Топ-7 бесплатных компиляторов и интерпретаторов Python
В этой статье мы поговорим о компиляторах и интерпретаторах Python и обсудим 7 самых популярных из них: CPython, Jython, IronPython, ActivePython, Nuitka, PyJS и Stackless Python.
Итак, давайте начнем.
Компиляторы и интерпретаторы Python
Возможно, вы слышали, что Python называется интерпретируемым языком программирования. Это означает, что компилятор преобразует исходный код (.py-файл) в байт-код (.pyc-файл), который затем исполняется виртуальной машиной Python (PVM).
А теперь рассмотрим наш список компиляторов и интерпретаторов Python:
1. CPython
Это наиболее распространённая, эталонная реализация Python. CPython может быть определен как интерпретатор и компилятор, поскольку он компилирует код Python в байт-код перед его интерпретацией.
Особенностью CPython является то, что он использует глобальную блокировку интерпретатора (GIL) для каждого процесса интерпретатора CPython. Это означает, что в рамках одного процесса в любой момент времени только один поток может обрабатывать байт-код Python. Параллельное выполнение кода может быть достигнуто только с помощью отдельных процессов интерпретатора CPython, которыми управляет многозадачная ОС. В Python есть модуль multiprocessing, который упрощает создание процессов.
2. Jython
Jython является преемником JPython. Это реализация Python для виртуальной машины Java. Jython одновременно и компилятор, и интерпретатор.
Jython компилирует исходный код Python в байт-код Java. Это означает, что мы можем запустить его на любой машине, на которой работает JVM (виртуальная машина Java). Программы, выполняемые в среде Jython, могут одновременно использовать классы языков Java и Python.
3. IronPython
4. ActivePython
ActivePython — это дистрибутив интерпретатора языка программирования Python от компании ActiveState. Распространяется в версиях для Microsoft Windows, Windows NT, Mac OS X, Linux, Solaris, AIX и HP-UX. ActivePython включает более 300 популярных пакетов Python, прошедших предварительную проверку на наличие устаревших или уязвимых версий, несовместимости и неправильного лицензирования.
5. Nuitka
Nuitka — это транспайлер, который транслирует код Python в исполняемые файлы или исходный код C/C++.
Nuitka работает с различными версиями Python и позволяет создавать автономные приложения, даже когда Python не установлен на целевом компьютере.
6. PyJS
PyJS — это фреймворк для для разработки веб-приложений. Он позволит вам использовать Python для разработки как клиентской части веб-приложений, так и десктоп-приложений.
Раньше PyJS назывался Pyjamas. Он транслирует ваш код Python в JavaScript и позволяет запускать его в браузере. PyJS поставляется с AJAX-фреймворком и библиотекой виджетов.
7. Stackless Python
Stackless Python — это интерпретатор Python. Он назван так из-за отказа от использования стандартного стека вызовов языка C в пользу собственного стека.
Особенностью Stackless являются микропотоки (microthreads), которые позволяют избежать чрезмерного расхода системных ресурсов, присущего стандартным потокам операционной системы. В дополнение к стандартным возможностям Python, Stackless добавляет поддержку сопрограмм, коммуникационных каналов и сериализации задач.
Итак, мы рассмотрели некоторые из самых популярных компиляторов и интерпретаторов Python. И можем заключить, что Python не ограничивается только CPython, основной реализацией. Также существуют другие реализации, среди которых можно выбрать ту, которая больше всего подходит для решения поставленных задач.
Download the latest source release
Download the latest version of Python
Looking for Python with a different OS? Python for Windows, Linux/UNIX, macOS, Other
Want to help test development versions of Python? Prereleases, Docker images
Looking for Python 2.7? See below for specific releases
Active Python Releases
Looking for a specific release?
Python releases by version number:
Sponsors
Visionary sponsors help to host Python downloads.
Licenses
All Python releases are Open Source. Historically, most, but not all, Python releases have also been GPL-compatible. The Licenses page details GPL-compatibility and Terms and Conditions.
Sources
For most Unix systems, you must download and compile the source code. The same source code archive can also be used to build the Windows and Mac versions, and is the starting point for ports to all other platforms.
