对当今Python 快速发展的研究与展望

Posted 2020-11-01 helpcode

对当今Python 快速发展的研究与展望
摘要：本文通过分析Python语言的发展历史、设计哲学、应用领域和优缺点，分析了Pytho近年来快速发展的原因。
一、Python 简史
Python 是由Guido van Rossum 在1989 年圣诞节期间开发的一种脚本语言。在Python 之前，Guido 还参与设计了另一种教学语言ABC，这是一种为非专业开发者设计的教学语言。ABC 并未获得预想的成功，究其原因是语言的非开放性造成的，但是ABC 语言易于使用的特点还是被Python 继承了下来。同时，Python 也受到Modula-3 的影响，Modula-3 是一种起源于Alogo-60 的语言，主要设计特点是简单、安全和强大。Python 的第一次实现是在Mac 上，Python 也受到了Unix shell和C（起源于Alogo-60）语言的影响。Python 1.0 发布与1991 年，并没有像java 引起巨大轰动。Python 2.0 发布于2000 年，实现了完整的垃圾回收，而且支持Unicode。Python 社区也逐步完善，对Python 的发展和推广起到了非常重要的作用。到2008 年，Python 3.0 正式发布，Python 已经成为一种集支持命令式程序设计、函数式编程、面向对象程序设计、面向侧面的程序设计、泛型编程多种编程范式于一身的脚本语言。
二、Python 的设计哲学
Python 的设计哲学是”优雅“、”明确”和”简单”。Python 并不像C++ 或者Java 一样灵活，这种语言希望的是“用一种方法，最好是只有一种方法来做一件事”，这种明确的设计是Python 一直所追求的。Python 比其他语言更排斥复杂灵活的代码风格，( 比如Perl) 反而提倡严谨，简单的编写代码。Python 是简单的，用Python 写的程序更像是一些伪代码，易于阅读也易于编写。Python 是高度可扩展的，排斥将大量的特性和功能都集成到语言核心，而是把这种工作留给外部库实现。开发者使用Python 时并不需要关心太多的语法细节，这样就可以将精力放在程序本身的架构上，从而更为优雅的参与设计。
三、Python 的应用领域
Python 的应用范围很广，遍及几乎所有的程序设计领域，是一种名副其实“胶水语言”。Python 在GUI，web 框架，系统编程，自然语言处理领域都有应用。特别的，python 在
网页爬虫、数据挖掘、科学计算、机器学习等领域已经取得了不可替代的作用。网络爬虫：大部分的爬虫都是使用Python 实现的。Python 原生的urllib 简单易用。Scrapy 更为强大，和rq/queue结合使用可以很容易地构造一个分布式的爬虫。数据挖掘和科学计算：Python 已经成为数据挖掘领域的主力语言，形成了科学计算生态系统。包括数值计算库SciPy、符号计算库，SymPy、绘图库Matplotlib 和各种scikit项目（机器学习、统计建模、图像处理数据分析）。这些库提供了一个强大严谨简单的数学环境。

 

四、Python 的劣势与补充
Python 是一种表述清晰的语言，它的语法被有意地设计得极为严格，例如强制缩进规则，从而使得任何不符合好的编程习惯的代码都不能通过编译。简而言之，Python 对设计
人员的限制太强，学习初期可能会有一点不适应。略微强制的语言规范，也使得Python 的代码一般很清晰，更易于团队合作，更适应于社会化编程。作为一种动态语言，Python 的性能一直为人所诟病。实际上，Python 的执行与一般脚本语言还是有很大的区别的。Python 也有自己的Python Virtual Machine，.py 文件会被先编译成Python 的byte code，再通过虚拟机执行。Byte code 在Python 虚拟机里对应的是PyCodeObject 对象。加载模块时，模块对应的PyCodeObject 对象就被写入了.pyc 文件，整个虚拟机模拟x86 上程序的执行。这种执行方式比一般的虚拟机如JVM 更为高级、灵活和抽象，与此同时带来的就是性能的下降。解决的方案也有很多。第一、在大多数场合Python 作为一种“胶水语言”，开发者更愿意尽量使用简单的语言进行快速迭代开发，在性能要求比较高的地方换用其他编译型语言。Python 并不提倡过早的优化，只是在程序的性能瓶颈上做出及时的优化就是足够的。第二、程序本事的性能低下的影响并没有大多数人想象的那样严重，与I/O 操作和网络等待相比，这一段时间常常可以忽略。多数情况下，开发者的效率远比机器的效率更为重要。第三、通过依靠Cython、Numba 和Pypy，还有llvmpy、pyston、PyCUDA 等等编译阶
段的优化工具，Python 等性能也能做一个很大的提升。
当然，Python 也有一些其他的缺点，比如很容易被反编译，可能不适合于大型的商业项目。社区没有Ruby 统一，类的命名比较混乱。然而这些缺点并没有带来太多的问题，随着Python 的进一步发展，在可以预见的未来这些问题必将解决。
五、结论
自Python1989 年诞生至今，它逐渐被广泛应用于处理系统运维，web 开发和数据挖掘机器学习等领域。Python 的简单易学和强大的功能使得它目前已经成为了最流行的编程语
言之一，众多国外大学都已经将Python 作为CS 专业学生的第一门语言。在市场上，Python 目前在编程语言排行榜上已经占到第五位，成为了很多公司的主力开发语言。Google，dropbox 公司对Python 进行了大力的推广，微软也把Python纳入.net 平台，国外的YouTube、Instagram，国内的知乎、豆瓣和果壳等网站等都是由Python 构建的。在可以见的未来，Python 必将成为一种通用而强大的语言。

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