مقدمة

تقدم لغة Python، وهي لغة برمجة مرنة ومستخدمة بشكل عام، العديد من عمليات التنفيذ التي تدعم تنفيذها. ومن بين هذه البرامج، يظل CPython هو التنفيذ الأكثر شهرة واستخدامًا على نطاق واسع. بصفته المترجم الافتراضي لـ Python، يلعب CPython دورًا محوريًا في تنفيذ كود Python وإنشاء قدرات اللغة. في هذه المقالة، سوف نتعمق في لغة CPython، ونفهم بنيتها وفوائدها وتأثيرها على نظام Python البيئي.

فهم سي بايثون

CPython هو تنفيذ للغة برمجة Python المكتوبة بلغة البرمجة C. إنه بمثابة الأداء المرجعي ويلخص فكرة لغة بايثون كما تتميز بها مؤسسة برمجيات بايثون. CPython هو المترجم القياسي المقبول وهو في كثير من الأحيان ما يشير إليه المهندسون أثناء الحديث عن تنفيذ Python.

العمارة CPython

تدور بنية CPython حول عملية التجميع والتنفيذ الديناميكية. عند تشغيل برنامج Python النصي، تحدث التطورات المصاحبة

مصدر الرمز: تتم كتابة كود مصدر بايثون في سجلات .py، والتي تحتوي على إرشادات متماسكة بشريًا.

طويلة لسلسلة جافا

الليكسينغ والتحليل: يقوم مترجم CPython بتوزيع الكود المصدري باستخدام وحدة محلل Python. يتضمن هذا التفاعل اكتشاف الكود في أجزائه المركزية وإنشاء صورة منظمة تسمى شجرة التحليل.

شجرة بناء الجملة المجردة (AST): يتم أيضًا تغيير شجرة التحليل إلى شجرة تركيب مجردة (AST)، وهي صورة أكثر تنسيقًا تلتقط دلالات الكود.

تجميع البايت كود: يتم ترتيب AST في كود ثانوي باستخدام وحدة مترجم Python. Bytecode هو تصوير منخفض المستوى للكود الذي يكون أكثر منطقية لفهمه بواسطة مترجم CPython.

تنفيذ: يتم تنفيذ الرمز الثانوي بواسطة مترجم CPython. يطلع المترجم على كل توجيهات الكود الثانوي ويقوم بالمهام ذات الصلة، مما يؤدي إلى النتيجة المثالية.

مميزات برنامج سي بايثون

تكمن أهمية CPython في مميزاته المختلفة:

1. يوفر CPython بيئة سهلة الفهم وبديهية، وهو أمر رائع للمبتدئين في تعلم لغة Python. تسمح غلافتها الذكية للمصممين بتجربة واختبار قصاصات التعليمات البرمجية بشكل تدريجي.
2. يتم إنشاء معظم مكتبات ووحدات الطرف الثالث وتطويرها للاستخدام مع CPython، مما يضمن التشابه والتنفيذ. يمكّن هذا النظام البيئي بعيد المدى المهندسين من تصنيع عدد كبير من الاستخدامات.
3. يعمل CPython كتنفيذ مرجعي، مما يضمن أن جميع مهندسي Python لديهم نمط نموذجي للعمل معه. يعمل هذا التطبيع على تعزيز الاتساق ويمنع الانقطاع داخل مجتمع بايثون.
4. يتضمن CPython أكواد C وPython بشكل لا تشوبه شائبة، مما يسمح للمهندسين بتوسيع Python باستخدام مكتبات C لتنفيذ المهام الأساسية. تمكن هذه القدرة المهندسين من استخدام مكتبات C الموجودة وترقية تطبيقات Python الخاصة بهم.
5. دعم المجتمع إلى حد بعيد، فإن معظم أصول مجتمع Python والتمارين التعليمية والوثائق مصممة خصيصًا لعملاء CPython. تسهل شبكة الدعم الواسعة هذه على المهندسين التعلم والتحقيق والتعاون.

أمثلة على سي بايثون

ماذا عن أن نلقي نظرة على بعض الأمثلة التي توضح معنى CPython في برمجة Python:

مثال 1: المكتبة القياسية

يضمن تكامل CPython مع مكتبة Python القياسية أن يتعامل المطورون مع عدد كبير من الوحدات والقدرات الأساسية. على سبيل المثال، عندما تستخدم الوحدة الرقمية لتنفيذ العمليات الرقمية، فإنك تستخدم التكامل المتسق لـ CPython مع كود C الذي يساعد في التنفيذ.

شفرة

 # To find the square root of a number import math result = math.sqrt(25) print(result) 

انتاج:

 5.0 

المثال 2: توسيع بايثون باستخدام لغة C

يسمح CPython للمطورين بتوسيع فائدة Python من خلال استخدام مكتبات C. وهذا يتيح إمكانية الانضمام إلى كود التنفيذ النخبة في تطبيقات بايثون. فيما يلي مثال مباشر لاستخدام مكتبة ctypes للتفاعل مع مكتبة C:

شفرة

 # importing libraries import ctypes # Loading the C library c_library = ctypes.CDLL(' myclibrary.so ') # Calling the C function c_library.my_c_function() 

المثال 3: التعامل مع مكتبات الطرف الثالث

إن تشابه CPython مع مكتبات الطرف الثالث هو أساس نظامها البيئي. يمكن للمطورين دائمًا تنسيق فائدة محددة في مشاريعهم من خلال تقديم وجلب حزم خارجية. فيما يلي مثال لاستخدام مكتبة الطلبات الشهيرة لتنفيذ طلبات HTTP:

شفرة

 # import requests module import requests # loading website response = requests.get(' https://www.javatpoint.com ') print(response.status_code) 

انتاج:

تطفو على السلسلة

 200 

المثال 4: الاستفادة من التزامات المجتمع

يضيف مجتمع Python بشكل فعال إلى تقدم CPython من خلال تفصيل الأخطاء واقتراح التحسينات وإرسال التصحيحات. يضمن هذا الجهد التعاوني بقاء CPython قويًا وآمنًا وحديثًا. تم العثور على مثال على هذا التعاون في عملية Python Enthusiasm (Python Upgrade Proposition)، حيث يقترح المطورون ويفحصون التغييرات في اللغة والنظام البيئي والمكتبة القياسية.

المثال 5: تحسين التنفيذ

تلعب بنية CPython، والتي تتضمن تجميع وتنفيذ الكود الثانوي، دورًا في عرض Python. ومع ذلك، تشتهر لغة بايثون بكونها أبطأ مقارنة باللهجات ذات المستوى الأدنى، ويمكن للمطورين ترقية أجزاء التنفيذ الدقيقة من التعليمات البرمجية الخاصة بهم من خلال استخدام استراتيجيات مثل الاستفادة من القدرات المدمجة والمفاهيم المتهدمة.

شفرة

 # Using list comprehension for performance squares = [ x * x for x in range(1, 11) ] print(squares) 

انتاج:

 [ 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100 ] 

تسلط هذه الأمثلة الضوء على تطبيقات CPython الحقيقية، وتظهر تأثيرها على أجزاء مختلفة من تطوير Python. أثناء قيامك بالتحقيق في نظام Python البيئي، ستواجه المزيد من الأحداث التي يكون فيها دور CPython ملحًا في تعزيز فائدة اللغة ومرونتها.

دور CPython في النظام البيئي

إن الاستقبال الواسع لـ CPython يجعله أساس نظام Python البيئي. وجوده الافتراضي في معظم الأطر وتشابهه مع الحزم المختلفة يجعله المترجم الفوري لبعض المهندسين. على الرغم من ذلك، من المهم ملاحظة أنه على الرغم من أن CPython هو التنفيذ الأكثر وضوحًا، إلا أن عمليات التنفيذ الأخرى مثل Jython وIronPython وPyPy تضيف إلى إسراف نظام Python البيئي.

المترجم الافتراضي

يصبح CPython هو النقطة المحورية المهيمنة باعتباره المترجم الافتراضي لـ Python. هذا يعني أنه عندما يقوم العملاء بتنزيل Python وتثبيته، فمن المرجح أنهم يستخدمون CPython. لقد دفعت جودتها الواضحة إلى استخدام مصطلح 'Python' بشكل متكرر على العكس من 'CPython'، مما يسلط الضوء على تأثيرها الذي لا مفر منه.

