解释运行程序

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  • py 文件的程序是依照程序

    • 一行行挨排解释执行的
    • 咱们能够 python3 -m pdb hello.py 来对程序调试
    • 调试的目标是去除 bug
    • 别胆怯 bug
    • bug 会有提醒
    • 咱们也就晓得如何 debug 调试

  • 程序执行

    • 程序在文本中从上到下是一行行写的
    • 调试的时候也是从头到尾一行行执行的
    • 然而执行的时候是如何把代码一行行解释执行的呢？

  • 说到底 python3 到底是个啥呢？

    • python3 又是怎么解释 hello.py 的？
    • 这两这节课相当简单
    • 如果感觉太过简单
    • 能够间接跳过
    • 不影响前面的了解
  • 咱们先要看看python3对Guido.py做了些什么？？？

tokenize

  • 首先把字符分组成词
  • 词法剖析(lexical analysis)中

  • 把原来的字符流

  • 变成了词的流

    • token(令牌)流

  • 词法剖析之后输入的是一个token流

  • 什么是token流呢？

    • 首先要晓得什么是token

token

  • token

    • 令牌

  • 今人说听我号令

    • 号指的是号角

    • 令指的是令牌

      • 急急如律令
      • 令行禁止
  • 怎么把源文件变成一个token流呢？

python3模块

  • 这个货色是python3的一个模块

  • 具体怎么运行呢？

token流

  • 咱们尝试运行

    • python3 -m tokenize guido.py
    • 对guido.py进行词法剖析
  • 剖析进去的词(token)流长什么样子呢？

  • 这个词怎么了解呢？

token流

  • 第0行设置了编码格局

  • 第1行[0,5)字符是第1行第1个token

    • print
    • print是一个Name(名字)

  • 第1行[5,6)字符是第1行第2个token

    • (
    • (是一个Operator(操作符)

  • 第1行[6,30)字符是第1行第3个token

    • "1982------Guido in cwi"
    • 这是一个String(字符串)

  • 第1行[30,31)字符是第1行第4个token

    • )
    • )是一个Operator(操作符)

  • 第1行[31,32)字符是第1行第5个token

    • \n
    • \n是一个NewLine(换行符)
    • 换行符意味着第一行完结
  • 第2行...

  • 词剖析进去之后呢？

组词

  • 词剖析进去就是怎么组词的问题

    • 哪些词和哪些词先组合
    • 哪些词和哪些词后组合

  • 生成一棵形象语法树

    • AST(Abstract Syntax Tree)

  • 具体怎么生成这棵ast树呢？

引入ast模块

  • 具体怎么做呢？

流程

  • 先把这个ast模块导入(import)进来
  • 而后读取guido.py并送到s
  • 而后对于s进行语法分析(parse)

  • 不过这乌七八糟堆一起怎么了解呢？

缩进换行

  • 把剖析的后果进行dump(转储)

  • 目前lanqiao.cn下面的python是3.8
  • 这个换行须要在3.9以上实现
  • 只能在本地演示一下

缩进演示

  • 这个就是把词组成语法树的样子
  • 然而语法树还不能间接执行
  • 什么能力间接执行呢？

翻译成字节码

  • 字节码(指令)能力真正执行
  • 怎么把ast转化为字节码(指令)呢？
  • 须要编译

  • 从一种语言到另一种语言

    • 从py文件
    • 到字节码(指令)

  • 我能够看看这个编译过程么？

compile

  • 这个货色齐全是乱码
  • 我看不懂啊？
  • vi关上这个这个pyc文件

二进制状态

  • :set wrap设置换行

  • 能够看到他的二进制状态么？

二进制

  • :%!xxd

    • 把文件转化为二进制

  • 切实是看不懂啊
  • 能把这个字节码(指令)变成咱们人能看懂的么？

反编译

  • disassembler这个词由两局部组成

    • dis (反着来的)
    • assembler (汇编语言)

  • 整体就是

    • 把py源文件编译成的字节码(指令)
    • 反编译(disassembler)成这些字节码对应的助记符(指令的含意)

  • 这能够用么？
  • 去试试！

反编译(dis)

  • python3 -m dis guido.py

  • 咱们能够看见

    • 后面是行号

    • 每行对应4条指令

      • LOAD_NAME 装载函数名
      • LOAD_CONST 装载参数
      • CALL_FUNCTION 调用函数
      • POP_TOP 弹栈返回
    • 每条指令对应一个字节码
  • 那具体这个LOAD_NAME是什么意思呢？

指令

  • 指令对应着一个字节码状态

  • 然而LOAD_NAME这条指令
  • 具体对应什么二进制字节状态呢？

二进制状态

  • 咱们找找程序中的4条指令对应的字节状态

4条指令

指令助记符指令含意十进制状态十六进制状态
LOAD_NAME装载函数名称1010x65
LOAD_CONST装载参数1000x64
CALL_FUNCTION调用函数1420x8e
POP_TOP弹栈返回10x01
  • 能够找到源代码的对应关系么？

  • 如同找到了
  • 然而0x83 对应的是 GET_AWAITABLE
  • 显然00 83是从表中的0号地位获得字符串变量
  • 01 83是从表中的1号地位取字符串
  • 以此类推，直到05 83

  • 那这些代码到底是什么指令集的呢？

    • 龙芯
    • intel
    • 还是arm呢？

虚拟机的虚构cpu

  • 这些字节码(bytecode)对应的是python虚拟机下面虚构cpu的指令集

  • 怎么还有虚拟机
  • 虚构cpu呢？
  • 咱们先把这节课总结一下

总结

  • 咱们把python源文件

    • 词法剖析 失去 词流(token stream)
    • 语法分析 失去 形象语法树(Abstract Syntax Tree)
    • 编译 失去 字节码 (bytecode)
    • 反编译 失去 指令文件

  • 不过这个指令文件是基于虚拟机的虚构cpu的指令集
  • 怎么这么虚呢？
  • 咱们下次再说

本文章来自于《oeasy教您玩转python》(https://www.lanqiao.cn/course...)中第6个试验。