將Python編譯爲機器碼是否可行？

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將Python（可能通過中間C代表）編譯成機器代碼有多大的可行性？將Python編譯爲機器碼是否可行？

大概就需要鏈接到一個Python運行時庫，併爲Python的本身將需要編譯（和鏈接中）太Python標準庫的任何部分。

此外，你需要，如果你想要做表達式的動態評價，但也許Python中的一個子集，並沒有讓這仍然是有用的捆綁Python解釋器。

它會提供任何速度和/或內存使用優勢？據推測，Python解釋器的啓動時間將被消除（儘管共享庫在啓動時仍然需要加載）。

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2008-09-26 Andy Balaam

順便說一句，如果您要求「機器代碼」而不是目標代碼，您的問題將會變得更加清晰。 – 2008-09-26 10:20:32

謝謝，我做了這個改變。 – 2009-08-13 14:45:39

嘗試ShedSkin的Python到C++編譯器，但它遠非完美。如果只需要加速，還有Psyco - Python JIT。但恕我直言，這是不值得的努力。對於速度至關重要的代碼部分，最好的解決方案是將它們編寫爲C/C++擴展。

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2008-09-26 10:00:15 cleg

僅供參考，ShedSkin放棄了對Windows的支持。 – sorin 2010-04-20 16:02:47

@sorin：好吧，今天它支持Windows ... http://code.google.com/p/shedskin/downloads/detail?name=shedskin-0.9.1。exe＆can = 2＆q = – 2012-01-16 16:19:07

速度最好的解決方案仍然可以是[PyPy]（http://morepypy.blogspot.nl/2011/08/pypy-is-faster-than-c-again-string.html）。 – 2012-11-12 14:10:42

這似乎是合理的第一眼，但有Python中的很多普通的事情沒有直接可映射到一個C表示沒有帶過很多Python運行時支持。例如，鴨子打字想到。在Python中，讀取輸入的許多函數可以採用文件或類似文件的對象，只要它支持某些操作，例如。 read（）或readline（）。如果您考慮將這種類型的支持映射到C需要花費多少時間，您就開始想象Python運行時系統已經完成的各種事情。

有實用程序，如py2exe將捆綁Python程序和運行成單個可執行（儘可能）。

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2008-09-26 09:56:08

如果我的目標是確保代碼編譯，如果靜態編譯語言（至少在我看來）在運行時不太可能爆炸，那該怎麼辦？是否有可能確定某些`foo.x`表達式不起作用，因爲`foo`在被調用時不會有`x`。是否有Python的靜態代碼檢查器？ Python可以被編譯成一個.Net程序集...... – 2012-10-20 04:10:27

Psyco是一種即時（JIT）編譯器：用於Python的動態編譯器，運行速度快2-100倍，但需要大量內存。

總之：它運行得更快現有的Python軟件，在你的源沒有變化，但它不會編譯爲對象代碼的方式，C編譯器會。

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2008-09-26 09:59:12

Jython有一個針對JVM字節碼的編譯器。字節碼是完全動態的，就像Python語言本身一樣！很酷。（是的，正如Greg Hewgill的回答所暗示的，字節碼確實使用Jython運行時，所以Jython jar文件必須與您的應用程序一起分發。）

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2008-09-26 10:00:16

PyPy是一個在Python中使用編譯爲本地代碼來重新實現Python的項目作爲實施策略之一（其他人是使用JIT的VM，使用JVM等）。他們編譯的C版本平均運行速度比CPython慢，但對於某些程序要快得多。

Shedskin是一個實驗性的Python-to-C++編譯器。

Pyrex是專門爲編寫Python擴展模塊而設計的語言。它旨在彌合Python的高級，易於使用的世界與C的凌亂低級世界之間的差距。

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2008-09-26 10:06:06 pdc

Cython是Pyrex使用得更廣泛，更積極開發的友好分支。 – 2012-10-14 02:17:02

正如@Greg Hewgill所說，它有很好的理由並不總是可能的。但是，某些類型的代碼（如非常算法代碼）可以轉化爲「真實」機器代碼。

有幾種選擇：

使用Psyco，動態地發出機器代碼。不過，您應該仔細選擇要轉換的方法/函數。
使用Cython，這是一種Python- 像語言編譯成一個Python C擴展
使用PyPy，其中有來自RPython（一受限子集的Python不支持某些翻譯大多數Python的「動態」功能）到C或LLVM。
- PyPy仍然是高度實驗性的
- 並不是所有的擴展將出席

之後，你可以使用現有的包之一（凍結，Py2exe，PyInstaller）把一切都成一個二進制。

總而言之：你的問題沒有一般的答案。如果您的Python代碼對性能至關重要，請儘量使用盡可能多的內置功能（或者詢問「如何更快地創建我的Python代碼」問題）。如果這沒有幫助，請嘗試識別代碼並將其移植到C（或Cython）並使用擴展名。

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2008-09-26 10:06:43

Pyrex是編譯爲C的Python語言的一個子集，由首先爲Python創建list comprehensions的人完成。它主要是爲建築包裝材料開發的，但可以用在更一般的環境中。 Cython是pyrex更加積極維護的一個分支。

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2008-09-26 10:06:46 ConcernedOfTunbridgeWells

