python是如何运行程序的？

从实现方式上看，python是一个名为解释器的软件包。解释器是一种让其他程序运行起来的程序。当编写一段python程序，Pyhton解释器将读取程序，并按照其中的命令执行，得出结果。实际上，解释器是代码与机器的计算机硬件之间的软件逻辑层。Python安装包至少包含一个解释器和一套支持库。

程序执行

从程序员的视角来看，Python程序是一个包含Python语句的文本文件。按照惯例，Python文件是以.py结尾的，这种命名方案在被“导入”时才是必需的，但绝大多数Python文件为了统一都是以.py命名的。

从python视角来看，python内部执行流程：第一步编译成所谓的“字节码”，之后将其转发到所谓的“虚拟机”（PVM）中。

字节码是一种低级的、与平台无关的表现形式，概括地说，Python通过把你的每一条源语句分解为单一步骤来翻译成一组字节码指令，可以提高执行速度。如果Python进程在机器上拥有写入权限，那么它将程序的字节码保存为一个以.py为扩展名的文件。在Python3.2以及之后的版本，Python将.py字节码存储在名为__pycahe__的子目录中，这个子目录位于与源文件相同的路径下。注意源文件的修改和Python版本的变化都会触发新的字节码文件的编译。

一旦程序编译成字节码，之后的字节码发送到通常称为Python虚拟机（PVM）的程序上来执行。PVM是Python运行时的引擎，它时常表现为Python系统的一部分，并且是实际运行脚本的组件。

1 介绍

python是一个面向对象的脚本语言，将面向对象的支持和全面的面向脚本语言的角色融合在一起。

python有如下优点：面向对象，免费，可移植，功能强大（丰富的工具集使python介于传统的脚本语言和系统语言之间，工具集包括动态类型），可混合（能与C\C++写成的库文件混合起来），简单易用。

Cpython是python语言实现的三大方式之一，是原始的、标准的实现方式。Jpython能与java语言集成，是python语言的替代实现方式。Jpython包含的java类可编译python源代码，形成java字节码。第三个实现方式是ironpython，可让python程序能与.net框架和Linux编写Mono编写的应用程序相集成。

py2exe(windows下使用)可生成冻结二进制文件（Frozen Binary），能够将程序的字节码、PVM以及任何程序所需要的python支持文件捆绑成一个单独的可执行的二进制程序。

2、运行Python程序的方式

交互式命令行模式

最简单的运行python程序的办法是在python交互命令行中输入程序，在命令提示符中输入python或者在“运行”的对话框中输入亦或者启动IDLE的主窗口，都可开启一个交互的python会话。按下回车键立即执行。ctrl+z:退出python的shell窗口。ctrl+D退出IDLE GUI和UNIX系统下的Python会话。

>>>print('hello world!')>>>2**8

解释：在python3中，print是一个函数调用，但在python2不是。由于交互式自动打印输入表达式的结果，在这个提示模式下，往往不需要输入“print”。

作用：用于体验语言和测试程序；缺点：在交互模式下输入代码，执行完后会立即消失，是不会保存在一个文件中，所以为了重新运行，不得不从头开始输入。这时，为了保存程序，需要在文件中写入代码，这样的文件通常叫做模块。

使用交互提示模式需要注意以下事项：

不需要在交互式下输入完整的打印语句，而在文件中打印语句是必须的。
在交互提示模式下不需要缩进，否则会出现“SyntaxError”的信息。
留意提示符，的变换和复合语句（多行语句）。必须两次按下enter键才能运行一条复合语句，这会多出一条空行。每次只能运行一条语句：必须两次按下enter键才能运行一条循环或者其他的多行语句。这意味着不能在交互中复制并粘贴多行代码，除非这段代码的每条复合语句的后面包含空行。
在shell命令行中，多行语句的第二行需要手动缩进，而在IDLE中，它是自动缩进的。

在IDLE的命令行中快捷键的使用：ALT+P：回滚上一条命令；Alt+N：从头查找命令

windows交互式对话环境中，可以使用方向键重新调用使用过的命令

>>>for x in 'spam':
...    print(x)
...

python脚本

用文本编辑器打开，如IDLE编辑器，Notepad等等。#符号之后是注释，可自成一行或者放在代码的右边。

方法一：IDLE是一个能够编辑、运行、浏览和调试python程序的GUI。它是python3.X\Lib\idlelib中的一个脚本idle.py。打开IDLE后，点击File选择new file，这是出现编辑器窗口，输入代码保存为new3.py。然后点击Run选择Run Module，结果会出现在shell窗口中。或者点击File选择open一个已经存在的文件