Download the latest Python 3 and Python 2 source.
Alternative Implementations
This site hosts the «traditional» implementation of Python (nicknamed CPython). A number of alternative implementations are available as well.
History
Python was created in the early 1990s by Guido van Rossum at Stichting Mathematisch Centrum in the Netherlands as a successor of a language called ABC. Guido remains Python’s principal author, although it includes many contributions from others.
Release Schedules
Information about specific ports, and developer info
OpenPGP Public Keys
Source and binary executables are signed by the release manager or binary builder using their OpenPGP key. Release files for currently supported releases are signed by the following:
Release files for older releases which have now reached end-of-life may have been signed by one of the following:
You can import a person’s public keys from a public keyserver network server you trust by running a command like:
or, in many cases, public keys can also be found at keybase.io. On the version-specific download pages, you should see a link to both the downloadable file and a detached signature file. To verify the authenticity of the download, grab both files and then run this command:
Note that you must use the name of the signature file, and you should use the one that’s appropriate to the download you’re verifying.
Other Useful Items
Want to contribute?
Want to contribute? See the Python Developer’s Guide to learn about how Python development is managed.
10 лучших IDE и редакторов кода для Python-разработчиков в 2021 году
Да, писать код на Python можно и в простом текстовом редакторе, однако использование специального редактора кода или IDE с дополнительным инструментарием может существенно улучшить продуктивность работы. Но редакторов и IDE много. Как выбрать? Как понять, какие функции важны? А какие из них важнее всего в вашем случае? Стоит ли платить за редактор или IDE?
Сегодня мы разберем все эти вопросы, рассматривая десятку самых лучших редакторов кода и IDE для Python (по состоянию на 2021 год).
Какие редакторы и IDE можно считать подходящими для разработки на Python?
Интегрированная среда разработки (Integrated Development Environment (IDE)) — программное обеспечение с очень обширным набором инструментов, использующихся для написания и тестирования кода. У каждой IDE свой арсенал самых полезных инструментов, но среди них обязательно будет текстовый редактор для написания кода, встроенные инструменты для автоматической компиляции и отладчик для обнаружения возможных ошибок.
Специализированные IDE могут содержать и более продвинутые инструменты, например, интеграции систем искусственного интеллекта.
Редакторы кода — это легковесные альтернативы IDE. В них есть текстовый редактор с автоматической подсветкой синтаксиса и простой отладчик для поиска багов, но нет сложных инструментов, которые можно найти в IDE.
Необходимый функционал в редакторах кода и IDE для работы с Python
10 самых лучших IDE и редакторов кода для Python
При выборе IDE или редактора приходится идти на компромиссы или в степени кастомизации, или в скорости этой самой кастомизации. В нашем списке инструменты построены от наименее до наиболее настраиваемых.
IDE и редакторы кода общего назначения
Atom (редактор кода)
Atom — это редактор, готовый «из коробки». Он имеет открытый исходный код и элегантный вид. Баланс производительности и кастомизации у него, как в Sublime, а настройка делается быстро. В основе редактора лежит фронтенд-фреймворк Electron — инструмент для создания настольных приложений с использованием JS, CSS и HTML.
В Atom есть встроенная поддержка любимых функций разработчиков: автоматического дополнения кода и поиска/вставки. Сам редактор разработан GitHub, так что не удивительно, что в нем есть встроенный функционал для интеграции с GitHub и Git.
Atom допускает применение пользовательских плагинов. Вместе с тем вы можете с легкостью подобрать и установить нужные плагины при помощи платформы с бесплатными пакетами. Эти плагины помогут вам расширить функционал редактора в соответствии с вашими нуждами.
Основной недостаток Atom — он не такой отполированный, как многие другие редакторы кода. Со времени первого выпуска выходило много обновлений, но редактор все равно периодически падает. К сожалению, с тех пор, как в 2018 году Microsoft приобрела GitHub, выход обновлений заметно замедлился.
Достоинства
Недостатки
Use Case
Atom вам подойдет, если вы работаете с несколькими языками и хотите иметь бесплатный и хорошо настраиваемый редактор кода, но не хотите тратить слишком много времени на тонкую настройку.
