1.介绍Python
Python创始人:吉多·范罗苏姆
Python的创始人为吉多·范罗苏姆(Guido van Rossum)。1989年的圣诞节期间,吉多·范罗苏姆为了在阿姆斯特丹打发时间,决心开发一个新的脚本解释程序,作为ABC语言的一种继承。
Python崇尚优美、清晰、简单,是一个优秀并广泛使用的语言,Python是用来编写应用程序的高级编程语言。
Python可以应用于众多领域,如:数据分析、组件集成、网络服务、图像处理、数值计算和科学计算等众多领域。目前业内几乎所有大中型互联网企业都在使用Python,如:Youtube、Dropbox、BT、Quora(中国知乎)、豆瓣、知乎、Google、Yahoo!、Facebook、NASA、百度、腾讯、汽车之家、美团等。
目前Python主要应用领域:
- 云计算: 云计算最火的语言, 典型应用OpenStack
- WEB开发: 众多优秀的WEB框架,众多大型网站均为Python开发,Youtube, Dropbox, 豆瓣。。。, 典型WEB框架有Django
- 科学运算、人工智能: 典型库NumPy, SciPy, Matplotlib, Enthought librarys,pandas
- 系统运维: 运维人员必备语言
- 金融:量化交易,金融分析,在金融工程领域,Python不但在用,且用的最多,而且重要性逐年提高。原因:作为动态语言的Python,语言结构清晰简单,库丰富,成熟稳定,科学计算和统计分析都很牛逼,生产效率远远高于c,c++,java,尤其擅长策略回测
- 图形GUI: PyQT, WxPython,TkInter
Python在一些公司的应用:
- 谷歌:Google App Engine 、code.google.com 、Google earth 、谷歌爬虫、Google广告等项目都在大量使用Python开发
- CIA: 美国中情局网站就是用Python开发的
- NASA: 美国航天局(NASA)大量使用Python进行数据分析和运算
- YouTube:世界上最大的视频网站YouTube就是用Python开发的
- Dropbox:美国最大的在线云存储网站,全部用Python实现,每天网站处理10亿个文件的上传和下载
- Instagram:美国最大的图片分享社交网站,每天超过3千万张照片被分享,全部用python开发
- Facebook:大量的基础库均通过Python实现的
- Redhat: 世界上最流行的Linux发行版本中的yum包管理工具就是用python开发的
- 豆瓣: 公司几乎所有的业务均是通过Python开发的
- 知乎: 国内最大的问答社区,通过Python开发(国外Quora)
- 春雨医生:国内知名的在线医疗网站是用Python开发的
- 除上面之外,还有搜狐、金山、腾讯、盛大、网易、百度、阿里、淘宝 、土豆、新浪、果壳等公司都在使用Python完成各种各样的任务。
Python的优缺点:
优点:
1.完善的代码库。 Python除了内置库之外,还有丰富的第三方库,也是别人开发的,也可以是你自己开发的进行很好的封装。实现共享,从而实现功能不必从零编写,高效完成,入门容易。
2.开源,Python是FLOSS(自由/开放源码软件)之一。你可以自由地发布这个软件的拷贝、阅读它的源代码、对它做改动、把它的一部分用于新的自由软件中。
3.Python支持面向过程函数编程又支持面向对象抽象编程。
4.可移植性--------由于它的开源本质,Python已经被移植在许多平台上(经过改动使它能够工 作在不同平台上)。如果你小心地避免使用依赖于系统的特性,那么你的所有Python程序无需修改就几乎可以在市场上所有的系统平台上运行。
5.可扩展性--------如果你需要你的一段关键代码运行得更快或者希望某些算法不公开,你可以把你的部分程序用C或C++编写,然后在你的Python程序中使用它们。
6. 可嵌入性--------你可以把Python嵌入你的C/C++程序,从而向你的程序用户提供脚本功能。
缺点:
1.运行速度慢。Python属于解释型语言。需要翻译成CPU能读取机器码。所以相对C语言来说,Python执行速度慢,有速度要求的话,使用C++语言编写关键部分,也可达到相同效果。对于用户来说,在机器上运行,用户也察觉不到这种速度的差异。
2.无法进行加密。由于开源性即是优点又是缺点。
3.架构选择杂多。没有像C语言和java语言一个相对标准的开发架构和规范。
4.线程不能利用多CPU问题,这是Python被人诟病最多的一个缺点,GIL即全局解释器锁(Global Interpreter Lock),是用于的工具,使得任何时刻仅有一个线程在执行,Python的线程是操作系统的原生线程。在Linux上为pthread,在Windows上为Win thread,完全由操作系统调度线程的执行。一个python解释器进程内有一条主线程,以及多条用户程序的执行线程。即使在多核CPU平台上,由于GIL的存在,所以禁止多线程的并行执行。关于这个问题的折衷解决方法,我们在以后线程和进程章节里再进行详细探讨。
2.Python是一门什么语言?
