“Life is short, I use python”这句喜闻乐见的宣传语，在某种程度上表白了应用python开发软件的高效。以笔者目前的能力来说，python开发软件的高效次要体现在两个方面：1. 简略且贴合自然语言的语法设计，这使得python程序的可读性极佳，可能缩小将逻辑转换为程序，查看逻辑谬误的老本。2. （简直）一切都是对象的形象形式，凭此，软件开发者首先能够将物理世界的客观事物都形象为程序中的对象，而后自在组织及操作。本文将从python程序的执行和python程序中所有皆为对象两个话题，具体论述笔者对python高效编程的浅见。
因自己满腹经纶，故行文之间恐有纰漏，望诸君海涵，不吝赐教，若能予以斧正，则感激不尽。
python程序的执行
图1 first.py
有一个first.py文件, 内容如图1所示。python解释器执行后，顺次输入the first file和the main function。由此可知，python解释器是“逐行解释”程序的。
图2 second.py
在first.py的同级目录下增加一个second.py文件, 内容如图2所示，first.py的内容更新为图3所示。python解释器执行first.py后，顺次输入the second file，the first file和the main function。这阐明，import语句被最先执行，而且second.py不是主module。此外，同级目录下多了一个__pycache__目录，其内有一个second.cpython-38.pyc文件(笔者应用的是CPython3.8解释器)，它是一个binary文件，执行python second.cpython-38.pyc后，打印the second file。由此可知，python解释器是先编译second.py，而后将pyc文件给first.py应用。因而python解释器运行python程序的过程，蕴含了编译与解释两个阶段。
图3 更新后的first.py
从上述内容可知，import的语义是导入pyc文件。那么，python解释器抛出ModuleNotFoundError的本质是，__pycache__的父目录没有被退出到python解释器的搜寻门路中。个别地，python解释器的搜寻门路包含python解释器执行的当前目录，规范库及pip装置目录，环境变量PYTHONPATH以及sys.path.insert/append动静增加的目录。
进一步地，python解释器是如何执行”import second“这条语句的呢？python官网文档在importlib中给出了答案[1]。首先调用__init__.py文件中的import_module函数，而后调用_bootstrap.py文件中的_gcd_import函数，最初调用同文件下的_find_and_load函数，其源码如下图4所示。通过源码可知，python将程序运行所需的所有模块都保留在了sys.modules中，它是一个字典。
图4 _find_and_load函数源码
python程序中所有皆为对象
批改first.py文件的内容如图5所示，python解释器执行first.py后，输入内容如正文所示，这里，咱们先断言它们都是类的实例化对象。如何验证呢？
图5 first.py
python提供了__class__属性来获取对象的类。批改first.py文件内容如图6所示, 拜访它们的__class__后，输入的类如正文所示，由此验证了它们都是对象。而且，输入的这些类与MyClass一样，它们仍是类的实例化对象，能够持续拜访__class__属性，输入的类均为<class ‘type’>。此时，咱们发现module，function和int的类都是type，而且type的类仍是type。由此可知，python的对象体系如图7所示，其中type被称作metaclass。
图6 first.py的类
联合python解释器逐行解释的工作原理可知，def myFunc通过编译、解释后会被创立为名为myFunc的function对象，class MyClass通过编译、解释后会被创立为名为MyClass的class对象。查阅python官网文档可知，类function实例化的function对象myFunc只容许被调用以及作为参数传递，MyClass则能够实例化object[2]。而且，Class MyClass等同于MyClass = type(‘MyClass’, (), {})，其中type(className, bases, dict, **kwds)为type的一种构造函数[3]。
图7 python的对象体系
了解了python在宏观层面的对象体系后，咱们将眼光聚焦到对象自身。在python中，object是数据和办法的聚合体, 其中数据与办法的可调用对象, 统称为object的属性（attribute），内置函数dir(object)能够查看object的属性，object调用拜访符”.”能够拜访它的属性。
例如, 在first.py的同级目录下增加一个third.py文件, 内容如图8所示。python解释器执行third.py后，third.py中的输入内容如图8中正文所示。由此可知，module对象second，class对象MyClass及function对象myFunc，都是module对象first的属性。在third.py中应用first.XXX即可拜访它们。通过属性__module__，对象能够取得它隶属的module的名称。
图8 third.py
除了符号”.”以外，python还提供了内置函数getattr(object, name)，可能通过字符串映射到object的属性。与之绝对地，内置函数setattr(object, name, value)则用于更新属性的值,这就是python的反射机制。因为python程序中简直所有皆为对象，所以熟练掌握这些内置函数后，软件开发者可能轻松实现基于字符串的事件驱动。
至此，咱们梳理一下上述内容：
1. 解释器逐行解释python程序。
2. python文件被import后，会被python解释器转换成module对象。
3. 所有module对象被演绎在sys.modules字典内，key是moudle对象的名称。
4. python文件内的class对象，function对象，根本数值对象，module对象，都是该python文件被转换后的module对象的属性。
5. __class__属性能够获取对象的class对象，__module__属性能够获取对象隶属模块的名称。
6. 内置函数getattr和setattr实现了以字符串映射到object的属性。
实践上，基于以上6点内容，咱们能够从任意python对象登程，获取到python程序中的其余已被解释器实例化的任意对象。比方，从任意python对象推得其隶属的module对象，而后获取属性module，最初拜访属性module内的对象。或者借助sys.modules，绕过import语句，间接拜访其余module内的python对象。
python解释器的解释程序和python程序中所有皆为对象的形象形式，赋予了软件开发者自在编排、更改python程序行为的能力。在此基础上，软件开发者再联合设计模式，开发教训以及大量练习，就能够实现高效、简洁、表达能力强的python程序。
参考文献
[1] https://docs.python.org/3/lib…
[2] https://docs.python.org/3/lib…
[3] https://docs.python.org/3/lib…
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