答案是「是的，這是可能的」。您可以使用Python代碼並嘗試使用CPython API將其編譯爲等效的C代碼。事實上，過去有一個Python2C項目可以做到這一點，但我多年沒聽說過（回到Python 1.5天是我上次看到它的時候）。

您可以嘗試翻譯將Python代碼儘可能地轉換爲本地C，並在您需要實際的Python功能時回退到CPython API。上個月我一直在玩這個想法。然而，這是一項非常多的工作，並且大量的Python特性很難轉化爲C：嵌套函數，生成器，除了簡單類的簡單類之外的任何東西，涉及從模塊外部修改模塊全局變量的任何內容等等。等。

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2008-09-26 10:14:09

py2c（http://code.google.com/p/py2c）可以將python代碼轉換爲c/C++ 我是py2c的獨立開發者。

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2012-07-10 14:00:44

Nuitka是一個Python到C++編譯器，鏈接到libpython。這似乎是一個相對較新的項目。作者在pystone基準測試中聲明瞭CPython的speed improvement。

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2014-04-09 03:52:37 bcattle

這不會將Python編譯爲機器碼。但是允許創建一個共享庫來調用Python代碼。

如果你正在尋找的是一個簡單的方法來從C運行Python代碼而不依賴於execp的東西。您可以從包含幾個調用Python embedding API的Python代碼生成共享庫。那麼這個應用程序就是一個共享庫，你可以在許多其他的庫/應用程序中使用它。

下面是一個簡單的例子，它創建一個共享庫，您可以鏈接到一個C程序。共享庫執行Python代碼。

將要執行的Python文件是pythoncalledfromc.py：

# -*- encoding:utf-8 -*- 
# this file must be named "pythoncalledfrom.py" 

def main(string): # args must a string 
    print "python is called from c" 
    print "string sent by «c» code is:" 
    print string 
    print "end of «c» code input" 
    return 0xc0c4 # return something

您可以python2 -c "import pythoncalledfromc; pythoncalledfromc.main('HELLO')嘗試。它會輸出：

python is called from c 
string sent by «c» code is: 
HELLO 
end of «c» code input

共享庫將通過以下來定義由callpython.h：

#ifndef CALL_PYTHON 
#define CALL_PYTHON 

void callpython_init(void); 
int callpython(char ** arguments); 
void callpython_finalize(void); 

#endif

關聯callpython.c是：

// gcc `python2.7-config --ldflags` `python2.7-config --cflags` callpython.c -lpython2.7 -shared -fPIC -o callpython.so 

#include <stdlib.h> 
#include <stdio.h> 
#include <string.h> 
#include <python2.7/Python.h> 

#include "callpython.h" 

#define PYTHON_EXEC_STRING_LENGTH 52 
#define PYTHON_EXEC_STRING "import pythoncalledfromc; pythoncalledfromc.main(\"%s\")" 


void callpython_init(void) { 
    Py_Initialize(); 
} 

int callpython(char ** arguments) { 
    int arguments_string_size = (int) strlen(*arguments); 
    char * python_script_to_execute = malloc(arguments_string_size + PYTHON_EXEC_STRING_LENGTH); 
    PyObject *__main__, *locals; 
    PyObject * result = NULL; 

    if (python_script_to_execute == NULL) 
    return -1; 

    __main__ = PyImport_AddModule("__main__"); 
    if (__main__ == NULL) 
    return -1; 

    locals = PyModule_GetDict(__main__); 

    sprintf(python_script_to_execute, PYTHON_EXEC_STRING, *arguments); 
    result = PyRun_String(python_script_to_execute, Py_file_input, locals, locals); 
    if(result == NULL) 
    return -1; 
    return 0; 
} 

void callpython_finalize(void) { 
    Py_Finalize(); 
}

可以用下面的命令編譯它：

gcc `python2.7-config --ldflags` `python2.7-config --cflags` callpython.c -lpython2.7 -shared -fPIC -o callpython.so

創建一個名爲callpythonfromc.c文件，該文件包含以下內容：

#include "callpython.h" 

int main(void) { 
    char * example = "HELLO"; 
    callpython_init(); 
    callpython(&example); 
    callpython_finalize(); 
    return 0; 
}

編譯並運行：

gcc callpythonfromc.c callpython.so -o callpythonfromc 
PYTHONPATH=`pwd` LD_LIBRARY_PATH=`pwd` ./callpythonfromc

這是一個非常簡單的例子。它可以工作，但取決於庫，它可能仍然很難將C數據結構序列化爲Python，並且從Python到C也很難。事情可能會有些自動化...事實可能會有所自動化...

Nuitka可能會有所幫助。

也有numba但他們都沒有打算做你想要的東西。只有在指定如何將Python類型轉換爲C類型或可以推斷該信息時，纔可以從Python代碼生成C頭文件。有關Python ast分析器，請參閱python astroid。

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2014-05-11 19:29:38 amirouche

一些額外的引用：

https://github.com/dropbox/pyston是Python的JIT編譯器通過Dropbox的
http://pythran.readthedocs.io/ developped是一個編譯時的python C++翻譯爲科學計算
https://github.com/cosmo-ethz/hope是用於科學計算的JIT python to C++翻譯器

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2015-08-30 06:27:35

將Python編譯爲機器碼是否可行？

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