已编译脚本的字节码因编译方式而异

Question

当天早些时候，我对文档字符串和 dis 模块进行了大量试验，遇到了一些我似乎无法找到答案的问题。

首先，我创建一个包含以下内容的文件 test.py：

def foo():
    pass

只有这个，没有别的。

然后我打开一个解释器来观察程序的字节码。你可以这样得到它：

code = compile(open('test.py').read(), '', 'exec')

第一个参数是字符串形式的代码，第二个参数用于调试目的（留空是O.K。）而第三个是模式。 single 和 exec 我都试过了。结果是一样的。

之后，你可以用dis反编译字节码。

>>> import dis
>>> dis.dis(code)

字节码输出是这样的：

 1           0 LOAD_CONST               0 (<code object foo at 0x10a25e8b0, file "", line 1>)
              3 MAKE_FUNCTION            0
              6 STORE_NAME               0 (foo)
              9 LOAD_CONST               1 (None)
             12 RETURN_VALUE

有道理，这么简单的脚本。这也是有道理的。

然后我尝试像这样通过命令行编译它：

$ python -m py_compile test.py

这导致字节码生成并放置在 test.pyc 文件中。内容可以再次反汇编：

>>> import dis
>>> dis.dis(open('test.pyc').read())

这是输出：

>>    0 ROT_THREE      
      1 <243>            2573
>>    4 <157>           19800
>>    7 BUILD_CLASS    
      8 DUP_TOPX            0
     11 STOP_CODE      
     12 STOP_CODE      
>>   13 STOP_CODE      
     14 STOP_CODE      
     15 STOP_CODE      
     16 STOP_CODE      
     17 POP_TOP        
     18 STOP_CODE      
     19 STOP_CODE      
     20 STOP_CODE      
     21 BINARY_AND     
     22 STOP_CODE      
     23 STOP_CODE      
     24 STOP_CODE      
     25 POP_JUMP_IF_TRUE    13
     28 STOP_CODE      
     29 STOP_CODE      
     30 LOAD_CONST          0 (0)
     33 MAKE_FUNCTION       0
     36 STORE_NAME          0 (0)
     39 LOAD_CONST          1 (1)
     42 RETURN_VALUE   
     43 STORE_SLICE+0  
     44 ROT_TWO        
     45 STOP_CODE      
     46 STOP_CODE      
     47 STOP_CODE      
     48 DUP_TOPX            0
     51 STOP_CODE      
     52 STOP_CODE      
     53 STOP_CODE      
     54 STOP_CODE      
     55 STOP_CODE      
     56 STOP_CODE      
     57 POP_TOP        
     58 STOP_CODE      
     59 STOP_CODE      
     60 STOP_CODE      
     61 INPLACE_POWER  
     62 STOP_CODE      
     63 STOP_CODE      
     64 STOP_CODE      
     65 POP_JUMP_IF_TRUE     4
     68 STOP_CODE      
     69 STOP_CODE      
     70 LOAD_CONST          0 (0)
     73 RETURN_VALUE   
     74 STORE_SLICE+0  
     75 POP_TOP        
     76 STOP_CODE      
     77 STOP_CODE      
     78 STOP_CODE      
     79 INPLACE_XOR    
     80 STORE_SLICE+0  
     81 STOP_CODE      
     82 STOP_CODE      
     83 STOP_CODE      
     84 STOP_CODE      
     85 STORE_SLICE+0  
     86 STOP_CODE      
     87 STOP_CODE      
     88 STOP_CODE      
     89 STOP_CODE      
     90 STORE_SLICE+0  
     91 STOP_CODE      
     92 STOP_CODE      
     93 STOP_CODE      
     94 STOP_CODE      
     95 STORE_SLICE+0  
     96 STOP_CODE      
     97 STOP_CODE      
     98 STOP_CODE      
     99 STOP_CODE      
    100 POP_JUMP_IF_TRUE     7
    103 STOP_CODE      
    104 STOP_CODE      
    105 LOAD_GLOBAL     29541 (29541)
    108 LOAD_GLOBAL     28718 (28718)
    111 SETUP_EXCEPT      884 (to 998)
    114 STOP_CODE      
    115 STOP_CODE      
    116 STOP_CODE      
    117 BUILD_TUPLE     28527
    120 POP_TOP        
    121 STOP_CODE      
    122 STOP_CODE      
    123 STOP_CODE      
    124 POP_JUMP_IF_TRUE     2
    127 STOP_CODE      
    128 STOP_CODE      
    129 STOP_CODE      
    130 POP_TOP        
    131 INPLACE_XOR    
    132 STORE_SLICE+0  
    133 POP_TOP        
    134 STOP_CODE      
    135 STOP_CODE      
    136 STOP_CODE      
    137 LOAD_LOCALS    
    138 STOP_CODE      
    139 STOP_CODE      
    140 STOP_CODE      
    141 STOP_CODE      
    142 STORE_SLICE+0  
    143 STOP_CODE      
    144 STOP_CODE      
    145 STOP_CODE      
    146 STOP_CODE      
    147 STORE_SLICE+0  
    148 STOP_CODE      
    149 STOP_CODE      
    150 STOP_CODE      
    151 STOP_CODE      
    152 STORE_SLICE+0  
    153 STOP_CODE      
    154 STOP_CODE      
    155 STOP_CODE      
    156 STOP_CODE      
    157 POP_JUMP_IF_TRUE     7
    160 STOP_CODE      
    161 STOP_CODE      
    162 LOAD_GLOBAL     29541 (29541)
    165 LOAD_GLOBAL     28718 (28718)
    168 SETUP_EXCEPT     2164 (to 2335)
    171 STOP_CODE      
    172 STOP_CODE      
    173 STOP_CODE      
    174 STORE_SUBSCR   
    175 IMPORT_FROM     25711 (25711)
    178 <117>           25964
    181 BINARY_LSHIFT  
    182 POP_TOP        
    183 STOP_CODE      
    184 STOP_CODE      
    185 STOP_CODE      
    186 POP_JUMP_IF_TRUE     0
    189 STOP_CODE      
    190 STOP_CODE

差异是惊人的。为什么字节码会因编译方式的不同而出现如此鲜明的对比？

Answer 1

.pyc 文件的内容不是原始的 Python 字节码指令。一个 .pyc 文件 contains

一个 4 字节的幻数，
一个 4 字节的修改时间戳，并且
一个编组代码对象.

你基本上就是第二次拆垃圾

如果要从.pyc反汇编代码，可以跳过8个字节，解组代码对象，然后在代码对象上调用dis.dis：

import dis
import marshal

with open('test.pyc', 'b') as f:
    f.seek(8)
    dis.dis(marshal.load(f))

请注意，.pyc 格式可以随版本自由更改，因此这可能并不总是有效。事实上，自参考文章发表以来，它已经发生了变化；他们在 Python 3.3 中的源文件大小的时间戳后添加了 4 个字节，因此在 3.3 及更高版本中，您必须跳过 12 个字节。

已编译脚本的字节码因编译方式而异

Byte code of a compiled script differs based on how it was compiled

python

bytecode

disassembly

python-internals

pyc