Codespaces (редактор кода)
Codespaces — новый облачный кроссплатформенный редактор кода, разработанный Microsoft и выпущенный в мае 2020 года. Пользоваться им можно в браузере.
В Codespaces вы найдете браузерный текстовый редактор, поддержку Git-репозиториев и расширений, а также встроенный интерфейс командной строки. Любопытно, что этим редактором можно пользоваться и офлайн — с обновлением после подключения к интернету.
Редактор совершенно бесплатный, но в будущем будет иметь платные опции.
Браузерный подход Codespaces позволяет работать где угодно, на любом устройстве с подключением к интернету. Это делает его прекрасным инструментом для командных проектов, потому что вам не придется передавать копии файлов или иметь какой-то общий инструмент.
Самый большой недостаток Codespaces — его новизна и неотшлифованность. Как и в любом новом проекте, в нем вы легко можете наткнуться на еще не исправленный баг.
Достоинства
Недостатки
Use Case
Codespaces подойдет разработчику, который часто участвует в коллективных проектах или выступает контрибьютором в проектах с открытым кодом и не слишком озабочен кастомизацией.
Visual Studio (IDE)
Visual Studio — IDE общего назначения, поддерживающая Python при помощи плагина Python Tools for Visual Studio (PTVS).
Эта IDE имеет богатый функционал, встроенную поддержку Git, встроенный терминал, полный набор инструментов для юнит-тестирования. Как и в Atom, есть маркетплейс с расширениями.
Visual Studio поставляется с Intellisense — одной из самых лучших на сегодняшний день систем автодополнения. При помощи плагинов можно добавить поддержку инструментов веб-разработки, таких как Flask или Django.
Есть бесплатная версия (Community) и платная (Business/Enterprise) — с дополнительными плюшками вроде поддержки пользователя и инструментов DevOps.
Visual Studio также имеет легковесный редактор кода — Visual Studio Code (VS Code).
Достоинства
Недостатки
Use Case
Visual Studio подойдет разработчику, который регулярно меняет языки, хочет изучить один инструмент для всех своих программистских нужд и не слишком заинтересован в визуальных настройках.
Sublime Text 3 (редактор кода)
Sublime Text — очень отзывчивый редактор кода, которым пользуются тысячи разработчиков. Поддерживает разные версии Python и позволяет назначать версию для каждого отдельного проекта.
Sublime — практически непревзойденный лидер по части скорости: все файлы, за исключением самых больших, открываются мгновенно. Второе преимущество этого редактора — невероятная настраиваемость при помощи подключаемых пользовательских пакетов.
Эти плагины позволят вам поменять буквально что угодно в редакторе, от внешнего вида до поиска ошибок, дополнения кода, поддержки языка и т. д. С каждый днем появляется все больше плагинов, а это значит, что Sublime, вероятно, один из самых обновляемых инструментов на сегодняшний день.
Основной недостаток Sublime — его цена ($80).
Достоинства
Недостатки
Use Case
Этот редактор подойдет опытному программисту, который хочет иметь настраиваемый и при этом легковесный инструмент для всех своих любимых языков, а также не боится потратить некоторое время на настройку.
Vim (редактор кода)
Vim — классический редактор кода, созданный как преемник редактора Vi. Он по умолчанию установлен в Mac OS и Linux, также его можно скачать и установить в Windows. Этот редактор известен крутой кривой изучения и тем, что результаты все же стоят затраченных усилий. Он по-прежнему обновляется, но кардинальные изменения происходят крайне редко.
По умолчанию Vim практически не имеет пользовательского интерфейса, пользоваться им нужно в командной строке. Это означает, что при помощи VIMscript вы сможете кастомизировать в этом инструменте практически что угодно, от внешнего вида до сочетаний клавиш. Благодаря этой особенности, Vim — потенциально самый настраиваемый и производительный редактор кода.
Научившись пользоваться Vim, вы получите очень эффективный инструмент, но переход к работе исключительно с клавиатурой будет нелегким (если только вы не опытный пользователь Vi). Настроить что-то при помощи VIMscript тоже непросто, потому что для этого фактически нужно создать отдельный программистский проект еще до начала работы с редактором!
