python需要編譯麼

一個常聽見的問題，那就是：Python是解釋型的語言嗎？它會被編譯嗎？這個問題沒有想像中那麼好回答。和很多人認識世界一樣，習慣以簡單的模型去評斷一些事物。而事實上，裡麵包含了很多很多的細節。

通常的說法，編譯代表著將一個高階語言轉換為 CPU 能執行的機器碼。當你編譯 C 的時候，的確是要做的這樣的操作。編譯的結果是一個二進位可執行文件，這時你的系統可直接執行這個程式。

與此相對的，解釋的意思是這樣的：程式運行時每次讀取原始檔中的一行程式碼，並執行對應的操作，就這樣一行一行的重複下去。當然，所謂的腳本語言就是這樣運作的。

但事實上，上面的定義有太多的限制。一門真正的語言，為了擁有更多有用和強大的特性，通常採用了各種各樣的實現方式。我們可以將編譯理解為更通用一些：將一種語言轉化為另一種語言形式。通常來說，原始語言比目標語言更高級一些，例如將 C 轉換為機器碼。當然，JavaScript 8 到 JavaScript 5 的轉換也算是一種編譯。

在Python中，原始碼會被編譯成較低階的一種形式，我們稱之為字節碼。字節碼是一串指令，和 CPU 的指令集類似。但是字節碼並不是直接被 CPU 執行，而是在虛擬機器中執行的。當然，這裡的虛擬機器並不是模仿整個作業系統的環境，只是提供了一個字節碼執行的環境。

下面我們看Python 的一小段程式碼以及它對應的字節碼

#看了字節碼的內容後，我們就知道f' ...' 這種格式化字串的形式的運作原理，就是將裡面的字串轉換為一系列的字面字串與變量，然後使用號連接起來。

dis 是 Python 標準函式庫中反組譯模組，它可以展示 Python 程式碼的字節碼資訊。上面提到的執行字節碼的虛擬機，可以用任意的語言實現，包括 Python 自己。有興趣的可以去 GitHub 上看這個專案 nedbat/byterun 。這個項目可以用來學習，但不適用於生產環境。

不過，我們運行 Python 時完全感受不到它的編譯過程，沒有顯示的調用什麼編譯程序，僅僅是簡單的執行 .py 文件，編譯都是需要時自動編譯的。這和 JAVA 不同，當你每次寫完 JAVA 程式碼要執行時，都要手動將其編譯為 .class 文件，然後執行。也正是這個原因，JAVA 被稱為編譯語言，而 Python 被叫做解釋型語言。但事實上，兩種語言執行時都會先編譯成字節碼，再交給虛擬機器執行。

Python還有一個重要的特性，就是互動式命令列。你可以敲入一行 Python 語句，然後立刻回車執行。實際上，即使是這個過程，Python 同樣是先轉為字節碼，然後執行。而這個互動式命令列這個特性，在很多編譯型語言裡是沒有的。同樣因為沒有顯示的呼叫編譯程序，很多人將執行Python原始檔的程式叫做Python解釋器。

即使比較簡略，但還是補充下。部分編譯型語言例如 C 或 JAVA 也有互動式命令列，但這些並不是這些語言的重心。 JAVA 剛開始是編譯成字節碼然後執行，後面有了即時編譯技術（ JIT ）可以直接編譯成機器碼，與 C 類似。

從上面的描述可以看出，不管是解釋還是編譯，並沒有辦法完全分開。很多時候，我們想用一些字將現有的程式語言分個類，但事實上要辦到這一點太難了。

最後要說明的是，你的程式碼是怎麼執行的只是語言的實作問題，並非語言的特徵。上文中，我們討論的是 Python ，但其實是 CPython 的描述。 CPython 是個解譯器，之所以這麼叫，是因為這個解譯器是用 C 寫的，這也是 Python 預設的解釋器。當然還有其它很多解釋器，比如，PyPy 就是另一種解釋器，使用了 JIT 技術，運行速度相比 CPython 有較大提升。

回到標題中的問題，Python之所以稱為解釋型語言，是因為它沒有顯示的呼叫編譯操作，表現出解釋型的特性比較多而已。但事實上，編譯是存在的，具體怎麼編譯就看語言的實作了，也就是解釋器的設計。

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