一、什么是pyc文件
pyc是一种二进制文件，是由py文件经过编译后，生成的文件，是一种byte code字节码，py文件变成pyc文件后，加载的速度有所提高，而且pyc是一种跨平台的字节码，是由Python的虚拟机来执行的，这个是类似于Java或者.NET的虚拟机的概念，从而实现跨平台。pyc文件经过python解释器最终会生成机器码运行。所以pyc文件是可以跨平台部署的，类似Java的.class文件。如果py文件改变，也会重新生成pyc文件。
pyc的内容，是跟python的版本相关的，不同版本编译后的pyc文件是不同的，2.5编译的pyc文件，2.4版本的python是无法执行的。
Python是完全面向对象的语言，Python文件在经过解释器解释后生成字节码对象PyCodeObject，pyc文件可以理解为是PyCodeObject对象的持久化保存方式。pyo是优化的字节码文件。当python程序运行时，编译的结果是保存在位于内存中的PyCodeObject中，当Python程序运行结束时，Python解释器则将PyCodeObject写回到pyc文件中。当python程序第二次运行时，首先程序会在硬盘中寻找pyc文件，如果找到，则直接载入，否则就重复上面的过程。所以，我们可以说pyc文件其实是PyCodeObject的一种持久化保存方式。
Python选项中：
- -O，表示优化生成.pyo字节码。
- -OO，表示进一步移除-O选项生成的字节码文件中的文档字符串（这是在作用效果上解释的，而不是说从-O选项得到的文件去除）。
- -m，表示导入并运行指定的模块，也就是生成pyc文件。
其他文件：
- pyo是优化编译后的程序 python -O 源文件即可将源程序编译为pyo文件。相比于.pyc文件更小，也可以提高加载速度。但对于嵌入式系统，它可将所需模块编译成.pyo文件以减少容量。
- pyd是python的动态链接库。
1.1 为什么需要pyc文件
（1）python为了提高运行效率也会进行编译
python是解释型语言，运行的时候需要通过python解释器解释执行。我们知道解释型语言最大的问题是运行速度比编译性慢，因为编译性语言会产生二进制执行文件，也就是不跨平台的机器指令。所以如果先编译出pyc文件后，可以节省编译这一步的耗时时间。在一定程度上提高程序的运行速度。
我们一般认为C/C++是编译语言，ruby是解释型语言。而Java是先编译后解释的语言：Java首先是通过编译器编译成字节码文件，然后在运行时通过解释器给解释成机器文件。Java，.net，python等基于虚拟机的语言，我们又不能把语言纯粹地分成解释型和编译型这两种。Python也是一门基于虚拟机的语言。当我们在命令行中输入python hello.py时，其实是激活了Python的“解释器”，告诉“解释器”：你要开始工作了。可是在“解释”之前，其实执行的第一项工作和Java一样，是编译。
一般的IDE，比如Eclipse都会将这两步合并为一步。先编译后解释：
Python解释器将源码转换为字节码（跨平台，统一的，只不过不同OS的虚拟机基于它产生不同的机器指令实现跨平台），然后再由解释器来执行这些字节码，转化为合适的机器指令，然后执行。
（2）防止源码泄露。
因为py文件是可以直接看到源码的，如果你是开发商业软件的话，不可能把源码也泄漏出去吧？所以就需要编译为pyc后，再发布出去。当然，pyc文件也是可以反编译的，不同版本编译后的pyc文件是不同的，根据python源码中提供的opcode，可以根据pyc文件反编译出py文件源码，网上可以找到一个反编译python2.3版本的pyc文件的工具，不过该工具从python2.4开始就要收费了，如果需要反编译出新版本的pyc文件的话，就需要自己动手了,不过你可以自己修改python的源代码中的opcode文件，重新编译python，从而防止不法分子的破解。
1.2 一定产生pyc吗？
实际开发中我们发现有的py文件产生pyc，而有的py文件不产生pyc。
pyc文件只有在文件被当成模块导入时才会生成。也就是说，Python解释器认为，只有import进行的模块才需要被重用。 生成pyc文件的好处显而易见，当我们多次运行程序时，不需要重新对该模块进行重新的解释。主文件一般只需要加载一次不会被其他模块导入，所以一般主文件不会生成pyc文件。
当有别的程序再次import这些模块时，python就不用再重新解析py文件，而是读入pyc文件就可以了。
1.3 如何产生pyc文件？
因为并不是一定会产生pyc文件，所以在什么情况下产生pyc文件？如何产生？
（1）被当做模块调用的时候会自动生成pyc文件
一般是python脚本被当做模块，被其他脚本文件调用时，就会产生pyc文件，举个例子：
