Question

将Python（可能通过中间C表示）编译成机器代码是否可行？

据推测，它需要链接到Python运行时库，Python标准库中任何Python本身的部分都需要编译（并链接）。

另外，如果你想对表达式进行动态评估，你需要捆绑Python解释器，但也许不允许这样做的Python子集仍然有用。

它会提供任何速度和/或内存使用优势吗？据推测，Python解释器的启动时间将被消除（尽管共享库仍需要在启动时加载）。

Answer 1

正如@Greg Hewgill所说，有充分的理由说明为什么这并不总是可行的。但是，某些类型的代码（如非常算法代码）可以转换为“真正的”机器代码。

有几种选择：

使用Psyco，动态发出机器代码。但是，您应该仔细选择要转换的方法/功能。
使用Cython，这是一种Python- 之类的语言，编译成Python C扩展
使用PyPy，其中包含来自RPython的转换程序（Python的受限子集，不支持Python的某些“动态”功能）到C或LLVM。
- PyPy仍然是高度实验性的
- 并非所有扩展都会出现

之后，您可以使用现有的一个软件包（freeze，Py2exe，PyInstaller）将所有内容放入一个二进制文件中。

总而言之：您的问题没有一般答案。如果您的Python代码对性能至关重要，请尝试使用尽可能多的内置功能（或者询问“如何使我的Python代码更快”问题）。如果这没有帮助，请尝试识别代码并将其移植到C（或Cython）并使用扩展名。

Answer 2

尝试ShedSkin Python-to-C ++编译器，但它远非完美。还有Psyco - Python JIT，如果只需要加速。但恕我直言，这不值得努力。对于速度至关重要的代码部分，最佳解决方案是将它们编写为C / C ++扩展。

Answer 3

py2c（http://code.google.com/p/py2c）可以将python代码转换为c / c ++ 我是py2c的独立开发者。

Answer 4

PyPy是一个用Python重新实现Python的项目，使用编译作为本机代码作为实现策略之一（其他是使用JIT的VM，使用JVM等）。他们编译的C版本平均比CPython慢，但对某些程序要快得多。

Shedskin是一个实验性的Python-to-C ++编译器。

Pyrex是专为编写Python扩展模块而设计的语言。它旨在弥合优秀的，高级的，易于使用的Python世界与凌乱的低级C世界之间的差距。

Answer 5

Nuitka是一个Python到C ++编译器，它链接到libpython。这似乎是一个相对较新的项目。作者在pystone基准测试中声称speed improvement超过了CPython。

Answer 6

Pyrex是编译为C语言的Python语言的子集，由最初为Python构建list comprehensions的人完成。它主要是为构建包装器而开发的，但可以在更一般的环境中使用。 Cython是一个更积极维护的派雷克斯分支。

Answer 7

乍一看这似乎是合理的，但是Python中有很多普通的东西不能直接映射到C表示而不需要承载很多Python运行时支持。例如，想到鸭子打字。 Python中用于读取输入的许多函数可以采用文件或类似文件的对象，只要它支持某些操作，例如。 read（）或readline（）。如果您考虑将此类支持映射到C所需的内容，您就会开始想象Python运行时系统已经完成的各种事情。

有py2exe等实用程序将Python程序和运行时捆绑到一个可执行文件中（尽可能）。

Answer 8

一些额外的参考：

https://github.com/dropbox/pyston是由Dropbox开发的Python的JIT编译器
http://pythran.readthedocs.io/是用于科学计算的C ++翻译器的编译时python
https://github.com/cosmo-ethz/hope是用于科学计算的C ++翻译器的JIT python

Answer 9

Jython有一个针对JVM字节码的编译器。字节码是完全动态的，就像Python语言本身一样！很酷。（是的，正如Greg Hewgill的回答所说，字节码确实使用了Jython运行时，因此Jython jar文件必须随应用程序一起分发。）

Answer 10

Psyco是一种即时（JIT）编译器：Python的动态编译器，运行代码的速度提高了2-100倍，但需要大量内存。

简而言之：它可以更快地运行您现有的Python软件，但源代码没有变化，但它不像C编译器那样编译成目标代码。

Answer 11

答案是“是的，有可能”。您可以使用Python代码并尝试使用CPython API将其编译为等效的C代码。事实上，曾经有一个Python2C项目就是这样做的，但我多年没有听说过它（回到Python 1.5天就是我上次看到它的时候。）

您可以尝试尽可能地将Python代码转换为本机C，并在需要实际Python功能时回退到CPython API。在过去的一两个月里，我一直在玩弄这个想法。然而，这是一项非常多的工作，并且大量的Python特性很难转换为C：嵌套函数，生成器，除了简单类的简单类，任何涉及从模块外部修改模块全局变量的东西，等等等等。

Answer 12

这不会将Python编译为机器代码。但允许创建一个共享库来调用Python代码。

如果您正在寻找的是从C运行Python代码而不依赖于execp的简单方法。您可以从python代码生成一个共享库，其中包含对Python embedding API的一些调用。那么应用程序就是一个共享库，你可以在许多其他库/应用程序中使用它。

这是一个创建共享库的简单示例，您可以使用C程序进行链接。共享库执行Python代码。

将要执行的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

您可以使用python2 -c "import pythoncalledfromc; pythoncalledfromc.main('HELLO')进行尝试。它将输出：

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

共享库将由以下callpython.h：

定义

#ifndef CALL_PYTHON
#define CALL_PYTHON

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

#endif

关联的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();
}

您可以使用以下命令编译它：

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

创建一个名为callpythonfromc.c的文件，其中包含以下内容：

#include "callpython.h"

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

编译并运行：

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

这是一个非常基本的例子。它可以工作，但根据库，可能仍然很难将C数据结构序列化为Python，从Python序列化为C.事情可以自动化......

Nuitka可能会有所帮助。

此外还有numba，但他们都不打算完全按照您的意愿行事。可以从Python代码生成C头，但前提是您指定如何将Python类型转换为C类型或者可以推断出该信息。有关Python ast分析器，请参阅python astroid。

Answer 13

尝试Python → 11l → C++ transpiler。

将Python编译为机器代码是否可行？

13 个答案: