详解python字节码

yipeiwu_com6年前Python基础

Python对不可变序列进行重复拼接操作效率会很低,因为每次都会生成一个新的对象,解释器需要把原来对象中的元素先复制到新的对象里,然后再追加新的元素。

但是CPython对字符串操作进行了优化,因为对字符串做+=操作实在是太普遍了。因此,初始化str时会预留出额外的可扩展空间,从而进行增量操作的时候不会有复制再追加的这个步骤。

通过字节码研究一下这个过程。

>>> s_code = 'a += "b"'
>>> c = compile(s_code, '', 'exec')
>>> c.co_code
b'e\x00\x00d\x00\x007Z\x00\x00d\x01\x00S'
>>> c.co_names
('a',)
>>> c.co_consts
('b', None)

得到的字节码是Bytes类型的。这里穿插一些Bytes类型的知识。

Bytes类型

b'e\x00\x00d\x00\x007Z\x00\x00d\x01\x00S',b表示是Bytes类型。Bytes以二进制字节序列的形式记录数据,每一个字符就代表一个字节(8位)。比如上面的e表示二进制0110 0101。部分ASCII码对照表如下图所示。

但是,不是所有的字节都是可显示的,甚至有些字节无法对应到ASCII码上(因为ASCII码只定义了128个字符,而一个字节有256个)。比如0000 0000对应的ASCII是不可显示的、0111 1111没有对应的ASCII码。

为了表示这些无法显示的字节,就引入了\x符号,其表示后续的字符为16进制。如,\x00表示16进制的00,也就是二进制的0000 0000。

至此,所有字节都可被表示。

字节码分析

回到开始的代码。为了显示方便,将b'e\x00\x00d\x00\x007Z\x00\x00d\x01\x00S'转为16进制来显示。

>>> c.co_code.hex()
'650000640000375a000064010053'

通过opcode.opname函数可以得到操作码所对应的操作指令

>>> import opcode
>>> opcode.opname[0x65]
'LOAD_NAME'

因此,完整的字节码可以解释为(TOS即top-of-stack,栈顶元素):

字节:位置,功能
65:0,LOAD_NAME
0000:参数,将co_names[0]的值,即a的值,压入栈
64:3,LOAD_CONST
0000:参数,将co_consts[0],即'b',压入栈
37:6,INPLACE_ADD,TOS = TOS1 + TOS
5a:7,STORE_NAME
0000:参数,co_names[0]=TOS,即将栈顶赋值给a
64:10,LOAD_CONST
0100:参数
53:13,RETURN_VALUE,Returns with TOS to the caller of the function

实际上借助dis函数可以直接获得可读的字节码:

>>> import dis
>>> dis.dis(s_code)
 1      0 LOAD_NAME        0 (a)
       3 LOAD_CONST        0 ('b')
       6 INPLACE_ADD
       7 STORE_NAME        0 (a)
       10 LOAD_CONST        1 (None)
       13 RETURN_VALUE

完整代码:

s_code = 'a += "b"'
c = compile(s_code, '', 'exec')
c.co_code
c.co_names
c.co_consts
c.co_code.hex()
import dis
dis.dis(s_code)

非常失败,对比了string和tuple的赋值字节码,并没有看出string的优化…

以上就是本次关于python字节码的相关知识点,感谢你对【听图阁-专注于Python设计】的支持。

相关文章

Python 判断文件或目录是否存在的实例代码

使用 os 模块 判断文件是否存在 os.path.isfile(path) 判断目录是否存在 os.path.isdir(path) 判断路径是否存在 # 使用 path 模块 o...

python经典趣味24点游戏程序设计

python经典趣味24点游戏程序设计

一、游戏玩法介绍: 24点游戏是儿时玩的主要益智类游戏之一,玩法为:从一副扑克中抽取4张牌,对4张牌使用加减乘除中的任何方法,使计算结果为24。例如,2,3,4,6,通过( ( ( 4...

浅谈python字典多键值及重复键值的使用

浅谈python字典多键值及重复键值的使用

在python中使用字典,格式如下: dict={ key1:value1 , key2;value2 ...} 在实际访问字典值时的使用格式如下: dict[key] 多键值 字典的...

Python实现RGB与HSI颜色空间的互换方式

Python实现RGB与HSI颜色空间的互换方式

概要 这是这学期数字图像处理课的第一份作业好久没懂python手都快生了,调了好久才搞出来。 HSI颜色模型是一个满足计算机数字化颜色管理需要的高度抽象模拟的数学模型。HIS模型是从人的...

详解在Python程序中解析并修改XML内容的方法

需求 在实际应用中,需要对xml配置文件进行实时修改, 1.增加、删除 某些节点 2.增加,删除,修改某个节点下的某些属性 3.增加,删除,修改某些节点的文本 使用xml文档 &l...