Достоинства
Недостатки
Use Case
Этот редактор прекрасно подойдет тем, кто уже умеет пользоваться Vi и привык все делать при помощи клавиатуры. Также Vim — прекрасный выбор для разработчика, который хочет иметь самый настраиваемый и эффективный редактор и готов ради этого примириться с крутой кривой изучения.
IDE, заточенные под Python
IDLE (IDE)
IDLE — IDE, устанавливаемая с Python по умолчанию. В ней есть весь основной инструментарий: окно с оболочкой Python, автодополнение, подсветка синтаксиса, умные отступы и базовый отладчик.
IDLE — IDE с ограниченным функционалом, созданная для людей, изучающих программирование. Она легковесная и не слишком настраиваемая — чтобы не шокировать неподготовленных новичков. Но когда вы перейдете к более крупным проектам, вы заметите недостатки в производительности IDLE и нехватку нужных функций.
В IDLE также нет поддержки плагинов, а значит, вы не сможете расширить ее функционал, чтобы подогнать под свои нужды.
Достоинства
Недостатки
Use Case
Если вы новичок в разработке на Python, хотите попрактиковаться на простеньких проектах и при этом не возиться с настройками, IDLE вам подойдет.
Thonny (IDE)
Thonny — бесплатная IDE, спроектированная в качестве идеальной среды для начинающих. Пользовательский интерфейс прост. Встроены подсветка синтаксиса, автодополнение, отладчик и автоформатирование.
В этой IDE также есть уникальные функции для начинающих, например, трекер для значений переменных, находящийся рядом с основным редактором. Все опции устанавливаются через меню, а не путем правки конфигурационных файлов: это позволяет начинающим программистам сосредоточиться на написании кода. Даже установка плагинов оптимизирована для начинающих при помощи простого менеджера пакетов.
Недостаток Thonny в отсутствии продвинутых функций, которые есть в других IDE, например в PyCharm. Также нет специализированных инструментов для специфических приложений, доступных в Spyder. Из-за этого вам в конечном итоге придется перейти на другую IDE, как только ваши программы станут более сложными.
Достоинства
Недостатки
Use Case
Подойдет для начинающих Python-разработчиков, которые хотят больше функций, чем в IDLE, но еще не готовы перейти к более сложным IDE.
Spyder (IDE)
Spyder — IDE Python, созданная специально для разработчиков, занимающихся наукой о данных и машинным обучением. Она входит в Anaconda наряду с популярными библиотеками Python ( Scikit-learn, Numpy, Matplotlib, Scipy и Pandas).
Spyder имеет автодополнение, мощный отладчик, оболочку iPython и ограниченные инструменты для визуализации данных.
В Spyder меньше функций, чем, скажем, в PyDev. Эта IDE фокусируется скорее на предоставлении простого, легкого в использовании инструментария для не-разработчиков.
Достоинства
Недостатки
Use Case
Если вы занимаетесь исключительно наукой о данных или машинным обучением и хотите IDE, подогнанную под ваши нужды, Spyder будет прекрасным выбором.
PyDev (IDE)
PyDev — это IDE-плагин для Eclipse, популярной Java IDE для open source разработки. Поставляется со всеми встроенными элементами управления Eclipse и добавляет поддержку автодополнения, интерактивной консоли и отладки для Python.
Это одна из немногих IDE, имеющих поддержку Jython и Cython. Также есть интеграция с Django с его инструментами для веб-разработки.
Хотя PyDev проигрывает другим IDE в плане функциональности и кастомизации, с ней будет очень легко начать работать тем, кто уже знаком с Eclipse. Правда, если вы не знакомы с Eclipse, кривая изучения будет довольно крутой.
Достоинства
Недостатки
Use Case
PyDev подойдет разработчику, который пользуется Python как вторичным языком для веб-разработки или участия в open-source и имеет опыт работы с Eclipse.
PyCharm (IDE)
PyCharm — одна из самых популярных кроссплатформенных IDE для Python, созданная и регулярно обновляемая солидной компанией JetBrains.
