我们每天都要编写一些 Python 程序，或者用来处理一些文本，或者是做一些系统管理工作。程序写好后，只需敲下 python 命令，便可将程序启动起来并开始执行：
$ python some-program.py
$ python some-program.py那么，一个文本形式的 .py 文件，是如何一步步转换为能够被 CPU 执行的机器指令的呢？此外，程序执行过程中可能会有 .pyc 文件生成，这些文件又有什么作用呢？带着这些问题我们开始本节的探索。
Python程序执行过程
你也许听过这样的说法： Python 是一种解释性语言。这意味着 Python 程序不用编译，只需要用一个解释器来执行。事实真的是这样吗？
虽然从行为上看 Python 更像 Shell 脚本这样的解释性语言，但实际上 Python 程序执行原理本质上跟 Java 或者 C# 一样，都可以归纳为 虚拟机 和 字节码 。Python 执行程序分为两步：先将程序代码编译成字节码，然后启动虚拟机执行字节码：
虽然 python 命令也叫做 Python 解释器 ( Interpreter )，但跟其他脚本语言解释器有本质区别。实际上， Python 解释器包含 编译器 以及 虚拟机 两部分。当 Python 解释器启动后，主要执行以下两个步骤：
- 编译器 将 .py 文件中的 Python 源码编译成 字节码 ；
- 虚拟机 逐行执行编译器生成的 字节码 ；
因此， .py 文件中的 Python 语句并没有直接转换成机器指令，而是转换成 Python 字节码 。
字节码
好了，我们知道 Python 程序的 编译结果 是字节码，里面应该藏着不少 Python 运行的秘密。因此，不管是为了更深入理解 Python 虚拟机运行机制，还是为了调优 Python 程序运行效率，字节码都是绕不过去的一关。那么， Python 字节码到底长啥样呢？我们如何才能获得一个 Python 程序的字节码呢？
为了回答以上问题，我们需要深入 Python 解释器源码，研究 Python 编译器 。但出于几方面考虑，我不打算深入介绍 Python 编译器：① Python 编译器工作原理与其他任何语言类似，市面上任何一本编译原理均有介绍；② 编译原理是计算机基础学科，不是 Python 特有的，不在本专栏的篇幅内；③ 能够影响 Python 编译过程的手段非常有限，研究 Python 编译器对开发工作帮助不大。因此，我们只需要知道 Python 解释器背后有一个编译器负责将源码编译成字节码即可， 字节码以及虚拟机才是我们重点研究的对象 。
那我们还怎么研究字节码呀？别急， Python 提供了一个内置函数 compile 用于即时编译源码。我们只需将待编译源码作为参数调用 compile 函数，即可获得源码的编译结果。
源码编译
接下来，我们调用 compile 函数编译一个例子程序，以此演示该函数的用法：
PI = 3.14
def circle_area(r):
return PI * r ** 2
class Dog(object):
def __init__(self, name):
self.name = name
def yelp(self):
print('woof, i am', self.name)
PI = 3.14
def circle_area(r):
return PI * r ** 2
class Dog(object):
def __init__(self, name):
self.name = name
def yelp(self):
print('woof, i am', self.name)假设这段源码保存于 demo.py 文件，开始编译之前需要将源码从文件中读取出来：
>>> text = open('demo.py').read()
>>> print(text)
PI = 3.14
def circle_area(r):
return PI * r ** 2
class Dog(object):
def __init__(self, name):
self.name = name
def yelp(self):
print('woof, i am', self.name)
>>> text = open('demo.py').read()
>>> print(text)
PI = 3.14
def circle_area(r):
return PI * r ** 2
class Dog(object):
def __init__(self, name):
self.name = name
def yelp(self):
print('woof, i am', self.name)接着，调用 compile 函数编译源码：
>>> result = compile(text, 'demo.py', 'exec')
>>> result = compile(text, 'demo.py', 'exec')compile 函数必填的参数有 3 个：
- source ，待编译 源码 ；
- filename ，源码所在 文件名 ；
- mode ， 编译模式 ， exec 表示将源码当做一个模块来编译；
顺便提一下， compile 函数有 3 种不同的 编译模式 可供选择：
- exec ，用于编译模块源码；
- single ，用于编译一个单独的 Python 语句(交互式下)；
- eval ，用于编译一个 eval 表达式；
compile 详细用法请参考 Python 文档，运行 help 内建函数可快速查看：
>>> help(compile)
>>> help(compile)我们接着看源码编译结果到底是个什么东西：
>>> result
at 0x103d21150, file "demo.py", line 1>
>>> result.__class__
<class 'code'>
>>> result
at 0x103d21150, file "demo.py", line 1>
>>> result.__class__
<class 'code'>
at 0x103d21150, file "demo.py", line 1>
>>> result.__class__
<class 'code'>看上去我们得到了一个 代码对象 ，代码对象有什么特别的呢？字节码又是藏身何处呢？想要获取更多详情，请点击“
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