المشتركة في العديد من الأطر

إن شيوع CPython على العديد من الأنظمة الأساسية، بما في ذلك Windows وmacOS وLinux، يسلط الضوء على الاعتراف الواسع النطاق به. يضمن هذا الانتشار أن المطورين يمكنهم إنشاء التعليمات البرمجية باستخدام CPython والاعتقاد بأنها ستعمل بشكل لا تشوبه شائبة عبر بيئات مختلفة، وهو أمر أساسي لتعدد استخدامات التعليمات البرمجية والتقدم عبر المراحل.

احذف الملف في جافا

تطبيقات بايثون البديلة

بينما يحكم CPython، فإن نظام Python البيئي بعيد جدًا عن أن يقتصر على التنفيذ الفردي. تهتم بعض عمليات التنفيذ الاختيارية بحالات استخدام معينة، مما يزيد من تنوع لغة بايثون وتنوعها. بعض عمليات الإعدام البارزة تشمل:

جيثون

تنقل Jython لغة Python إلى مجال Java، مما يسمح للمطورين بتأليف تعليمات برمجية لـ Python التي ترتفع بشكل مفاجئ في الطلب على Java Virtual Machine (JVM). يمنح هذا التكامل قبول لغة Python في مكتبات Java، مما يمكّن المطورين من التعامل مع قوة اللهجتين في مشاريعهم.

أيرون بايثون

يقوم IronPython بتمديد بوصلة Python إلى نظام .NET. إنه يشتمل على بيئة .NET بشكل لا تشوبه شائبة، مما يجعله خيارًا جذابًا للمطورين الذين يرغبون في استخدام سهولة Python جنبًا إلى جنب مع قدرات منصة .NET.

PyPy

تتبنى PyPy استراتيجية مثيرة للاهتمام من خلال توقع زيادة تطوير سرعة تنفيذ Python. إنه يتذكر برنامج التحويل البرمجي Only For Time (JIT) الذي يمكنه تسريع أنواع محددة من أكواد Python. يعد هذا التنفيذ جذابًا بشكل خاص لتنفيذ التطبيقات الأساسية.

مشهد البرمجة

تحمل عمليات التنفيذ الاختيارية هذه التنوع والتقدم في نظام بايثون البيئي. إنهم يهتمون بحالات الاستخدام الصريحة، مما يؤدي إلى تنمية قدرات بايثون بما يتجاوز مساحتها التقليدية. بالإضافة إلى ذلك، فهي تعمل على تمكين التجربة والخطأ وتلاقح الأفكار بين لهجات البرمجة، مما يؤدي في النهاية إلى تطوير مشهد البرمجة بأكمله.

أداء وتحسين CPython

كان أداء CPython في كثير من الأحيان موضوعًا للمحادثة في مجتمع Python. يمكن لطبيعتها المفسرة وتكوينها الديناميكي وذاكرة اللوحة أن تؤثر بشكل أكبر على سرعة التنفيذ.

يتضمن تحسين كود Python داخل بيئة CPython فهم السمات واستخدام الأساليب التي تتماشى مع بنيتها. فيما يلي بعض الإجراءات التي يجب مراعاتها:

• ج ملحقات
• نومبي وسيثون
• قائمة الفهم
• التنميط والقياس
• الوظائف والمكتبات المضمنة

خاتمة

يقوم CPython، باعتباره المترجم الافتراضي لـ Python، بتشكيل أساس تنفيذ اللغة. إن هندسته المعمارية وفوائده واستخدامه اللامحدود تجعله مشاركًا حيويًا في مشهد البرمجة. من خلال فهم العمليات الداخلية لـ CPython، يكتسب المصممون المعرفة بدورة التنفيذ، مما يمكنهم من إنشاء كود Python الإنتاجي والمتقدم. سواء كنت مصممًا مبتدئًا أو مصممًا بارعًا، فإن دور CPython ضروري لعملية Python الخاصة بك، حيث يشكل كيفية إنشاء التعليمات البرمجية وتنفيذها في لغة البرمجة المرنة هذه. أثناء بحثك في تحسين Python، تذكر أن CPython هو المحرك الذي يحرك تنفيذ التعليمات البرمجية الخاصة بك ويسمح لخططك بأن تصبح نشطة تمامًا.