Эта IDE уже из коробки имеет все самые лучшие инструменты: контроль версий, автодополнение, подсветку ошибок, рефакторинг кода и т. д. В отличие от других сред разработки, в PyCharm можно начинать писать код сразу же после загрузки.
Часто отмечается особая полезность предлагаемого PyCharm кода (по сравнению с другими IDE).
Бесплатная версия PyCharm более легковесна и оптимизирована для data science. А платная ($100-200 в год) включает инструменты для веб-разработки и Python-приложения.
Кроме того, для работы PyCharm требуется много VRAM. Использовать ее на старых машинах не получится.
Достоинства
Недостатки
Use Case
PyCharm в полной версии будет прекрасным выбором для разработчика, который согласен заплатить за немедленный доступ к самым лучшим инструментам, чтобы не возиться с настройкой или установкой плагинов.
Также стоит упомянуть
У вас есть свой любимый редактор для программирования на Python, не вошедший в наш список? Предлагайте в комментариях!
Компиляция Python
Предположим, вы разработали приложение или библиотеку на Python и уже готовитесь передать его / её заказчику. И в этот момент возникают вопросы, о которых многие даже не задумываются.
Во-первых, так может оказаться, что вы разработали супер крутой алгоритм, которого ни у кого нет, и показывать его хочется только избранным.
И, наконец, хочется, чтобы конечное приложение работало быстрее, чем в среде разработки.
И вот тут настало время скомпилировать Python-код. Меня зовут Руслан, я старший разработчик компании «Цифровое проектирование». Сегодня я расскажу, как выбрать тот самый компилятор из множества доступных.
AOT/JIT
Компиляция – это сборка программы, включающая: трансляцию всех модулей программы, написанных на языке программирования высокого уровня, в эквивалентные программные модули на низкоуровневом языке, близком к машинному коду, или на машинном языке и сборку исполняемой программы. Существует два вида компиляции:
AOT-компиляция (ahead-of-time) – компиляция перед исполнением программы. Т.е. программа компилируется один раз, в результате компиляции получается исполняемый файл.
Бенчмарк
Так как одной из целей является ускорение, необходимо оценить, насколько быстро работает скомпилированный код. В качестве бенчмарка будем использовать pyperfomance. К сожалению, pyperfomance не подошел для Cython и Pythran, потому что не позволяет визуализировать все возможности языка. Ускорения для Cython без модификации кода получить не удалось, а Pythran не умеет в пользовательские классы. Для них воспользуемся вычислением числа пи:
Эксперименты будем проводить на процессоре Intel Core i7 10510U. На CPython 3.9.7 время вычисления числа пи до 100.000.000 знака заняло 5.82 секунды.
AOT-компиляция Python
PyInstaller
PyInstaller упаковывает приложения Python в автономные исполняемые файлы в Windows, GNU / Linux, Mac OS X, FreeBSD, Solaris и AIX.
Устанавливается через pip:
pip install pyinstaller
После установки для создания исполняемого файла достаточно выполнить команду:
В результате будет создано:
build/ – директория с метаданными для сборки исполняемого файла;
dist/ – директория, содержащая все зависимости и исполняемый файл.
Сборку приложения можно настроить с помощью параметров командной строки:
—name – изменение имени исполняемого файла (по умолчанию, такое же, как у сценария);
—onefile – создание только исполняемого файла (по умолчанию, папка с зависимостями и исполняемый файл);
—hidden-import – перечисление импортов, которые PyInstaller не смог обнаружить автоматически;
—add-data – добавление в сборку файлов данных;
—add-binary – добавление в сборку бинарных файлов;
—exclude-module – исключение модулей из исполняемого файла;
У PyInstaller есть ограничения. Он работает с Python 3.5–3.9. Поддерживает создание исполняемых файлов для разных операционных систем, но не умеет выполнять кросскомпиляцию, т. е. необходимо генерировать исполняемый файл для каждой ОС отдельно. Более того, исполняемый файл зависит от пользовательского glibc, т. е. необходимо генерировать исполняемый файл для самой старой версии каждой ОС.
