1.深入理解 Python 虚拟机:列表(list)的实现原理及源码剖析
2.Python C语言API教程(一、用C写一个Python包)
3.CPython源码学习:2、使用GDB调试Python
4.cpython中的PyObject等对象入门
5.用python做的软件必须开源吗?
6.教你阅读 Cpython 的源码(一)
深入理解 Python 虚拟机:列表(list)的实现原理及源码剖析
深入剖析 Python 虚拟机中列表(list)的内部机制和源码实现 Python 中列表作为常用的数据结构,支持多种操作。本文将详细揭示 CPython 虚拟机中列表的构造原理,以及关键函数的源码heimao文件作用源码解析。列表结构
在 CPython 中,PyListObject 的结构如下,包含内存管理、长度以及实际存储数据的数组等字段。列表操作函数源码分析
创建列表:通过预先分配内存空间,下次创建新列表时复用旧空间,提高效率。
append 函数:涉及数组扩容,当列表满时,自动扩展容量。
insert 函数:简单实现,通过移动元素实现插入。
remove 函数:删除元素时,调整后续元素位置。
统计与拷贝
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count 函数统计元素数量,浅拷贝函数 copy 只复制引用,深拷贝需借助 copy 模块的 deepcopy。
清空与反转
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clear 函数释放列表资源,reverse 函数通过交换数组元素指针实现列表反转。
总结
理解列表的实现细节有助于优化 Python 代码,提升程序效率。深入探索这些内部机制,可以更好地编写和维护 Python 代码。Python C语言API教程(一、用C写一个Python包)
Python的C语言API教程(一:实践入门)
Python的C语言API在提升程序性能和实现跨平台适配方面发挥着关键作用。通过官方API,开发者可以直接操作Python解释器的底层,绕过Python的GIL限制,达到加速效果,如cython和codon等工具相比,C语言API更为直接有效。
Python的采集照片app源码C语言API还支持本地化适配,例如PyQT库,它根据操作系统和硬件调整图形界面。在机器学习框架TensorFlow这类需要底层优化和硬件适配的场景中,C语言API更是不可或缺。
理解C语言API有助于深入学习CPython,因为Python的执行实际上就是调用C语言API。Python源码阅读者会发现,熟悉API有助于解析CPython的内部工作原理。
要进行Python的C开发,首先需要配置环境。Windows用户需安装Visual Studio Build Tools,选择Python开发和C++桌面开发工作负荷。Mac/Linux用户则需安装Python开发包(如GCC)和调试工具(如Windows的Visual Studio自带工具或Mac/Linux的GDB)。
接下来,我们将通过实例创建一个简单的Python扩展模块datetimecpy,模拟官方datetime模块。我们从编写Python调用代码开始,然后用C语言实现,包括头文件引入、定义now方法、注册方法、模块定义、以及将模块嵌入到Python解释器中。
通过本章,你将掌握创建C扩展模块的基础步骤。在后续章节,我们将深入讲解PyObject对象及其在C语言API中的应用。
CPython源码学习:2、使用GDB调试Python
在深入探究CPython源码的过程中,首先要编译出Python的Debug版本,以便后续使用gdb进行调试。
安装gcc、g++、cmake等工具后,可参考Python开发者文档(Python Developer’s Guide)了解编译Python Debug版本的方法。
了解GDB的基本用法是进行调试的先决条件。在终端输入特定命令即可启动Python,手机投屏源码并进入监控状态。
在此状态下,GDB会读取Python的符号表,但程序尚未执行。可在main函数设置断点,例如:
通过这种方式,程序会在python.c的第行暂停。断点也可以通过(文件名:行号)的形式设置。
输入特定命令开始执行程序,程序将在设定的断点处暂停。此时,可以使用命令查看代码,或进入tui模式查看。
使用tui模式可以更清晰地看到断点位置,并通过输入tui获取更多使用方法。继续执行程序,Python将进入正常指令模式。
在GDB中,可以使用Python脚本文件进行调试。例如,创建一个名为test.py的Python脚本文件,内容为一个简单的赋值语句。
在GDB中监控Python执行,并给main函数配置输入参数。argc和argv是main函数的参数,与执行python时携带的参数类似。
配置参数后,在main函数中设置断点,并执行至main函数。此时,argc的参数将显示为2。
通过步进,可以观察到Python实际执行的函数是pymain_main。该函数分为两步:初始化系统参数和执行脚本。