编程语言主要从以下几个角度为进行分类,编译型和解释型、静态语言和动态语言、强类型定义语言和弱类型定义语言,每个分类代表什么意思呢,我们一起来看一下。
编译型语言和解释型语言
1、编译型语言
需通过编译器(compiler)将源代码编译成机器码,之后才能执行的语言。一般需经过编译(compile)、链接(linker)这两个步骤。编译是把源代码编译成机器码,链接是把各个模块的机器码和依赖库串连起来生成可执行文件。
优点:编译器一般会有预编译的过程对代码进行优化。因为编译只做一次,运行时不需要编译,所以编译型语言的程序执行效率高。可以脱离语言环境独立运行。
缺点:编译之后如果需要修改就需要整个模块重新编译。编译的时候根据对应的运行环境生成机器码,不同的操作系统之间移植就会有问题,需要根据运行的操作系统环境编译不同的可执行文件。
代表语言:C、C++、Pascal、Object-C以及最近很火的苹果新语言swift
2、解释型语言
解释性语言的程序不需要编译,相比编译型语言省了道工序,解释性语言在运行程序的时候才逐行翻译。
优点:有良好的平台兼容性,在任何环境中都可以运行,前提是安装了解释器(虚拟机)。灵活,修改代码的时候直接修改就可以,可以快速部署,不用停机维护。
缺点:每次运行的时候都要解释一遍,性能上不如编译型语言。
代表语言:JavaScript、Python、Erlang、PHP、Perl、Ruby
3、混合型语言
既然编译型和解释型各有缺点就会有人想到把两种类型整合起来,取其精华去其糟粕。就出现了半编译型语言。比如C#,C#在编译的时候不是直接编译成机器码而是中间码,.NET平台提供了中间语言运行库运行中间码,中间语言运行库类似于Java虚拟机。.net在编译成IL代码后,保存在dll中,首次运行时由JIT在编译成机器码缓存在内存中,下次直接执行。 Java先生成字节码再在Java虚拟机中解释执行。
动态语言和静态语言
1、动态语言
是一类在运行时可以改变其结构的语言:例如新的函数、对象、甚至代码可以被引进,已有的函数可以被删除或是其他结构上的变化。通俗点说就是在运行时代码可以根据某些条件改变自身结构。
主要动态语言:Object-C、C#、JavaScript、PHP、Python、Erlang。
2、静态语言
与动态语言相对应的,运行时结构不可变的语言就是静态语言。如Java、C、C++。
3、注意:
很多人认为解释型语言都是动态语言,这个观点是错的!Java是解释型语言但是不是动态语言,Java不能在运行的时候改变自己结构。反之成立吗?动态语言都是解释型语言。也是错的!Object-C是编译型语言,但是他是动态语言。得益于特有的run time机制(准确说run time不是语法特性是运行时环境,这里不展开)OC代码是可以在运行的时候插入、替换方法的。
C#也是动态语言,通过C#的反射机制可以动态的插入一段代码执行。所以我说C#是这个星球最好的编程语言。
动态类型语言和静态类型语言
1、动态类型语言
很多网上资料把动态类型语言和动态语言混为一谈,简直是误人子弟。动态类型语言和动态语言是完全不同的两个概念。动态类型语言是指在运行期间才去做数据类型检查的语言,说的是数据类型,动态语言说的是运行是改变结构,说的是代码结构。
动态类型语言的数据类型不是在编译阶段决定的,而是把类型绑定延后到了运行阶段。
主要语言:Python、Ruby、Erlang、JavaScript、swift、PHP、Perl。
2、静态类型语言
静态语言的数据类型是在编译其间确定的或者说运行之前确定的,编写代码的时候要明确确定变量的数据类型。
