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啟汀技術(shù)部        

    Python是一種面向?qū)ο蟮慕忉屝陀嬎銠C程序設(shè)計語言,由荷蘭人Guido van Rossum于1989年發(fā)明,第一個公開發(fā)行版發(fā)行于1991年。

    Python是純粹的自由軟件, 源代碼和解釋器CPython遵循 GPL(GNU General Public License)協(xié)議。Python語法簡潔清晰,特色之一是強制用空白符(white space)作為語句縮進。
    Python具有豐富和強大的庫。它常被昵稱為膠水語言,能夠把用其他語言制作的各種模塊(尤其是C/C++)很輕松地聯(lián)結(jié)在一起。常見的一種應(yīng)用情形是,使用Python快速生成程序的原型(有時甚至是程序的最終界面),然后對其中有特別要求的部分,用更合適的語言改寫,比如3D游戲中的圖形渲染模塊,性能要求特別高,就可以用C/C++重寫,而后封裝為Python可以調(diào)用的擴展類庫。需要注意的是在您使用擴展類庫時可能需要考慮平臺問題,某些可能不提供跨平臺的實現(xiàn)。
    7月20日,IEEE發(fā)布2017年編程語言排行榜:Python高居首位。
    自從20世紀90年代初Python語言誕生至今,它已被逐漸廣泛應(yīng)用于系統(tǒng)管理任務(wù)的處理和Web編程。
    Python的創(chuàng)始人為Guido van Rossum。1989年圣誕節(jié)期間,在阿姆斯特丹,Guido為了打發(fā)圣誕節(jié)的無趣,決心開發(fā)一個新的腳本解釋程序,作為ABC 語言的一種繼承。之所以選中Python(大蟒蛇的意思)作為該編程語言的名字,是因為他是一個叫Monty Python的喜劇團體的愛好者。
ABC是由Guido參加設(shè)計的一種教學(xué)語言。就Guido本人看來,ABC 這種語言非常優(yōu)美和強大,是專門為非專業(yè)程序員設(shè)計的。但是ABC語言并沒有成功,究其原因,Guido 認為是其非開放造成的。Guido 決心在Python 中避免這一錯誤。同時,他還想實現(xiàn)在ABC 中閃現(xiàn)過但未曾實現(xiàn)的東西。
就這樣,Python在Guido手中誕生了。可以說,Python是從ABC發(fā)展起來,主要受到了Modula-3(另一種相當(dāng)優(yōu)美且強大的語言,為小型團體所設(shè)計的)的影響。并且結(jié)合了Unix shell和C的習(xí)慣。
    Python已經(jīng)成為最受歡迎的程序設(shè)計語言之一。2011年1月,它被TIOBE編程語言排行榜評為2010年度語言。自從2004年以后,python的使用率呈線性增長。
    由于Python語言的簡潔性、易讀性以及可擴展性,在國外用Python做科學(xué)計算的研究機構(gòu)日益增多,一些知名大學(xué)已經(jīng)采用Python來教授程序設(shè)計課程。例如卡耐基梅隆大學(xué)的編程基礎(chǔ)、麻省理工學(xué)院的計算機科學(xué)及編程導(dǎo)論就使用Python語言講授。眾多開源的科學(xué)計算軟件包都提供了Python的調(diào)用接口,例如著名的計算機視覺庫OpenCV、三維可視化庫VTK、醫(yī)學(xué)圖像處理庫ITK。而Python專用的科學(xué)計算擴展庫就更多了,例如如下3個十分經(jīng)典的科學(xué)計算擴展庫:NumPy、SciPy和matplotlib,它們分別為Python提供了快速數(shù)組處理、數(shù)值運算以及繪圖功能。因此Python語言及其眾多的擴展庫所構(gòu)成的開發(fā)環(huán)境十分適合工程技術(shù)、科研人員處理實驗數(shù)據(jù)、制作圖表,甚至開發(fā)科學(xué)計算應(yīng)用程序。
風(fēng)格
    Python在設(shè)計上堅持了清晰劃一的風(fēng)格,這使得Python成為一門易讀、易維護,并且被大量用戶所歡迎的、用途廣泛的語言。
設(shè)計者開發(fā)時總的指導(dǎo)思想是,對于一個特定的問題,只要有一種最好的方法來解決就好了。這在由Tim Peters寫的Python格言(稱為The Zen of Python)里面表述為:There should be one-- and preferably only one --obvious way to do it. 這正好和Perl語言(另一種功能類似的高級動態(tài)語言)的中心思想TMTOWTDI(There's More Than One Way To Do It)完全相反。
    Python的作者有意的設(shè)計限制性很強的語法,使得不好的編程習(xí)慣(例如if語句的下一行不向右縮進)都不能通過編譯。其中很重要的一項就是Python的縮進規(guī)則。
