適合開發(fā)者的十大優(yōu)秀Python編譯器

作者：陳峻 2021-09-09 08:00:00

本文將向您介紹十種可用于將Python代碼，按需編譯為指定輸出格式，以充分釋放Python代碼潛能的優(yōu)秀編譯器。

【51CTO.com快譯】由Guido van Rossum于1991年創(chuàng)建的Python，如今已是發(fā)展最快、使用最廣的編程語言之一。它可以在諸如：Web應(yīng)用、桌面開發(fā)、機器學(xué)習(xí)、人工智能、數(shù)據(jù)分析、以及數(shù)據(jù)可視化等領(lǐng)域，得到廣泛的使用。

值得注意的是，近年來，隨著Python生態(tài)系統(tǒng)的不斷發(fā)展壯大，業(yè)界出現(xiàn)了許多代碼庫、框架、以及編譯器，可用來加速Python，克服其應(yīng)用限制，甚至能夠?qū)ython與其他編程語言(如：Java、C、C++、JavaScript 等)協(xié)同使用。本文將向您介紹十種可用于將Python代碼，按需編譯為指定輸出格式，以充分釋放Python代碼潛能的優(yōu)秀編譯器。

總的說來，目前由官方提供的、使用最廣泛的當(dāng)屬CPython。當(dāng)我們從官網(wǎng)處下載并使用Python時，CPython就是默認的編譯處理器。當(dāng)然，在不同的領(lǐng)域和需求場景中，開發(fā)人員還會用到Jython、Brython、PyPy、Skulpt、IronPython、PyJs、Nuitka、WinPython等編譯器。

CPython

作為Python的原配編譯器，CPython是Python語言規(guī)范的參考實現(xiàn)。因此，它往往能夠最先獲得Python語言的所有最新、最強的功能。顧名思義，它是由純粹的C語言編寫而成。當(dāng)然，您不但可以從Python代碼中調(diào)用C源代碼的函數(shù)，還可以直接在Python中使用大量現(xiàn)有的C代碼庫。

值得注意的是，由于CPython在運行時解釋的是字節(jié)碼(bytecode)，因此它在每個進程上都會使用全局解釋器鎖 (global interpreter lock，GIL)，以確保在同一時刻，只有一個線程正在解釋字節(jié)碼。

當(dāng)我們調(diào)用CPython時，那些在.py文件中編寫好的源代碼，首先會被自動編譯成包含了Python字節(jié)碼的.pyc文件，然后在經(jīng)由PVM(Python虛擬機)進行解釋。可見，CPython其實是編譯器和解釋器的結(jié)合，而不像C語言那樣，可以直接將源代碼，編譯成為帶有CPU指令的二進制機器碼。

對于所有學(xué)生和初學(xué)者而言，CPython可以作為您開始Python編程之旅的第一步。當(dāng)然，他們也可以使用其他編譯器，讓不同的編程語言與Python混合使用，去實現(xiàn)更多的特定開發(fā)需求。例如，下文將提到的Jython，會混合Java和Python代碼，利用現(xiàn)有的Java和Python庫，將代碼轉(zhuǎn)換為Java字節(jié)碼，以實現(xiàn)在JVM上運行Python。

Brython

作為JavaScript的“替代品”，Brython可用于在瀏覽器中運行包含了Python 3腳本的Web應(yīng)用。也就是說，開發(fā)者只需要在那些運行著Python腳本的網(wǎng)頁上，包含brython.js即可。此處的brython.js是一種能夠在頁面上查找Python腳本，并通過Python代碼，以執(zhí)行JavaScript各項操作的引擎。

Python

<script type="text/javascript"  src="https://cdn.jsdelivr.net/npm/brython@3.8.10/brython.min.js"> </script> <script type="text/python">Pythoncode here</script>

上面的代碼段展示了，在包含了brython.js之后，您可以使用腳本類型text/python，來添加Python腳本，并通過Python代碼，像JavaScript那樣去操作 DOM。

同時，您還可以進行Ajax的各種調(diào)用，并訪問本地的文件系統(tǒng)。當(dāng)然，您也可以在基于Brython的Python腳本中，包含各種現(xiàn)有的JavaScript庫和框架，其中包括： Highcharts、vue.js、以及three.js等。