如果你写了一个脚本文件image.py是用来生成验证码的，如果你在index.py文件中想引用这个脚本的功能，就需要通过import导入image.py文件，然后，如果你运行index.py文件，那就会在image.py文件所在的路径生成一个image.pyc文件。
（2）对于py文件，可以执行下面命令来生成pyc文件。参数-m。
（3）通过代码来生成pyc文件。
生成单个pyc文件
Python提供了内置的类库来实现把py文件编译为pyc文件，这个模块就是 py_compile 模块。
compile函数原型：
compile(file[, cfile[, dfile[, doraise]]])
- file 表示需要编译的py文件的路径
- cfile 表示编译后的pyc文件名称和路径，默认为直接在file文件名后加c 或者 o，o表示优化的字节码
- dfile it is used as the name of the source file in error messages instead of file
- doraise 可以是两个值，True或者False，如果为True，则会引发一个PyCompileError，否则如果编译文件出错，则会有一个错误，默认显示在sys.stderr中，而不会引发异常
批量生成pyc文件
一般来说，我们的工程都是在一个目录下的，一般不会说仅仅编译一个py文件而已，而是需要把整个文件夹下的py文件都编译为pyc文件，python又为了我们提供了另一个模块：compileall 。使用方法如下：
import compileall
compileall.compile_dir(r'H:/game')
这样就把game目录，以及其子目录下的py文件编译为pyc文件了。来看下compile_dir函数的说明：
compile_dir(dir[, maxlevels[, ddir[, force[, rx[, quiet]]]]])
- dir 表示需要编译的文件夹位置
- maxlevels 表示需要递归编译的子目录的层数，默认是10层，即默认会把10层子目录中的py文件编译为pyc
- ddir it is used as the base path from which the filenames used in error messages will be generated。
- force 如果为True，则会强制编译为pyc，即使现在的pyc文件是最新的，还会强制编译一次，pyc文件中包含有时间戳，python编译器会根据时间来决定，是否需要重新生成一次pyc文件
- rx 表示一个正则表达式，比如可以排除掉不想要的目录，或者只有符合条件的目录才进行编译
- quiet 如果为True，则编译后，不会在标准输出中，打印出信息
1.4 pyc文件的过期时间
- 在生成pyc文件的同时，写入了一个Long型的变量，用于记录最近修改的时间；
- 每次载入之前都先检查一下py文件和pyc文件的最后修改日期，如果不一致则会生成一个新的pyc文件
1.5 pyc文件的组成
pyc文件一般由3个部分组成:
- 最开始4个字节是一个Maigc int，标识此pyc的版本信息，不同的版本的 Magic 都在 Python/import.c 内定义
- 接下来四个字节还是个int,是pyc产生的时间(1970.01.01到产生pyc时候的秒数)
- 接下来是个序列化了的 PyCodeObject(此结构在 Include/code.h 内定义),序列化方法在 Python/marshal.c 内定义
1.6 导入和模块
模块其实也是一个python文件。我们把一些功能相关的代码写到一个模块里。这样，当你需要用到某个功能时，就将这个模块导入，就可以直接使用它的函数了，非常的方便。
在python中，一个模块就是一个py文件，可以说一个文件就是一个独立的模块，一个独立的模块就是一个py文件。你自己写的py文件，可以引入别人的模块；别人也可以引用你的这个py文件，去使用你写的函数 。所以，模块中可以有函数，也可以有类。
导入一个模块，使用import。
1.7 pyo文件
python -O -m py_compile file.py
可以编译成pyo文件，是优化过的字节码文件。
1. 其中的 -m 相当于脚本中的import，这里的-m py_compile 相当于上面的 import py_compile
2. -O 如果改成 -OO 则是删除相应的 pyo文件，具体帮助可以在控制台输入 python -h 查看
总结
- Python的pyc文件从一定意义上可以减少解释器解释Python文件的时间，不必每次都要解释编译一遍，方便下次快速加载，有点类似数据库的缓存吧；