继续步进,将到达pymain_run_python。在约行,AIDE音乐解析源码有一个分支判断,表示Python可以从命令行、module、import、文件和stdin执行。
使用test.py文件时,将进入pymain_run_file,并最终到达_PyRun__AnyFileObject函数。Python将从该函数开始解析test.py文件内容。
使用特定指令可以查看当前函数调用情况。从_PyRun__AnyFileObject进入后,Python将开始读取文件内容,并使用语法解析器解析文件,建立语法树,最终执行程序。
后续将继续研究Python语法解析器、语法树、符号表、编译器等内容,并通过GDB调试方式研究其原理,与大家共同交流。
cpython中的PyObject等对象入门
在 Python 中,一切皆对象,对象的定义对理解程序至关重要。下面,我们从 CPython 的源代码中,介绍 CPython 中基本的对象结构。
在 CPython 中,关于对象的定义主要集中在头文件 Include/object.h 中。在文件的前面部分,可以找到整体的介绍。对象在堆上分配,使用特殊的规则来确保它们能够正确地被垃圾回收。对象不能静态分配或在栈上分配,只能通过特定的宏和函数访问。类型对象是例外,标准类型由静态初始化的ffmpeg源码编译 直播类型对象表示,Python 2.2 中的工作使得堆上分配的类型对象成为可能。每个对象都有一个引用计数,当对象的指针被复制或删除时,引用计数会增加或减少。当引用计数达到零时,表示对象不再有任何引用,可以被从堆中移除。每个对象都有一个类型,决定了它代表什么以及包含何种数据类型。对象的类型在创建时固定。类型本身作为对象表示,对象包含指向相应类型对象的指针。类型自身有一个类型指针指向对象代表的类型'类型',该类型包含指向自己的指针!对象在内存中不会漂浮移动,一旦分配,其大小和地址保持不变。需要存储可变大小数据的对象可以包含指向对象可变部分的指针。不同类型的对象不一定具有相同的大小,但分配后大小不能改变。为了使对象的引用可以简单地是一个指针,不允许移动对象或改变对象的大小。对象始终通过 PyObject * 类型的指针访问。 PyObject 是一个只包含引用计数和类型指针的结构。实际分配的对象内存包含其他数据,只能在转换为指向更长结构类型的指针后访问。此更长的类型必须以引用计数和类型字段开始,使用宏 PyObject_HEAD 为这进行(以适应未来的更改)。特定对象类型的实现可以将对象指针转换为正确的类型并返回。
在 CPython 中,最重要的对象是 PyObject,定义在文件 Include/object.h 中。 PyObject_VAR_HEAD 是一个关键的宏,定义在文件 Include/object.h 中。这是一个 PyVarObject,可以简单理解为:
在 Python 中,除了基础的 PyObject 对象之外,还有一些在其基础上扩展的 PyVarObject 对象,因为我们常用的如列表、字典等对象的长度可以随时变化。
每个类型的对象都有一个类型,因此对象的类型数据结构非常重要。它定义在文件 Include/cpython/object.h 中的结构体 _typeobject 中,同时它有一个别名 PyTypeObject,定义如下:
可以看到,结构体 PyTypeObject 相当复杂,下面我们会逐步介绍。
将 PyTypeObject 分为几个部分。
上面的代码中涉及到的第一个关键的宏 PyObject_VAR_HEAD 的定义在文件 Include/object.h 中。这意味着 PyObject_VAR_HEAD 就是一个 PyVarObject,可以简单理解为:
用python做的软件必须开源吗?
软件是否必须开源,取决于其许可证条款。Python语言本身遵循的是一个兼容GPL协议的许可证,而非以GPL协议发布,这意味着个人或组织在使用Python语言开发软件时不需要强制开源。
然而,Python解释器的许可证情况可能会影响代码的开源性。例如,CPython解释器遵循的是GNU Lesser General Public License (LGPL)或GNU General Public License (GPL)中的一个版本,允许在专有软件中使用Python,而不需要公开源代码。PyPy解释器使用的是MIT许可证,允许更广泛的使用场景,包括专有软件。Jython解释器使用许可证与CPython类似。
当讨论到软件许可证时,关键在于理解不同许可证之间的关系与差异。许可证限制范围通常局限于软件本身,而不是使用软件产生的衍生作品。例如,如果在发明了能够读取意念的笔后将其设计图纸开源,并声明遵循GPL许可证,那么该许可证仅应用于笔的设计,而不影响使用者在图纸基础上进行修改后产生的任何衍生作品。
第三方库的许可证同样重要。例如,paramiko库遵循LGPL协议,允许在专有软件中使用而不需开源。然而,如果项目中使用了特定的第三方库,该库的许可证可能要求其用户开源代码,这将直接影响项目开源性。因此,开发者在选择使用第三方库时,必须仔细研究并理解其许可证条款。
