Python和Java在运行速度上的差异主要源自它们的执行方式和底层实现的不同。
解释执行 vs 编译执行:
Python是一种解释型语言,它的代码在运行时由解释器逐行解释和执行。这种解释执行的方式使得Python的运行速度相对较慢,因为解释器需要实时地将代码转换为机器语言。
Java则是一种编译型语言,它的代码在运行之前会先被编译成字节码,然后由Java虚拟机(JVM)在运行时解释执行。虽然Java也有解释执行的部分,但主要性能优化来自于即时编译(JIT,Just-In-Time compilation),它能够将频繁执行的代码段动态地编译为本地机器代码,从而提高运行速度。
类型系统和动态性:
Python是动态类型语言,变量的类型是在运行时确定的。这种动态性使得在运行时需要更多的类型检查和动态分派,从而增加了运行时开销。
Java是静态
类型语言,变量的类型在编译时就已经确定。这种静态类型检查可以使得编译器在编译时进行更多的优化,减少了运行时的开销。
有符号数和无符号数
有符号数:
有符号数可以表示正数、负数和零。
最高位(通常是最左边的位)通常用作符号位,0表示正数,1表示负数。
剩余的位用来表示数值的大小。
例如,一个8位的有符号数可以表示从 -128 到 127 的整数范围。
一个字节代表8个比特位,有符号则最高位1为负,0为正。例如10000000,01111111就表示-128,127