Python 解释器使用

贡献者： 落羽清玄; addis

　　 Python 解释器由编译器和虚拟机构成，编译器将源代码转换成字节码，然后再通 Python 虚拟机来逐行执行这些字节码。

python 程序执行过程：

1. 执行 .py 文件，就会启动 python 解释器
2. 编译器将源文件解释成字节码
3. 虚拟机将字节码转化成机器语言，与操作系统交互
4. 程序运行结束后，将字节码存到 pyc 文件，便于后续直接执行

1. 调用解释器

　　 Python 解释器在其被使用的机器上通常安装为 /usr/local/bin/python3.8；将 /usr/local/bin 加入你的 Unix 终端的搜索路径就可以通过键入以下命令来启动它：

python3.8

　　 就能运行了¹。安装时可以选择安装目录，所以解释器也可能在别的地方；可以问问你身边的 Python 大牛，或者你的系统管理员。（比如 /usr/local/python 也是比较常用的备选路径）

　　 在 Windows 机器上当你从 Microsoft Store 安装 Python 之后，python3.8 命令将可使用。如果你安装了 py.exe 启动器，你将可以使用 py 命令。

　　 在主提示符中输入文件结束字符（在 Unix 系统中是 Control-D，Windows 系统中是 Control-Z）就退出解释器并返回退出状态为 0。如果这样不管用，你还可以写这个命令退出：quit()。

　　 解释器的行编辑功能在支持 GNU Readline 库的系统中也包括交互式编辑，历史替换和代码补全等。检测是否支持行编辑最快速的方式是在首次出现 Python 提示符时输入 Control-P。如果听到 “哔” 提示音，就说明支持行编辑。如果什么都没发生，或是回显了 ^P，说明不支持行编辑；你只能用退格键从当前行中删除字符。

　　 解释器运行的时候有点像 Unix 命令行：在一个标准输入 tty 设备上调用，它能交互式地读取和执行命令；调用时提供文件名参数，或者有个文件重定向到标准输入的话，它就会读取和执行文件中的 脚本。

　　 另一种启动解释器的方式是 python -c command [arg] ...，其中 command 要换成想执行的指令，就像命令行的 -c 选项。由于 Python 代码中经常会包含对终端来说比较特殊的字符，通常情况下都建议用英文单引号把 command 括起来。

　　 有些 Python 模块也可以作为脚本使用。可以这样输入：python -m module [arg] ...，这会执行 module 的源文件，就跟你在命令行把路径写全了一样。

　　 在运行脚本的时候，有时可能也会需要在运行后进入交互模式。这种时候在文件参数前，加上选项 -i 就可以了。

1.1. 传入参数

　　 如果可能的话，解释器会读取命令行参数，转化为字符串列表存入 sys 模块中的 argv 变量中。执行命令 import sys 你可以导入这个模块并访问这个列表。这个列表最少也会有一个元素；如果没有给定输入参数，sys.argv[0] 就是个空字符串。如果给定的脚本名是 '-' (表示标准输入)，sys.argv[0] 就是 '-'。使用 -c command 时，sys.argv[0] 就会是 '-c'。如果使用选项 -m module，sys.argv[0] 就是包含目录的模块全名。在 -c command 或 -m module 之后的选项不会被解释器处理，而会直接留在 sys.argv 中给命令或模块来处理。

1.2. 交互模式

　　 在终端（tty）输入并执行指令时，我们说解释器是运行在 交互模式（interactive mode）。在这种模式中，它会显示 主提示符（primary prompt），提示输入下一条指令，通常用三个大于号（>>>）表示；连续输入行的时候，它会显示 次要提示符，默认是三个点（...）。进入解释器时，它会先显示欢迎信息、版本信息、版权声明，然后就会出现提示符：

:python3.8
Python 3.8 (default, Sep 16 2015, 09:25:04)
[GCC 4.8.2] on linux
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>>

>>>
>>> the_world_is_flat = True
>>> if the_world_is_flat:
...     print("Be careful not to fall off!")
...
Be careful not to fall off!