    一個和其他大多數(shù)語言(如C)的區(qū)別就是,一個模塊的界限,完全是由每行的首字符在這一行的位置來決定的(而C語言是用一對花括號{}來明確的定出模塊的邊界的,與字符的位置毫無關(guān)系)。這一點曾經(jīng)引起過爭議。因為自從C這類的語言誕生后,語言的語法含義與字符的排列方式分離開來,曾經(jīng)被認為是一種程序語言的進步。不過不可否認的是,通過強制程序員們縮進(包括if,for和函數(shù)定義等所有需要使用模塊的地方),Python確實使得程序更加清晰和美觀。
與MATLAB相比
    說起科學(xué)計算,首先會被提到的可能是MATLAB。然而除了MATLAB的一些專業(yè)性很強的工具箱還無法被替代之外,MATLAB的大部分常用功能都可以在Python世界中找到相應(yīng)的擴展庫。和MATLAB相比,用Python做科學(xué)計算有如下優(yōu)點:
    ● 首先,MATLAB是一款商用軟件,并且價格不菲。而Python完全免費,眾多開源的科學(xué)計算庫都提供了Python的調(diào)用接口。用戶可以在任何計算機 上免費安裝Python及其絕大多數(shù)擴展庫。
    ● 其次,與MATLAB相比,Python是一門更易學(xué)、更嚴謹?shù)某绦蛟O(shè)計語言。它能讓用戶編寫出更易讀、易維護的代碼。
    ● 最后,MATLAB主要專注于工程和科學(xué)計算。然而即使在計算領(lǐng)域,也經(jīng)常會遇到文件管理、界面設(shè)計、網(wǎng)絡(luò)通信等各種需求。而Python有著豐富的擴展庫,可以輕易完成各種高級任務(wù),開發(fā)者可以用Python實現(xiàn)完整應(yīng)用程序所需的各種功能。
設(shè)計定位
    Python的設(shè)計哲學(xué)是“優(yōu)雅”、“明確”、“簡單”。因此,Perl語言中“總是有多種方法來做同一件事”的理念在Python開發(fā)者中通常是難以忍受的。Python開發(fā)者的哲學(xué)是“用一種方法,最好是只有一種方法來做一件事”。在設(shè)計Python語言時,如果面臨多種選擇,Python開發(fā)者一般會拒絕花俏的語法,而選擇明確的沒有或者很少有歧義的語法。由于這種設(shè)計觀念的差異,Python源代碼通常被認為比Perl具備更好的可讀性,并且能夠支撐大規(guī)模的軟件開發(fā)。這些準(zhǔn)則被稱為Python格言。在Python解釋器內(nèi)運行import this可以獲得完整的列表。
    Python開發(fā)人員盡量避開不成熟或者不重要的優(yōu)化。一些針對非重要部位的加快運行速度的補丁通常不會被合并到Python內(nèi)。所以很多人認為Python很慢。不過,根據(jù)二八定律,大多數(shù)程序?qū)λ俣纫蟛桓?。在某些對運行速度要求很高的情況,Python設(shè)計師傾向于使用JIT技術(shù),或者用使用C/C++語言改寫這部分程序??捎玫腏IT技術(shù)是PyPy。
    Python是完全面向?qū)ο蟮恼Z言。函數(shù)、模塊、數(shù)字、字符串都是對象。并且完全支持繼承、重載、派生、多繼承,有益于增強源代碼的復(fù)用性。Python支持重載運算符和動態(tài)類型。相對于Lisp這種傳統(tǒng)的函數(shù)式編程語言,Python對函數(shù)式設(shè)計只提供了有限的支持。有兩個標(biāo)準(zhǔn)庫(functools, itertools)提供了Haskell和Standard ML中久經(jīng)考驗的函數(shù)式程序設(shè)計工具。
    雖然Python可能被粗略地分類為“腳本語言”(script language),但實際上一些大規(guī)模軟件開發(fā)計劃例如Zope、Mnet及BitTorrent,Google也廣泛地使用它。Python的支持者較喜歡稱它為一種高級動態(tài)編程語言,原因是“腳本語言”泛指僅作簡單程序設(shè)計任務(wù)的語言,如shellscript、VBScript等只能處理簡單任務(wù)的編程語言,并不能與Python相提并論。
    Python本身被設(shè)計為可擴充的。并非所有的特性和功能都集成到語言核心。Python提供了豐富的API和工具,以便程序員能夠輕松地使用C語言、C++、Cython來編寫擴充模塊。Python編譯器本身也可以被集成到其它需要腳本語言的程序內(nèi)。因此,很多人還把Python作為一種“膠水語言”(glue language)使用。使用Python將其他語言編寫的程序進行集成和封裝。在Google內(nèi)部的很多項目,例如Google Engine使用C++編寫性能要求極高的部分,然后用Python或Java/Go調(diào)用相應(yīng)的模塊?!禤ython技術(shù)手冊》的作者馬特利(Alex Martelli)說:“這很難講,不過,2004 年,Python 已在 Google 內(nèi)部使用,Google 召募許多 Python 高手,但在這之前就已決定使用Python,他們的目的是 Python where we can, C++ where we must,在操控硬件的場合使用 C++,在快速開發(fā)時候使用 Python。”