logo

Kaj je CPython?

Uvod

Python, prilagodljiv in splošno uporabljan programski jezik, ponuja številne izvedbe, ki poganjajo njegovo izvajanje. Med temi ostaja CPython najbolj opazna in široko uporabljena izvedba. Kot privzeti tolmač za Python prevzame CPython ključno vlogo pri izvajanju kode Python in zagotavljanju zmogljivosti jezika. V tem članku se bomo poglobljeno poglobili v CPython, razumeli njegovo arhitekturo, prednosti in učinek na ekosistem Python.

Razumevanje CPythona

CPython je izvedba programskega jezika Python, ki je napisan v programskem jeziku C. Izpolnjuje se kot referenčna izvedba in povzema način razmišljanja o jeziku Python, kot ga označuje Python Software Establishment. CPython je sprejeti standardni tolmač in je velikokrat tisto, na kar inženirji namigujejo, ko govorijo o izvajanju Pythona.

Arhitektura CPython

Arhitektura CPython se vrti okoli dinamičnega procesa prevajanja in izvajanja. Na točki, ko se izvaja skript Python, se zgodijo spremljajoči napredki

Izvorna koda: Izvorna koda Python je zapisana v zapisih .py, ki vsebujejo človeku skladne smernice.

deterministični končni avtomati

Leksiranje in razčlenjevanje: Tolmač CPython razčleni izvorno kodo z uporabo modula razčlenjevalnika Python. Ta interakcija vključuje razčlenitev kode v njene osrednje dele in izdelavo organiziranega portreta, imenovanega drevo razčlenjevanja.

Drevo abstraktne sintakse (AST): Drevo razčlenjevanja je dodatno spremenjeno v drevo abstraktne sintakse (AST), bolj usklajen prikaz, ki ujame semantiko kode.

Kompilacija bajtne kode: AST je urejen v bajtno kodo z uporabo modula prevajalnika Python. Bajtna koda je nizkonivojski prikaz kode, ki je razumnejši za razumevanje s strani tolmača CPython.

Izvedba: Bajtno kodo izvede tolmač CPython. Tolmač preuči vsako navodilo bajtne kode in odigra povezane naloge, kar ustvari idealen rezultat.

Prednosti CPython

Pomen CPythona je v njegovih različnih prednostih:

  1. CPython ponuja lahko razumljivo in intuitivno okolje, ki je odlično za začetnike, ki se učijo Python. Njegova inteligentna lupina omogoča oblikovalcem, da postopno preizkušajo in testirajo ostanke kode.
  2. Večina zunanjih knjižnic in modulov tretjih oseb je ustvarjenih in naprednih za uporabo s CPython, kar zagotavlja podobnost in izvedbo. Ta daljnosežni ekosistem omogoča inženirjem izdelavo velikega števila uporab.
  3. CPython se izpolni kot referenčna izvedba, kar zagotavlja, da imajo vsi inženirji Pythona tipičen vzorec za delo. Ta normalizacija pospešuje doslednost in preprečuje prekinitve znotraj skupnosti Python.
  4. CPython brezhibno vključuje kodo C in Python, kar inženirjem omogoča razširitev Pythona s knjižnicami C za izvajanje osnovnih nalog. Ta zmožnost omogoča inženirjem, da uporabljajo obstoječe knjižnice C in nadgradijo svoje aplikacije Python.
  5. Podpora skupnosti Daleč večina sredstev skupnosti Python, učnih vaj in dokumentacije je narejenih po meri za odjemalce CPython. To široko podporno omrežje omogoča inženirjem preprostejše učenje, raziskovanje in združevanje.

Primeri CPython

Kaj pa če bi pogledali nekatere primere, ki prikazujejo pomen CPython v programiranju Python:

Primer 1: Standardna knjižnica

Integracija CPython s standardno knjižnico Python zagotavlja razvijalcem dostop do velikega števila osnovnih modulov in zmogljivosti. Na primer, ko uporabljate numerični modul za izvajanje numeričnih operacij, uporabljate dosledno integracijo CPython s kodo C, ki pomaga pri izvajanju.

Koda

 # To find the square root of a number import math result = math.sqrt(25) print(result) 

Izhod:

 5.0 

2. primer: razširitev Pythona s C

CPython omogoča razvijalcem, da razširijo uporabnost Pythona z uporabo knjižnic C. To omogoča združevanje elitne izvedbene kode v aplikacije Python. Tukaj je preprost primer uporabe knjižnice ctypes za interakcijo s knjižnico C:

Koda

 # importing libraries import ctypes # Loading the C library c_library = ctypes.CDLL(' myclibrary.so ') # Calling the C function c_library.my_c_function() 

Primer 3: Povezovanje s knjižnicami tretjih oseb

Podobnost CPythona s knjižnicami tretjih oseb je temelj njegovega ekosistema. Razvijalci lahko dosledno usklajujejo specifično uporabnost v svojih podvigih z uvedbo in vključitvijo zunanjih paketov. Tu je primer uporabe slavne knjižnice natečajov za izvajanje zahtev HTTP:

Koda

 # import requests module import requests # loading website response = requests.get(' https://www.javatpoint.com ') print(response.status_code) 

Izhod:

javac ni prepoznan
 200 

Primer 4: Uporaba zavez Skupnosti

Skupnost Python učinkovito prispeva k napredku CPython s podrobnostmi o napakah, predlaganjem izboljšav in pošiljanjem popravkov. Ta kooperativni napor zagotavlja, da CPython ostane močan, varen in sodoben. Primer tega sodelovanja je proces Python's Enthusiasm (Python Upgrade Proposition), kjer razvijalci predlagajo in preučujejo spremembe jezika, ekosistema in standardne knjižnice.