PyInstaller знает о многих Python-пакетах и умеет их учитывать при сборке исполняемого файла. Но не о всех. Например, фреймворк uvicorn практически весь нужно явно импортировать в файл, к которому будет применена команда pyinstaller. Полный список поддерживаемых из коробки пакетов можно посмотреть здесь.
Cython
Ставится Cython через pip:
pip install Cython
Рассмотрим его работу на примере с вычислением числа пи:
Немного модифицируем нашу функцию:
Cython → C:
Компилируем С-шный код:
И замеряем время на бенчмарке: 3,66 секунды.
А что делать, если в нашем проекте несколько файлов, которые нужно скомпилировать? Тогда нужно использовать так называемый сценарий сборки. С его помощью можно модернизировать сборку в зависимости от операционной системы, указывать несколько файлов, которые необходимо скомпилировать, и многое другое.
Создадим файл build.py:
Запустим: python build.py build_ext –-inplace
В результате будет сгенерирован .so/.dll файл.
Nuitka
Ставится через pip:
pip install nuitka
Для генерации исполняемого файла достаточно выполнить команду:
Для компиляции модуля:
Для компиляции пакета:
Pythran
Pythran – статический компилятор Python, позиционирующий себя как ориентированный на научные вычисления и использующий преимущества многоядерных процессоров и блоков инструкций SIMD. Он транслирует Python-код, аннотированный описаниями интерфейса, в C++. До версии 0.9.5 (включительно) Pythran поддерживал Python 3 и Python 2.7. Последние версии поддерживают только Python 3.
pip install pythran
Генерируем бинарный файл .so:
Pythran по умолчанию не умеет в пользовательские классы, поэтому при попытке их компиляции будет выброшена ошибка:
Top level statements can only be assignments, strings,functions, comments, or imports
Добавим комментарий аннотации функции:
Скомпилируем и бенчмарк выдает 0,00007 секунды.
cx-Freeze
Ставится с помощью pip:
pip install cx_Freeze
Для генерации исполняемого файла достаточно выполнить команду:
Сборку можно настроить с помощью параметров командной строки:
Также возможно использование сценария сборки, например, так:
Сборка исполняемого файла:
python setup.py build
JIT-компиляция Python
JIT-компиляция не позволяет скрывать исходники или создавать автономный исполняемый файл, но дает возможность значительно ускорить выполнение программы.
PyPy
компилятор байт-кода, отвечающий за создание объектов кода Python из исходного кода пользовательского приложения;
оценщик байт-кода, ответственный за интерпретацию объектов кода Python;
стандартное объектное пространство, отвечающее за создание и управление объектами Python, видимыми приложением.
PyPy поддерживает сотни библиотек Python, включая NumPy.
Основные особенности (сравнение с CPython):
Скорость. При выполнении длительно выполняющихся программ, когда значительная часть времени тратится на выполнение кода Python, PyPy может значительно ускорить ваш код.
Использование памяти. Программы Python, требующие много памяти (несколько сотен Мб или более), могут занимать меньше места, чем в CPython. Однако это не всегда так, поскольку зависит от множества деталей. Также базовый уровень потребления оперативной памяти выше, чем у CPython.
Скачать PyPy можно с здесь. После скачивания PyPy готов к запуску после распаковки архива. Если необходимо сделать PyPy доступным для всей системы, достаточно поместить символическую ссылку на исполняемый файл pypy в /usr/local/bin. Также можно поставить с помощью pyenv.
PyPy работает на Mac, Linux (не все дистрибутивы) или Windows.
Для запуска кода с помощью PyPy вместо команды python3 (как c помощью CPython) достаточно воспользоваться командой pypy3:
Pyston
В Pyston поддерживаются все возможности CPython, в том числе C API для разработки расширений на языке Си. Среди основных отличий Pyston от CPython помимо общих оптимизаций выделяется использование DynASM JIT и inline-кэширования.
Заключение
Итак, мы рассмотрели 5 фреймворков AOT-компиляции Python. Для любителей аналитики, ниже приведена таблица со сравнительным анализом.
PyInstaller
Cython
Nuitka
Pythran
cx-Freeze
Генерация автономных исполняемых файлов
Компиляция python-модуля в исполняемый файл, совместимый с CPython