。

3、强制缩进,单行语句不用写分号对于习惯了C/C++用户可能不是太习惯。

4、Python2与 Python3不兼容,因为Python没有向后兼容,给所有的Python工程师带来了烦恼。