Primer 5: Optimizacija izvajanja

Arhitektura CPython, ki vključuje prevajanje in izvajanje bajtne kode, prevzame vlogo v predstavitvi Pythona. Kljub temu, da je Python znan po tem, da je počasnejši v primerjavi z narečji nižje ravni, lahko razvijalci nadgradijo izvajanje občutljivih delov svoje kode z uporabo strategij, kot je uporaba vdelanih zmogljivosti in pomanjkanja razumevanja.

Koda

 # Using list comprehension for performance squares = [ x * x for x in range(1, 11) ] print(squares) 

Izhod:

 [ 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100 ] 

Ti primeri poudarjajo prave aplikacije CPython in prikazujejo njegov učinek na različne dele napredka Pythona. Ko raziskujete ekosistem Python, boste naleteli na več primerov, ko je vloga CPythona nujna pri krepitvi uporabnosti in prilagodljivosti jezika.

Vloga CPython v ekosistemu

Zaradi širokega sprejema CPython je temelj ekosistema Python. Zaradi njegove privzete prisotnosti v večini ogrodij in podobnosti z različnimi svežnji je tolmač za nekatere inženirje. Ne glede na to je pomembno upoštevati, da čeprav je CPython najbolj očitna izvedba, različne izvedbe, kot so Jython, IronPython in PyPy, prispevajo k ekstravaganci ekosistema Python.

Privzeti tolmač

CPython postane prevladujoča osrednja točka kot privzeti tolmač za Python. To pomeni, da ko stranke prenesejo in predstavijo Python, najverjetneje uporabljajo CPython. Njegova nezamenljiva kakovost je spodbudila, da se izraz 'Python' pogosto uporablja v nasprotju z 'CPython', kar poudarja njegov neizogiben vpliv.

Pogostost v številnih okvirih

Pogostost CPythona na zelo številnih stopnjah, vključno z Windows, macOS in Linux, poudarja njegovo široko priznanje. Ta prodornost zagotavlja, da lahko razvijalci sestavljajo kodo z uporabo CPythona in verjamejo, da bo brezhibno delovala v različnih okoljih, kar je osnovno za vsestranskost kode in medstopenjsko napredovanje.

selenium tutorial java

Alternativne izvedbe Pythona

Čeprav vlada CPython, je ekosistem Python daleč od tega, da bi bil omejen na samotno izvajanje. Nekaj ​​izbirnih izvedb skrbi za posebne primere uporabe, kar prispeva k vsestranskosti in raznolikosti Pythona. Nekaj ​​eminentnih usmrtitev vključuje:

Jython

Jython prenese Python v domeno Jave in omogoča razvijalcem, da sestavijo kodo Python, ki nenadoma poveča povpraševanje po Java Virtual Machine (JVM). Ta integracija nagrajuje Python vstop v knjižnice Java, kar razvijalcem omogoča, da se spopadejo z močjo obeh narečij v svojih podvigih.

IronPython

IronPython razširi Pythonov kompas na sistem .NET. Brezhibno vključuje okolje .NET, kar je privlačno odločitev za razvijalce, ki morajo uporabljati lahkotnost Pythona blizu zmogljivosti stopnje .NET.

PyPy

PyPy sprejme zanimivo strategijo s pričakovanjem nadaljnjega razvoja hitrosti izvajanja Pythona. Zapomni si prevajalnik samo za čas (JIT), ki lahko izrazito pospeši določene vrste kode Python. Ta izvedba je še posebej zanimiva za izvajanje osnovnih aplikacij.

Programiranje Landscape

Te izbirne izvedbe prinašajo raznolikost in napredek v ekosistem Python. Skrbijo za eksplicitne primere uporabe, s čimer širijo sposobnosti Pythona prek običajnega prostora. Dodatno krepijo poskuse in napake ter navzkrižno oploditev misli med programskimi narečji, sčasoma pa napredujejo na celotnem programskem prizorišču.

Zmogljivost in optimizacija CPython

Zmogljivost CPython je velikokrat predmet pogovorov v skupnosti Python. Njegova interpretirana narava, dinamično sestavljanje in pomnilnik plošče so lahko prisotni zgoraj, kar vpliva na hitrost izvajanja.

Izboljšanje kode Python znotraj okolja CPython vključuje razumevanje atributov in uporabo metod, ki so v skladu z njegovo arhitekturo. Tukaj je nekaj postopkov, ki jih je treba upoštevati:

  • C Razširitve
  • Numpy in Cython
  • Razumevanje seznama
  • Profiliranje in primerjalna analiza
  • Vgrajene funkcije in knjižnice

Zaključek

CPython kot privzeti tolmač za Python oblikuje osnovo za izvajanje jezika. Zaradi njegove arhitekture, prednosti in brezmejne uporabe je pomemben udeleženec na programerskem prizorišču. Z razumevanjem notranjih operacij CPython oblikovalci pridobijo znanje o ciklu izvajanja, kar jim omogoča sestavljanje produktivne in napredne kode Python. Ne glede na to, ali ste novopečeni ali izkušeni oblikovalec, je vloga CPythona nujna za vaš proces Python, saj oblikuje način sestavljanja in izvajanja kode v tem prilagodljivem programskem jeziku. Ko se poglobite v izboljšave Pythona, se spomnite CPythona kot motorja, ki poganja izvajanje vaše kode in omogoča, da se vaši načrti popolnoma prebudijo.