cpython教程_cpython

　　Python是一种跨平台的脚本语言，语言自身简洁、优雅、可扩展。有活跃的开源社区加持，提供了丰富的扩展库，如NumPy(快速数组处理)、SciPy(数值运算)和matplotlib(绘图功能)等很多第三方库，Python已经广泛应用在Web开发、云计算、数据分析、人工智能和科学计算等领域。Python还可以作为脚本解释器嵌入其它程序，特别是C/C++程序。

　　只要实现了Python语言规范，就能够称为能够解释执行Python代码的解释器。CPython就是使用C语言实现的Python解释器，当然还有其它实现版本，如Jython(Java实现)、PyPy(Python实现)、IronPython(基于.NET的实现)。

　　阅读和分析Python解释器源码，对日常应用开发不会带来直接作用，也很少有机会去修改Python解释器的功能。但通过分析和理解解释器的实现源码，能够避免应用开发过程中的各种”坑”，尽可能地优化程序性能，甚至有机会可以扩展Python解释器的功能。探究事物的本质是人的天性，特别是爱思考的程序员。

　　将原始的Python解释器(CPython)作为分析对象，可以直接从源码开始，由于工作中使用的2.7版本，所以讲解基于2.7.18版本。关于Python解释器源码分析的文章和书籍有不少，这里记录下来主要是出于梳理知识结构和便于记忆目的。

　　Python解释器源码下载：https://www.python.org/downloads/source/

　　可能碰到的编译问题解决办法：https://www.cnblogs.com/flhang/p/10591639.html

　　下图是CPython解释器源码目录结构：

  　　注：pythoncore是CPython解释器源码工程，python只是依赖于pythoncore的可执行console程序的工程。

　　CPython解释器主要包括三部分：

　　　　运行时环境：Objects目录、Python目录

　　　　　　为解析模块提供运行环境，提供对象/类型系统、内存分配器给解释执行模块使用，以及维护运行时状态。

　　　　　　对象/类型系统(Object/Type Structures)，是实例对象体系和类型对象体系的综合体，提供内建类型/对象、自定义类型/对象的数据结构定义和操作。当前可以记住：”Python中的一切皆对象，包括内建/自定义类型变量、类型本身”。

　　　　　　内存分配器(Memory Allocator)，负责创建对象时内存申请(C malloc接口封装)、对象池等功能。

　　　　　　运行时状态，维护了解释器在执行字节码时不同的状态，以及状态之间的切换，一个巨大而复杂的有穷状态机。

　　　　解释执行模块：Parser目录、Python目录

　　　　　　Python源码 -> Scanner -> Parser -> Compiler -> Code Evaluator

　　　　　　这个模块完成了从源码的词法分析(Scanner)，切分token并检查词法是否正确，得到单词流；语法分析(Parser)，基于单词流分析语句语法是否正确，建立抽象语法树(ASL，Abstract Syntax Tree)；编译(Compiler)得到字节码(byte code)；执行字节码(Code Evaluator)，得到源码执行的结果，Code Evaluator也称为虚拟机。

　　　　内置模块：Modules目录

　　　　　　提供大量的C库，比如cStringIO、MD5、SHA256、math等，C库能够保证执行效率。

　　　　　　Python语言还可以使用内置的Python语言编写的库，如io、os、re、sqlite3等，它们在CPython源码的Lib目录。

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