C 코드가 Python보다 빠르게 실행되는 이유는 무엇입니까?

이 기사에서는 C 코드가 Python보다 빠르게 실행되는 이유를 알아봅니다.

Guido Van Rossum은 가장 유명한 프로그래밍 언어 중 하나인 Python을 개발했습니다. Python은 명확한 구문과 간단한 코드로 인해 초보자에게도 인기가 높습니다. Python을 배우는 것은 프로그래밍 경력을 막 시작한 사람들에게 매우 유익합니다. Python 프로그래밍 교육, 블로그, 비디오, 모듈 및 수천 개의 기타 리소스를 사용하여 이 인기 있는 언어의 모든 측면을 배울 수 있습니다. 이 과정을 마치면 GUI 개발, 웹 디자인, 시스템 관리, 복잡한 금융 거래 또는 계산, 데이터 과학, 시각화 등과 같은 현대적인 개발 활동을 수행할 수 있습니다.

Python은 해석 언어이기 때문에 C보다 느립니다.

Python은 해석 언어이기 때문에 C보다 느립니다.

따라서 주어진 명령문을 실행하려면 더 많은 실제 CPU 명령어가 필요합니다.

숫자 1을 추가하거나 Python 코드의 지정된 값과 비교하여 변수 값이 해당 값보다 작은지, 큰지 또는 정확히 같은지 확인할 수 있습니다.

차이점은 Python 코드가 CPU에 의해 즉시 실행되지 않고 해석된다는 점입니다.

성능 측면에서 이는 엄청난 차이를 만듭니다.

Python 코드를 실행하려면 거의 항상 가상 머신을 사용하세요

가상 컴퓨터의 또 다른 이름은 "바이트코드 인터프리터"입니다.

해석된 코드는 실제 기계어 명령어를 실행하는 것보다 명령어를 구현하는 데 더 많은 명령어가 필요하기 때문에 항상 실제 기계어 코드보다 느립니다.

예

x += 1이라는 표현을 생각해 보세요. Intel CPU에서 레지스터 증가는 대기 시간이 1이고 처리량이 1/3(1/3)의 역수인 단일 작업입니다.

즉, 인텔 프로세서가 제공할 수 있는 가장 빠른 CPU 명령어를 의미합니다.

x += 1은 Python에서 어떻게 구현되나요?

이를 이해하려면 먼저 Python이 내부적으로 어떻게 작동하는지 이해해야 합니다.

Python의 내부 구성 요소에는 토크나이저, 어휘 분석기, 바이트코드 생성기 및 바이트코드 인터프리터가 포함됩니다. -

• Tokenizer - 주어진 ASCII 텍스트 파일(Python 코드)에서 토큰 스트림을 생성합니다.

• 어휘 분석기 - Python의 이 영역에는 적절한 들여쓰기 및 간격이 포함됩니다. 이 시점에서 구문 검사가 수행됩니다.

• 바이트코드 생성기 - 최적화가 수행되면 Python 구성 요소에 의해 수행됩니다. 그러나 Python은 컴파일된 언어가 아니기 때문에 C 컴파일러에 비해 사용 가능한 최적화 범위가 제한됩니다.

• "바이트코드 인터프리터"라고 불리는 Python 모듈은 바이트코드 스트림을 관리하고 Python 가상 머신에 전원을 공급합니다(상태 유지).

바이트코드는 일반적으로 생성되면 메모리에 캐시됩니다.

이렇게 하면 Python에서 이미 본 코드에 대해 토큰화, 어휘 분석, 바이트코드 생성 프로세스를 반복할 필요가 없기 때문에 속도가 향상됩니다.

따라서 while 루프를 반복할 때마다 토큰화, 어휘 분석 및 바이트코드 생성 프로세스를 거치는 대신 바이트코드를 바이트코드 인터프리터에 계속 전달할 수 있습니다.

이게 더 빠르지 않나요? 아니요, 실제로는 그렇지 않습니다.

캐시된 바이트코드를 사용하는 것이 더 빠르지만, 기계어 코드만큼 빠르게 실행되거나 작동하지 않습니다.

코드를 실행하는 실제 CPU는 가상 컴퓨터가 아닙니다.

편집 과정

컴파일된 UCSD 파스칼은 당시 다른 컴파일 언어와 달리 어셈블리 언어로 컴파일되지 않았습니다. 대신 p 코드로 컴파일됩니다.

그래서 "컴파일된 파스칼 프로그램"을 생각하면 p-Code를 생각하게 됩니다. Java나 Python을 좋아하고 새로운 것을 생각해낸 척하고 싶다면 "바이트코드"를 사용하세요.

또한 Python에는 "컴파일된 Python"이라는 개념도 포함되어 있습니다. 이는 토크나이저, 어휘분석기 및 바이트코드 생성기에 의해 처리되어 바이트코드 해석기(일명 Python 가상 머신)에 제공할 수 있는 캐시된 바이트코드를 생성하는 Python 코드를 의미합니다. ).

확장자가 .py인 파일을 보면 Python 소스 코드가 포함된 ASCII 텍스트 파일입니다.

PYthon, 컴파일된 파일은 ".pyc" 확장자를 가진 파일을 나타냅니다.

그래도 가상 컴퓨터는 생성된 코드를 실행합니다.

네이티브 코드

프로그램이 빌드되면 해당 프로그램이 설계된 플랫폼의 기본 바이너리 CPU 명령어로 변환될 때까지 기본 코드로 완전히 변환되지 않습니다.

여기에는 일반적으로 어셈블리 코드를 작성하고 이를 어셈블러에 전달한 다음 바이트코드를 사용하는 대신 어셈블러가 플랫폼별 객체 파일을 생성하도록 하는 작업이 포함됩니다.

프로그램이 플랫폼 런타임에 연결될 때까지는 사용할 준비가 되지 않습니다. 런타임은 동적 개체 로딩과 같은 런타임 서비스를 제공하고 코드 실행을 위한 환경을 구축할 수 있습니다. 컴파일된 C에는 런타임이 있습니다. 컴파일된 C++에는 런타임이 있습니다.

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• Python은 광범위한 온전성 검사를 수행합니다. 정수는 오버플로되지 않고, 유효하지 않은 메모리는 절대 액세스되지 않으며, 유형은 (조용히) 부정확하지 않으며, 배열은 끝을 넘어서 쓰거나 읽히지 않습니다. Python에서는 "비로컬 오류"가 발생하는 경우가 거의 없지만 C에서는 실제로 오류가 보고되지 않은 오류가 발생하는 것이 매우 일반적입니다.

• Python의 컴파일러는 (있는 경우) 매우 고급 최적화를 수행하지 않습니다. 우선 속도는 C만큼 중요하지 않으며 계속할 정보도 많지 않습니다. 예를 들어 Common Lisp(예: Python(동적 언어와 마찬가지로)에서는 유형 주석을 제공하여 C와 동일한 속도를 얻을 수 있습니다. 안전 검사를 선택 해제하고 특정 변수가 특정 유형을 가질 것이라고 약속하면 정확히 동일한 기계어 코드 지침을 얻을 수 있습니다. 프로그램에 버그가 있어서 똑같은 이상한 동작이 발생합니다.)

결론

이 기사에서는 C 코드가 Python보다 빠르게 실행되는 다양한 이유에 대해 배웠습니다.

위 내용은 C 코드가 Python보다 빠르게 실행되는 이유는 무엇입니까?의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!