详解Python 一窥字节码的究竟

Python字节码是Python源代码的中间表示形式，可以在解释器中执行，Python解释器可以将Python源码转化成字节码，然后在运行时再将字节码转化成机器码执行。使用Python字节码可以得到更好的性能，尤其是在执行过程中，可以减少解释器的开销。

下面讲解Python字节码使用方法的完整攻略：

1. 生成字节码

使用Python自带的compile函数可以将Python源码编译成字节码：

code = compile('print("hello world")', '<string>', 'exec')

其中，第一个参数为Python源码，第二个参数为源码所在的文件名或代码块名，在这里我们使用了特殊的字符串'<string>'，第三个参数为编译模式，有三种模式：

• 'exec' 用于编译模块、顶层代码或 文件，生成模块的字节码；
• 'eval' 用于编译单个表达式，返回表达式的值；
• 'single' 用于编译交互式命令，生成单条语句的字节码。

2. 执行字节码

将生成的字节码对象，通过exec函数执行：

exec(code)

这样就会输出hello world的结果。

示例1：字节码反编译

我们可以通过dis库反编译一个Python字节码对象，这样就可以看到生成的字节码是如何被转化成机器码的。

import dis

def foo():
    print('hello, world')

code = compile(foo.__code__, '<string>', 'exec')

dis.dis(code)

输出结果：

  2           0 LOAD_GLOBAL              0 (print)
              2 LOAD_CONST               1 ('hello, world')
              4 CALL_FUNCTION            1
              6 POP_TOP
              8 LOAD_CONST               0 (None)
             10 RETURN_VALUE

我们可以看到，foo()函数的字节码经过反编译之后表现为类似汇编代码的形式，而这些指令实际上就是Python虚拟机执行的指令，这样可以帮助我们研究底层计算机架构。

示例2：通过字节码动态生成代码

使用生成的字节码对象，我们可以通过动态生成代码实现类似eval执行字符串的效果，不过这里执行的是字节码对象。

code = compile('print("hello, world")', '<string>', 'exec')

exec(code)

输出结果：

hello, world

如此，我们就可以在Python中使用字节码对象来实现更高效、更灵活的代码操作了。