总之,Python软件是否必须开源取决于其许可证条款,特别是当涉及到第三方库的使用时,需要仔细研究这些库的许可证以避免违反开源要求。开发者应确保理解并遵守所有相关的许可证规定,以避免法律问题和确保项目的合规性。
教你阅读 Cpython 的源码(一)
目录1. CPython 介绍
在Python使用中,你是否曾好奇字典查找为何比列表遍历快?生成器如何记忆变量状态?Cpython,作为流行版本,其源代码为何选择C和Python编写?Python规范,内存管理,这里一一揭示。 文章将深入探讨Cpython的内部结构,分为五部分:编译过程、解释器进程、编译器和执行循环、对象系统、以及标准库。了解Cpython如何工作,从源代码下载、编译设置,到Python模块和C模块的使用,让你对Python核心概念有更深理解。 2. Python 解释器进程 学习过程包括配置环境、文件读取、词法句法解析,直至抽象语法树。理解这些步骤,有助于你构建和调试Python代码。 3. Cpython 编译与执行 了解编译过程如何将Python代码转换为可执行的中间语言,以及字节码的缓存机制,将帮助你认识Python的编译性质。 4. Cpython 中的对象 从基础类型如布尔和整数,到生成器,深入剖析对象类型及其内存管理,让你掌握Python数据结构的核心。 5. Cpython 标准库 Python模块和C模块的交互,以及如何进行自定义C版本的安装,这些都是Cpython实用性的体现。 6. 源代码深度解析 从源代码的细节中,你会发现编译器的工作原理,以及Python语言规范和tokenizer的重要性,以及内存管理机制,如引用计数和垃圾回收。 通过本文,你将逐步揭开Cpython的神秘面纱,成为Python编程的高手。继续深入学习,提升你的Python技能。 最后:结论 第一部分概述了源代码、编译和Python规范,后续章节将逐步深入,让你在实践中掌握Cpython的核心原理。 更多Python技术,持续关注我们的公众号:python学习开发。python是如何执行的?
理解Python执行,首先需要了解编译型语言的执行过程。以C语言为例,C代码最终会被转换成机器码,由计算机执行。
在Python中,代码会被编译成Python虚拟机可以理解的字节码,然后由Python虚拟机逐条执行字节码。CPython是Python的官方实现,它包含编译部分、虚拟机执行部分、命令行交互式环境、内置模块实现、包安装API等。
Python并非解释型或编译型语言,而是解释型语言。Python代码被编译成字节码,而不是直接生成机器码。字节码由CPython运行,类似于虚拟机。CPython包含了一个用于将Python指令变为字节码指令的编译器、执行字节码的虚拟机,以及命令行交互式解释环境。
Python的编译器将Python代码转换为字节码,通过生成PyCodeObject对象来保存函数调用。每个代码对象包含虚拟机执行的字节码和其他函数信息。使用dis模块的dis方法可以查看一个函数的字节码对应的指令。具体编译过程见Python官方指南。
Python的虚拟机是一个栈机器,字节码解释器通过模拟物理计算机操作多个栈来完成指令。在CPython源码的ceval.c中有一个巨大的switch语句,对应着每一个字节码指令。frame用于保存代码信息和上下文信息,每个函数调用都有一个对应的frame。数据栈/评估栈/值栈是执行指令时的栈。
.pyc文件是Python的缓存信息,用于加速模块加载。.pyc文件包含魔法数字、时间戳和使用marshaled模块序列化的字节码。当导入模块时,Python会检查是否有缓存文件并检查是否过期。如果没有过期,可以绕过编译阶段。最新版本的Python在加载模块时进行了一定流程的判断。
关于Python执行过程的了解,参考了大量资料。虽然无法阅读最新的CPython源码,但仍从各种资料中拼凑出对于Python执行过程的理解。推荐的资料包括官方Python Developer's Guide的CPython内部介绍、CPython源码指南、 Lines or Less A Python Interpreter Written in Python、B站码农高天的深入和清晰的中文讲解。
Python解释器详解
Python解释器是用于执行Python代码的软件程序,它将Python代码转换为计算机可执行指令,支持交互式和脚本执行方式。CPython是广泛使用的官方解释器,用C语言实现,是Python语言的参考实现。
启动Python解释器在命令行中输入"python"命令,执行后可直接输入Python代码并实时执行,这种交互模式称为REPL。Python脚本则通过指定路径在命令行中运行。
Python解释器提供多种选项自定义执行行为,如-c选项执行命令行中的单行代码,-m选项用于执行模块,包括内置模块、第三方模块和包内的模块。
默认源码文件编码为UTF-8,若需使用其他编码,需在文件第一行以特殊注释声明,例如使用Windows-编码的源码文件应以相应注释形式声明。