2. 解释器的运行环境

2.1.源文件的字符编码

　　 默认情况下，Python 源码文件以 UTF-8 编码方式处理。在这种编码方式中，世界上大多数语言的字符都可以同时用于字符串字面值、变量或函数名称以及注释中——尽管标准库中只用常规的 ASCII 字符作为变量或函数名，而且任何可移植的代码都应该遵守此约定。要正确显示这些字符，你的编辑器必须能识别 UTF-8 编码，而且必须使用能支持打开的文件中所有字符的字体。

　　 如果不使用默认编码，要声明文件所使用的编码，文件的 第一 行要写成特殊的注释。语法如下所示：

# -*- coding: encoding -*-

　　 比如，要声明使用 Windows-1252 编码，你的源码文件要写成：

# -*- coding: cp1252 -*-

#!/usr/bin/env python3
# -*- coding: cp1252 -*-

3. Shebang

　　 #!/usr/bin/python3 仅仅在linux或unix系统下有作用，在windows下无论在代码里加什么都无法直接运行一个文件名后缀为.py 的脚本，因为在 windows 下文件名对文件的打开方式起了决定性作用。

#!/usr/bin/env python
或者
#!/usr/bin/python

• 考虑到代码的可移植性，还是建议加上这句话,并且用 #!/usr/bin/env python。

如何理解

　　 把这一行语句拆成两部分。第一部分是 #!；第二部分是 /usr/bin/python 或者 /usr/bin/env python。关于 #! 这个符号，其实它是有名字的，叫做 Shebang 或者 Sha-bang，有的翻译组将它译作 释伴，即 “解释伴随行” 的简称，同时又是 Shebang 的音译。

　　 Shebang 通常出现在类 Unix 系统的脚本中第一行，作为前两个字符。在 Shebang 之后，可以有一个或数个空白字符，后接解释器的绝对路径，用于指明执行这个脚本文件的解释器

... # python
等阶
... # usr/bin/python

　　 如果不加 #! 的话，你每次执行这个脚本时，都得这样 python xx.py

... # python hellp.py
hello

　　 有没有一种方式？可以省去每次都加 python 呢？

　　 当然有，在文件头里加上 #!/usr/bin/python，那么当这个文件有可执行权限 时，只直接写这个脚本文件，就像下面这样

... # ./hellp.py
hello

　　 那么 !/usr/bin/env python 是什么意思？

　　 当执行 env python 时，自动进入了 python console 的模式。

　　 当你执行 env python 时，它其实会去 env | grep PATH 里（也就是 /usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/root/bin）这几个路径里去依次查找名为 python 的可执行文件，并且找到一个就直接执行。上面我们的 python 路径是在 /usr/bin/python 里，在 PATH 列表里倒数第二个目录下，所以当我在 /usr/local/sbin 下创建一个名字也为 python 的可执行文件时，就会执行 /usr/bin/python 了。

　　 个人感觉应该优先使用 #!/usr/bin/env python，因为不是所有的机器的 python 解释器都是 /usr/bin/python。

4. coding = utf-8

# -*- coding: UTF-8 -*-
或者
# coding=utf-8

• 作用：将编码格式改为 utf-8 格式
• Python 版本：Python2 中默认的编码格式为 ASCII 码格式，Python3 中默认的编码格式为 UTF-8 格式。
• 使用原因：在 ASCII 码格式下不能出现中文字符，否则会报错，只有在 utf-8 格式下才能正常编译运行。所以在 Python2 版本下，只要出现中文，一定要加上这句头部声明。
• 代码的可移植性：Python3 的默认格式就是 utf-8，这句话对它就没有意义了，但是考虑到代码的可移植性，还是建议加上这句话。

5. python 解释器有很多种：

• CPython：C 语言开发，使用最广，默认的解释器,新的语言特性通常在此率先添加。
• IPython：基于 CPython 之上的交互式解释器
• PyPy：完全使用 Python 语言编写的 Python 实现。它支持多个其他实现所没有的高级特性，例如非栈式支持和 JIT 编译器等。此项目的目标之一是通过允许方便地修改解释器 (因为它是用 Python 编写的)，鼓励该对语言本身进行试验。想了解详情可访问 PyPy 项目主页。
• Jython：以 Java 语言编写的 Python 实现。此实现可以作为 Java 应用的一个脚本语言，或者可以用来创建需要 Java 类库支持的应用。想了解更多信息可访问 Jython 网站。
• IronPython：另一个 .NET 的 Python 实现，与 Python.NET 不同点在于它是生成 IL 的完全 Python 实现，并且将 Python 代码直接编译为 .NET 程序集。它的创造者就是当初创造 Jython 的 Jim Hugunin。想了解详情可访问 IronPython 网站。
• Python for .NET：此实现实际上使用了 CPython 实现，但是属于 .NET 托管应用并且可以引入 .NET 类库。它的创造者是 Brian Lloyd。想了解详情可访问 Python for .NET 主页。

　　 下一篇文章：Python 词法与分析

1. ^ 在 Unix 系统中，Python 3.x 解释器默认安装后的执行文件并不叫作 python，这样才不会与同时安装的 Python 2.x 冲突。