主要语言:C、C++、C#、Java、Object-C。
3、注意:
相当一部分程序员,也包括曾经的我,认为解释型语言都是动态类型语言,编译型语言都是静态类型语言。这个也是错的。swift是编译型语言但是它也是动态类型语言。C#和Java是解释型语言也是静态类型语言。
强类型语言和弱类型语言
1、强类型语言:
强类型语言,一旦一个变量被指定了某个数据类型,如果不经过强制类型转换,那么它就永远是这个数据类型。你不能把一个整形变量当成一个字符串来处理。
主要语言:Java、C#、Python、Object-C、Ruby
2、弱类型语言:
数据类型可以被忽略,一个变量可以赋不同数据类型的值。一旦给一个整型变量a赋一个字符串值,那么a就变成字符类型。
主要语言:JavaScript、PHP、C、C++(C和C++有争议,但是确实可以给一个字符变量赋整形值,可能初衷是强类型,形态上接近弱类型)
3、注意:
一个语言是不是强类型语言和是不是动态类型语言也没有必然联系。Python是动态类型语言,是强类型语言。JavaScript是动态类型语言,是弱类型语言。Java是静态类型语言,是强类型语言。
如何理解编程语言(例如 Python)的强类型和动态类型语言?
python是一门动态解释性的【强类型定义】语言?
书上说python是弱类型语言,网上查查说强类型语言,我先放一放 免得误导?????
Python解释器
当我们编写Python代码时,我们得到的是一个包含Python代码的以.py
为扩展名的文本文件。要运行代码,就需要Python解释器去执行.py
文件。
由于整个Python语言从规范到解释器都是开源的,所以理论上,只要水平够高,任何人都可以编写Python解释器来执行Python代码(当然难度很大)。事实上,确实存在多种Python解释器。
CPython
当我们从下载并安装好Python 2.7后,我们就直接获得了一个官方版本的解释器:CPython。这个解释器是用C语言开发的,所以叫CPython。在命令行下运行python
就是启动CPython解释器。
CPython是使用最广的Python解释器。教程的所有代码也都在CPython下执行。
IPython
IPython是基于CPython之上的一个交互式解释器,也就是说,IPython只是在交互方式上有所增强,但是执行Python代码的功能和CPython是完全一样的。好比很多国产浏览器虽然外观不同,但内核其实都是调用了IE。
CPython用>>>
作为提示符,而IPython用In [
序号
]:
作为提示符。
PyPy
PyPy是另一个Python解释器,它的目标是执行速度。PyPy采用,对Python代码进行动态编译(注意不是解释),所以可以显著提高Python代码的执行速度。
绝大部分Python代码都可以在PyPy下运行,但是PyPy和CPython有一些是不同的,这就导致相同的Python代码在两种解释器下执行可能会有不同的结果。如果你的代码要放到PyPy下执行,就需要了解。
Jython
Jython是运行在Java平台上的Python解释器,可以直接把Python代码编译成Java字节码执行。
IronPython
IronPython和Jython类似,只不过IronPython是运行在微软.Net平台上的Python解释器,可以直接把Python代码编译成.Net的字节码。
可见
Python的解释器很多,但使用最广泛的还是CPython。如果要和Java或.Net平台交互,最好的办法不是用Jython或IronPython,而是通过网络调用来交互,确保各程序之间的独立性。
小总结: