ue5python原理

Python014

ue5python原理,第1张

Python先把代码(.py文件)编译成字节码,交给字节码虚拟机,然后解释器一条一条执行字节码指令,从而完成程序的执行。

1.1python先把代码(.py文件)编译成字节码,交给字节码虚拟机,然后解释器会从编译得到的PyCodeObject对象中一条一条执行字节码指令,

并在当前的上下文环境中执行这条字节码指令,从而完成程序的执行。Python解释器实际上是在模拟操作中执行文件的过程。PyCodeObject对象

中包含了字节码指令以及程序的所有静态信息,但没有包含程序运行时的动态信息——执行环境(PyFrameObject)

2. 字节码

字节码在python解释器程序里对应的是PyCodeObject对象

.pyc文件是字节码在磁盘上的表现形式

2.1从整体上看:OS中执行程序离不开两个概念:进程和线程。python中模拟了这两个概念,模拟进程和线程的分别是PyInterpreterState和

PyTreadState。即:每个PyThreadState都对应着一个帧栈,python解释器在多个线程上切换。当python解释器开始执行时,它会先进行一

些初始化操作,最后进入PyEval_EvalFramEx函数,它的作用是不断读取编译好的字节码,并一条一条执行,类似CPU执行指令的过程。函数内部

主要是一个switch结构,根据字节码的不同执行不同的代码。

3. .pyc文件

PyCodeObject对象的创建时机是模块加载的时候,及import

Python test.py会对test.py进行编译成字节码并解释执行,但是不会生成test.pyc

如果test.py加载了其他模块,如import urlib2, Python会对urlib2.py进行编译成字节码,生成urlib2.pyc,然后对字节码进行解释

如果想生成test.pyc,我们可以使用Python内置模块py_compile来编译。

加载模块时,如果同时存在.py和pyc,Python会尝试使用.pyc,如果.pyc的编译时间早于.py的修改时间,则重新编译.py并更新.pyc。

4. PyCodeObject

Python代码的编译结果就是PyCodeObject对象

typedef struct {

PyObject_HEAD

int co_argcount/* 位置参数个数 */

int co_nlocals/* 局部变量个数 */

int co_stacksize/* 栈大小 */

int co_flags

PyObject *co_code/* 字节码指令序列 */

PyObject *co_consts/* 所有常量集合 */

PyObject *co_names/* 所有符号名称集合 */

PyObject *co_varnames/* 局部变量名称集合 */

PyObject *co_freevars/* 闭包用的的变量名集合 */

PyObject *co_cellvars/* 内部嵌套函数引用的变量名集合 */

/* The rest doesn’t count for hash/cmp */

PyObject *co_filename/* 代码所在文件名 */

PyObject *co_name/* 模块名|函数名|类名 */

int co_firstlineno/* 代码块在文件中的起始行号 */

PyObject *co_lnotab/* 字节码指令和行号的对应关系 */

void *co_zombieframe/* for optimization only (see frameobject.c) */

} PyCodeObject

5. .pyc文件格式

加载模块时,模块对应的PyCodeObject对象被写入.pyc文件

6.分析字节码

6.1解析PyCodeObject

Python提供了内置函数compile可以编译python代码和查看PyCodeObject对象

6.2指令序列co_code的格式

opcode oparg opcode opcode oparg …

1 byte 2 bytes 1 byte 1 byte 2 bytes

Python内置的dis模块可以解析co_code

7. 执行字节码

Python解释器的原理就是模拟可执行程序再X86机器上的运行,X86的运行时栈帧如下图

Python解释器的原理就是模拟上述行为。当发生函数调用时,创建新的栈帧,对应Python的实现就是PyFrameObject对象。

PyFrameObject对象创建程序运行时的动态信息,即执行环境

7.1 PyFrameObject

typedef struct _frame{

PyObject_VAR_HEAD //"运行时栈"的大小是不确定的

struct _frame *f_back//执行环境链上的前一个frame,很多个PyFrameObject连接起来形成执行环境链表

PyCodeObject *f_code//PyCodeObject 对象,这个frame就是这个PyCodeObject对象的上下文环境

PyObject *f_builtins//builtin名字空间

PyObject *f_globals//global名字空间

PyObject *f_locals//local名字空间

PyObject **f_valuestack//"运行时栈"的栈底位置

PyObject **f_stacktop//"运行时栈"的栈顶位置

//...

int f_lasti//上一条字节码指令在f_code中的偏移位置

int f_lineno//当前字节码对应的源代码行

//...

//动态内存,维护(局部变量+cell对象集合+free对象集合+运行时栈)所需要的空间

PyObject *f_localsplus[1]

} PyFrameObject

每一个 PyFrameObject对象都维护了一个 PyCodeObject对象,这表明每一个 PyFrameObject中的动态内存空间对象都和源代码中的一段Code相对应。

使用pycharm添加新Python解释器的方法如下:

工具/原料:华硕Z92J、Windows10、Pycharm11.0。

1、打开电脑后,点击进入pycharm,如下图所示。

2、然后,在pycharm主界面点击上方工具栏的file,如下。

3、在弹出界面找到setting,也就是设置选项,点击进入即可。

4、然后,在pycharm的设置界面,我们可以找到Python解释器选项,点击进入即可。

5、然后,在右侧点击设置图标后,开始添加Python解释器。

6、在如下界面,点击下方的文件选择图标后,选中电脑中的Python.exe文件即可。

在命令行上启动解释器,你马上就可以开始编写Python代码。在Unix,DOS或其他提供命令行解释器或shell窗口的系统中,都可以这么做。学习Python的最好方法就是在交互式解释器中练习。在你需要体验Python的一些特性时,交互式解释器也非常有用。Unix衍生系统(Linux, MacoS X, Solaris, FreeBSD等)要访问Python,除非你已经将Python所在路径添加到系统搜索路径之中,否则就必须输入Python的完整路径名才可以启动Python。Python一般安装在/usr/bin或/usr/local/bin子目录中。我们建议读者把Python (python执行文件,或Jython执行文件一一如果你想使用Java版的解释器的话)添加到你的系统搜索路径之中,这样你只需要输入解释器的名字就可以启动Python解释器了,而不必每次都输入完整路径。

要将Python添加到搜索路径中,只需要检查你的登录启动脚本,找到以set path或PATH=指令开始,后面跟着一串目录的那行,然后添加解释器的完整路径。所有事情都做完之后,更新一下 shell路径变量。现在在Unix提示符(根据shell的不同可能是%或S)处键入python(或jython)就可以启动解释器了,如下所示。$ python

Python启动成功之后,你会看到解释器启动信息,表明Python的版本号及平台信息,最后显示解释器提示符“>>>”等待你输入Python命令。