《Python完全自学教程》免费在线连载2.1.3

2022-04-01 09:55:01 浏览数 (1)

本文系《Python完全自学教程》第2章2.1.3节，更多内容，请访问 http://www.itdiffer.com/self-learning.html

2.1.3 解释器

经过第1章的1.2节和1.3节的自学，已经知道计算机能“认识”的是机器语言，2.1.2节所编写的 hello.py 程序，是用高级语言编写而成，计算机不能直接“认识”，为此要经过“翻译”过程。对于 Python 程序而言，用于“翻译”的叫做 Python 解释器（ Interpreter ）。目前常见的 Python 解释器包括：CPython、JPython、IPython、PyPy、IronPython 五个版本。当读者已经在本地计算机安装好 Python 之后（参阅第1章1.7节），就已经将其中最常用的一个解释器 CPython 安装好了。CPython 是使用 C语言开发的 Python 解释器，也是标准的 Python 解释器，是使用最广泛的 Python 解释器。

一般的解释器执行程序的方法有三种：

  1. 直接执行程序；
  2. 将高级语言编写的程序转化为字节码（ Bytecode ），并执行字节码；
  3. 用解释器包含的编译器对程序进行编译，并执行编译后的程序。

Python 语言的解释器采用的是第2种方法，如2.1.2节中所编写的 hello.py 文件，不论通过 IDE 还是在命令行中执行 python hello.py ，Python 解释器都会将源代码转化为字节码，生成扩展名为.pyc的文件，此即为字节码文件，然后解释器执行字节码。

但是，如果按照图2-1-11的方式执行了该 Python 程序之后，并没有在当前目录中看到 .pyc 类型的字节码文件。这是因为用 python hello.py 的方式运行此程序，.pyc 文件运行之后并没有保存在硬盘中。需要换一种执行程序的方式。

代码语言：javascript复制
qiwsir@qiwsirs-MBP codes % ls
hello.py

当前目录下只有一个 Python 文件 hello.py ，再执行：

代码语言：javascript复制
qiwsir@qiwsirs-MBP codes % python -m py_compile hello.py

此指令的作用就是要生成 hello.py 对应的 .pyc 文件，并要保存到硬盘中。

代码语言：javascript复制
qiwsir@qiwsirs-MBP codes % ls
__pycache__ hello.py

比前面的操作多了一个目录__pycache__，进入到此目录中。

代码语言：javascript复制
qiwsir@qiwsirs-MBP codes % cd __pycache__
qiwsir@qiwsirs-MBP __pycache__ % ls
hello.cpython-39.pyc

这里有一个 hello.cpython-39.pyc 文件，就是前面所说的由 Python 解释器生成的字节码文件。

代码语言：javascript复制
qiwsir@qiwsirs-MBP __pycache__ % python hello.cpython-39.pyc
Hello World

再执行这个字节码文件，打印出了“ Hello World ”字样，与图2-1-11的运行效果相同。

下面做一个有意思的探索。如果将 hello.py 中增加一行，其完整代码是：

代码语言：javascript复制
print("Hello World")
print("Life is short. You need Python.")

保存文件后，如果执行python hello.py，会打印出什么？先猜，后操作，看结果：

代码语言：javascript复制
qiwsir@qiwsirs-MacBook-Pro codes % python hello.py
Hello World
Life is short. You need Python.

果然不出所料。

再执行那个.pyc文件，会是什么结果？

代码语言：javascript复制
qiwsir@qiwsirs-MBP __pycache__ % python hello.cpython-39.pyc
Hello World

还是老样子。为什么？

虽然刚才修改了 hello.py 文件，在执行 python hello.py 的时候，肯定会生成新的 .pyc 文件，但是该文件并没有保存在硬盘中，现在所看到的 hello.cpython-39.pyc 还是未修改 hello.py 时生成的，故执行结果仍同以往。

再走一遍前面的流程，生成新的 .pyc 文件并保存，就会看到期望的结果了。

代码语言：javascript复制
qiwsir@qiwsirs-MBP codes % python -m py_compile hello.py
qiwsir@qiwsirs-MBP codes % cd __pycache__
qiwsir@qiwsirs-MBP __pycache__ % ls
hello.cpython-39.pyc
qiwsir@qiwsirs-MBP __pycache__ % python hello.cpython-39.pyc
Hello World
Life is short. You need Python.

Python 解释器执行字节码文件的速度要快于执行源代码文件，因此有的时候会发布 .pyc 文件——当然，如果源代码修改了，还需要重新发布。例如将 hello.cpython-39.pyc 文件移动到上一级目录，并更名为fasthello.pyc。

代码语言：javascript复制
qiwsir@qiwsirs-MBP __pycache__ % mv ./hello.cpython-39.pyc ../fasthello.pyc
qiwsir@qiwsirs-MBP __pycache__ % cd ..
qiwsir@qiwsirs-MBP codes % ls
__pycache__ fasthello.pyc hello.py

然后执行它：

代码语言：javascript复制
qiwsir@qiwsirs-MBP codes % python fasthello.pyc
Hello World
Life is short. You need Python.

觉察到 python fasthello.pyc 的运行速度快于执行 python hello.py 了吗？如果能觉察到，就不用阅读本书了——你就是超人。

★自学建议 “循环上升”是一种比较好的学习方法，即开始接触该知识的时候，从浅显的入手，随着能力和知识的积累，再对同样的内容深入学习。这种学习方法在中小学教育中体现得非常明显，比如初中物理中讲到“力”的概念，往往比较直观、简单；到高中物理再讲到“力”时，引入了初等数学的方法来解决部分问题；在大学物理中，对“力”的认知就更复杂了，比如

pmb{F}=-pmb{U} = -left(frac{partial U}{partial x}pmb{e}_x frac{partial U}{partial y}pmb{e}_y frac{partial U}{partial z}pmb{e}_zright)

，用标量场

U

的负梯度表示保守力。 本书第1章1.3节以及本节所介绍的关于高级语言的“编译”、“解释”等知识，并非严谨且全面，读者在这里接触到的仅仅是一个最基本的认识。在此基础上，如果读者学有余力，可以借助其他学习资料或者网络，对与此有关的知识进行系统化整理，并形成专题的学习笔记或者综述。”

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