PyPy Python

雖然CPython是在Python中使用最廣泛的編譯器，但它并不是最快的一種。能夠支持Python 2和Python 3核心語言規(guī)范的PyPy，可以替代默認的Python實現(xiàn)。

在CPython中，字節(jié)碼在運行時被解釋，因此性能有所下降。而PyPy采用的是即時(just-in-time，JIT)的編譯概念。它在代碼執(zhí)行之前，就直接編譯為機器代碼，因此其執(zhí)行速度提高了接近4倍。

值得注意的是，Python代碼需要執(zhí)行大量耗時處理的進程時，PyPy的速度優(yōu)勢會比較明顯。而對于耗時較短的進程，JIT編譯器本身則可能消耗更多的時間，并抵消整體的速度優(yōu)勢。

Jython或JPython

作為使用率第二高的一種Python實現(xiàn)，Jython最初被稱為JPython。它是通過Python語言來實現(xiàn)Java虛擬機的。

開發(fā)者既可以將現(xiàn)有的Java包和代碼庫，導(dǎo)入自己的Python程序中，又可以在Java程序中嵌入Python腳本。無論是哪種方式，Jython編譯器都會將帶有Java和Python的整體代碼組合，并編譯成為可以在JVM上運行的字節(jié)碼。

正是由于運行在JVM上，因此您可以在諸如：Windows、Linux、macOS、FreeBSD、以及Solaris等，幾乎所有的平臺上創(chuàng)建Jython項目。

Cython

Cython與CPython不同，它更像是一個超集，允許開發(fā)者在代碼中結(jié)合C和Python，從而生成C語言代碼類型的輸出，以供任何一種C/C++編譯器進行后續(xù)編譯。

可以說，Cython兼顧了C語言的速度、Python的靈活性，并且可以作為用Python編寫C擴展的強大工具。下面是有關(guān)Cython的重要說明：

開發(fā)者可以在Python代碼中使用靜態(tài)類型的聲明
可以調(diào)試使用由Cython、Python和C編寫的混合源代碼
可以使用現(xiàn)有庫(如：NumPy、SciPy、以及CPython生態(tài)系統(tǒng)中的其他庫)，去構(gòu)建高性能的應(yīng)用

如果說使用CPython可以為您提供解釋字節(jié)碼的速度，那么使用Cython則能夠為您提供預(yù)編譯為機器原生代碼的速度。

Skulpt

Skulpt是由Graham Scott創(chuàng)建的一個實驗項目，其流行的速度非常快。作為Python在瀏覽器內(nèi)的一種實現(xiàn)，Skulpt的主要目的是提供一種良好的在線式Python編譯器。當(dāng)然它也可以通過讓W(xué)eb應(yīng)用引擎包含Skulpt，以方便開發(fā)者編寫出被用于前端的Python腳本。

值得一提的是，Skulpt會先將Python代碼轉(zhuǎn)換為JavaScript，然后在瀏覽器中執(zhí)行相應(yīng)的代碼。

Nuitka

由Kay Hayen開發(fā)和維護的Nuitka，是另一個用Python編寫的編譯器。雖然仍處于反復(fù)迭代之中，但它已經(jīng)對默認的CPython實現(xiàn)進行了運行時(run-time)上的改進。

目前，Nuitka的工作原理是將Python代碼編譯為C語言代碼，并利用libPython進行最終執(zhí)行。當(dāng)然，Nuitka的最終計劃是將其替換為原始的純C語言的數(shù)據(jù)類型，而不必再去借用libpython。

注意，Nuitka可以在Apache的許可證下免費被使用，并且可以在Linux、Windows、macOS、以及其他平臺上被設(shè)置使用。

小結(jié)

上述介紹的十種編譯器，大多能夠使開發(fā)人員在自己的項目中混合、或匹配多種語言。當(dāng)然，您也可以從如下方面，去選擇恰當(dāng)?shù)腜ython編譯器：

需要利用其他編程語言的現(xiàn)有代碼庫。
缺乏Java、JavaScript、C、甚至Python中某一方面的技能。
需加速執(zhí)行Python的運行時。

原文標題：The 10 Best Python Compilers for Developers ，作者: Sophia Rodriguez

【51CTO譯稿，合作站點轉(zhuǎn)載請注明原文譯者和出處為51CTO.com】

責(zé)任編輯：華軒來源： 51CTO

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