[ノンプロ研Python中級講座1期]卒業LT後編～Pythonの実行と正体～

どうも。ケニー（tsujikenzo）です。このシリーズでは、2023年3月から始まりました「ノンプロ研Python中級講座1期」について、全6回でお届けします。今日は最終回の最終回です。

前回のおさらい

前回は、「卒業LT中編～環境変数とPath～」をお届けしました。

今回は、「卒業LT後編～Pythonの実行と正体～」をお届けします。

前回、言い忘れたことがあります。

それは、「PythonのPathを通すのは、Python本体があるディレクトリ」ということです。

わたしのパソコンには、Anaconda3がインストールされています。

Anaconda3フォルダの直下にPython.exeファイルがあります。

なので、環境変数にも、このようにPathを通しています。

任意のフォルダに、メッセージを出力するだけの、かんたんなpyファイルを作成します。

# python-sample.py
print("Hello, I'm Python.")

コマンドプロンプトを起動し、カレントディレクトリを移動し、python ファイル名で実行しましょう。

前回の復習ですが、裏では、python(exeが省略されている)を、

と、いうことをやっています。

Path変数を参照しにいくと、Anaconda3というディレクトリの中にPython.exeを発見しましたので、起動して、python-sample.pyを実行できました。という流れです。

※ちなみに、pythonを付けずに、python-sample.pyだけを実行すると、VS Codeなどのエディタが立ち上がると思います。これは、Windows上で、python-sample.pyをダブルクリックした状態と同じです。

ここで、お気づきの方もいるかもしれませんが、Pythonファイルを実行すると、C++のような、「実行可能ファイル」が生成されません。

このように、コンパイルして実行可能ファイルを作成せず、ソースコードを読み込んで実行することを、インタープリター方式（またはインタープリテッド言語）と呼びます。

どんなプログラミング言語であれ、人間が書いたソースコードは、パソコンには読めません。パソコンは、01で書かれたマシン語という言葉しか理解できません。

なので、必ず、ソースコードを翻訳する必要があります。その翻訳機が「コンパイラ」です。

コンパイラは、中でさまざまなことを行っています。

字句解析（Lexical Analysis）: ソースコード（文字列）を読み取りながら、トークン（識別子、キーワード、演算子など）に分割します。
構文解析（Syntax Analysis）: 字句解析されたトークンの順序や構造を確認し、構文的な正当性を検証します。
構文木（Syntax Tree）：構文解析の結果、構文木が生成されます。
意味解析（Semantic Analysis）: 構文木を解析し、変数の宣言や型チェック、スコープの管理など、言語固有の意味を持つかどうかを確認します。
中間表現の生成（Intermediate Code Generation）: 意味解析が完了したら、中間表現（Intermediate Representation）を生成します。中間表現は、最適化やコード生成のための準備段階として使用されます。
最適化（Optimization）: 中間表現を最適化することで、生成されるコードの効率や実行時間を改善します。
コード生成（Code Generation）: 最適化された中間表現から、ターゲットプラットフォームに対応した実行可能なコード（アセンブリ言語、機械語）を生成します。コード生成では、レジスタの割り当て、命令の配置、メモリの管理などが考慮されます。
最終処理（Finalization）: コード生成が完了したら、必要な最終処理を実行します。

JavaScriptで聞かれる「レキシカルスコープ」とは、まさに、字句解析を行った時点で、スコープを決定するというものです。

また、構文木とは、ソースコードの構造をツリー上の階層的な形式で表現したものです。

コンパイルには、「事前コンパイル方式」と「事後コンパイル方式」の、2種類があります。

ファイル（アプリケーションなど）を実行するまえに、翻訳を行うのが、事前コンパイル方式です。

どのプラットフォームで動作させるのか、というのを予め決めておく必要がありますが、事前にコンパイルを済ませておくので、処理が早いというメリットがあります。

いっぽうで、ファイル（アプリケーションなど）を実行するときに、翻訳を行うのが、事後コンパイル方式です。

事後コンパイル方式のことを「インタープリター方式」とも呼びます。事後コンパイル方式における翻訳機のことを、インタープリターと呼びます

事後コンパイル方式は、ソースコードさえ用意しておけば、プラットフォーム側がコンパイラを用意すれば、どこでも実行できる、というメリットがあります。もちろん、実行の都度コンパイルするので、動作は遅いです。

コンパイル言語とインタープリテッド言語には、下記のようなメリット・デメリットがあります。