# 导入模块
import sys
print(sys.platform)
print(2**100)
x='Spam!'
print(x*8)

方法二：系统命令行：用notepad编辑好的.py文件，在当前目录下按下shift+鼠标右键，选择进入powershell，输入python xx.py。如果想产生pyc文件，可以使用python -m xx命令。

如果你的Path没有包含python的目录，并且python和你的脚本文件都没有位于你所工作的目录中，那么这对两者都使用完整路径。
在系统提示模式下使用文件扩展名，但是在导入时不能使用文件扩展名，如import sys。

方法三：直接点击py文件，打开方式选择python.exe，dos终端窗口一闪而过，可在代码后加上input()。局限性：如果在input()之前就有错误，错误信息会显示在窗口中，但也只是一闪而过，所以对input()调用也无济于事。

注意：在window中，还有一个完全阻止弹出DOS终端窗口的方法。以pyw为扩展名的文件只显示由脚本构建的窗口，而不是默认的dos窗口。pyw文件是拥有这种特别的窗口操作行为的py文件，他们常用于python编辑的用户界面，和其他各种技术一起使用，把打印完成的输出和错误保存到文件中。

模块导入和重载

模块：每一个以扩展名py结尾的python源文件。其他文件可以通过导入一个模块读取这个模块的内容。往往更大的程序以多个模块文件的形式出现，其中的一个模块文件被设计为主文件，或叫做顶层文件（就是那个启动之后能够运行整个程序的文件）

同一会话中导入操作只能进行一次，如进入python的shell窗口，输入import new3，会有结果，再次import new3，就没有结果了。

注意：new3文件必须在“pythonX.X”或者“pythonX.X\Lib\site-packages”路径之下。

关于导入的搜索路径设置

技巧1：添加系统PYTHONPATH变量：python模块的搜索路径（用来导入）

技巧2：在pythonX.X下创建文本mypath.pth文件，输入自己设定的搜索路径

也可以在同一会话中再次运行文件，需要调用importlib标准库模块中可用reload函数，该函数在python2中是内置函数，在python3不是。from语句可以直接从一个模块中复制一个名字，reload函数载入并运行文件最新版的代码，获得的参数是一个已经加载（import new3）了的模块对象的名称，返回的是一个python模块的对象，所以多出一行显示。

reload是不可传递的，重载一个模块的话只会重载该模块，而不能重载该模块所导入的任何模块，因此有时必须reload多个文件。

new4 模块文件中的属性如何载入呢？

方法一：通过使用一个import语句将模块作为一个整体载入，并使用模块名后跟一个属性名来获取它。

>>> import new4
>>> print(new4.theme1)
The Meaning of life
>>>

方法二：通过from从模块文件中获取变量名

>>> from new4 import theme1
>>> print(theme1)
The Meaning of life
>>>

二者的区别是方法一模块整体载入，采用object.attribute属性引用的方式；方法二from仅复制模块的属性，以便属性成为接收者（theme1）的直接变量（副本），打破模块的名称空间分隔的限制，但这至少会导致在复制的变量上可能会重叠。

一般来说，python程序由多个模块组成，通过import语句连接在一起，每一个模块文件是一个独立的变量包，即命名空间，一个模块文件不能看到其他文件定义的变量名，除非它显式地导入那个文件，所以模块文件在代码文件中起到了最小命名冲突的作用。因为每一个文件都是一个独立完备的命名空间，即使在它们拼写相同的情况下，一个文件中的变量名是不会与另一个文件中的变量冲突的。

>>> import new4
The Meaning of life patriotism persistence
>>> dir(new4)
['__builtins__', '__cached__', '__doc__', '__file__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'theme1', 'theme2', 'theme3']
>>>

exec运行模块文件

使用exec运行模块文件，而不导入模块函数

exec(open('xxx.py').read())是从交互提示模式启动文件而不必导入以及随后的重载的一种方法，为内置函数调用。exec调用有着类似import的效果，但它技术上不会导入模块，默认情况下，每次以这种方式调用exec的时候，他都重新运行文件。因此exec不需要在文件修改后进行模块重载，它忽略了常规的模块导入逻辑。缺点是由于exec的工作机制像在调用的地方粘贴代码一样，与from一样有当前变量有被覆盖的危险。

注意：open的参数是文件路径，默认是在python3.X文件夹下，任意目录下的文件，可写成像 'D:\\\\programing\\\\python3.8\\\\workplace \\\\ new4.py'形式。

总结：本文主要介绍使用代码交互输入的方式，以不同方式启动保存在文件中的代码：在系统命令行中运行、import和exec，使用像IDLE这样的GUI等。

IDLE常用快捷键总结：

ALT+P：回滚上一条命令；Alt+N：从头查找命令

ctrl+D退出IDLE GUI。

ctrl+[：多行缩进；ctrl+]：多行后退

alt+3：多行注释

alt+4：取消多行注释