Python简介：起源、语法特点、丰富库及应用情形全解析

简介

Python，英国发音为/ˈpaɪθən/，美国发音为/ˈpaɪθɑːn/，它是一种以面向对象为特征的解释型编程语言。这种语言是由荷兰籍的Guidovan Rossum在1989年所创造。随后，Python的第一个公开版本在1991年正式对外发布。

Python是一款完全开源的自由软件，其源代码及解释器CPython均严格遵循GPL（GNU通用公共许可证）的规定。该语言的语法设计简洁明了，其中一大特色便是强制使用空白字符来控制代码的缩进。

Python库资源丰富且功能强大。人们通常称其为“胶水语言”，因为它能够轻松地将由其他编程语言（尤其是C/C++）编写的各种模块连接起来。通常情况下，人们会采用Python来迅速构建程序的初步模型，有时甚至直接生成程序的最终用户界面。对于程序中那些有特定需求的模块，比如在3D游戏中负责图形渲染的部分，由于其性能要求极高，人们会选择用C/C++进行重写。完成重写后，这些模块会被封装成Python可调用的扩展类库。在使用扩展类库时，需留意可能存在的平台兼容性问题，因为某些实现可能并不支持跨平台操作。

Python特点

Python是基于C语言进行构建的，然而，Python已经不再包含C语言中的指针等较为复杂的数据类型。

Python具备显著的面向对象特性，同时显著简化了面向对象的实现过程。该语言去除了诸如保护类型、抽象类、接口等面向对象的复杂元素。

3、Python代码块使用空格或制表符缩进的方式分隔代码。

Python的保留字数量仅为31个，并且它不包含分号、begin、end等标识符。

Python属于强类型编程语言，一旦变量被创建，便会绑定特定的数据类型。在同一个表达式中，若包含不同类型的变量，就必须进行类型转换。

Python搭建开发环境

您可以从官方网站获取安装包，接着执行configure、make、makeinstall等步骤来完成安装过程。

您也可以前往下载ActivePython组件包。这个组件包是针对Python核心及常用模块的二进制封装，由ActiveState公司推出，构成了其Python开发环境。使用ActivePython，Python的安装过程变得更为简便，同时支持运行于多种操作系统之上。ActivePython内置了诸多标准的Python插件，并提供了适用于Windows平台的开发接口。对于Windows用户而言，只需下载msi安装包进行安装；而对于使用Unix系统的用户，则可以直接下载tar.gz格式的包并解压使用。

Python的集成开发环境涵盖了PythonWin、Eclipse搭配PyDev插件、Komodo以及EditPlus等工具。

Python的应用

系统编程领域，API（应用程序编程接口）的提供极大地方便了系统的维护与管理工作，Linux系统中的代表性编程语言之一，它成为了众多系统管理员梦寐以求的编程利器。

图形处理方面，得益于PIL、Tkinter等图形库的辅助，操作变得尤为便捷。

数学处理：NumPy扩展提供大量与许多标准数学库的接口。

Python的re模块不仅支持正则表达式的应用，而且还包括对SGML和XML的分析功能，因此众多程序员借助Python来开展XML程序的开发工作。

程序员能够通过遵循PythonDB-API规范的相关模块，与诸如Microsoft SQL Server、Oracle、Sybase、DB2、MySQL以及SQLite等多种数据库进行有效的通信。Python自身集成了一个名为Gadfly的模块，该模块为用户提供了一个全面而完善的SQL操作环境。

网络编程领域提供了多样化的模块，这些模块特别支持sockets编程，使得开发分布式应用程序变得既便捷又高效。众多知名的大规模软件开发项目，如Zope、Mnet以及BitTorrent和Google，都普遍采纳并广泛应用了这一技术。

Web编程：应用的开发语言，支持最新的XML技术。

多媒体应用方面，Python的PyOpenGL模块负责封装“OpenGL应用程序编程接口”，此接口支持二维及三维图像的处理功能。此外，PyGame模块则适用于开发游戏软件。

PYMO引擎，即pythonmemoriesoff，是一款专为SymbianS60V3、Symbian3、S60V5以及Android系统设计的AVG游戏引擎。由于它是基于Python 2.0版本进行开发的，并且能够用于制作类似《秋之回忆》风格的AVG游戏，因此被命名为PYMO。

黑客编程领域，Python配备了一个专门的库，其中包含了众多你或许熟悉或许陌生的函数，然而，这样的编程体验似乎缺乏一定的成就感。

用Python写简单爬虫

借助上述三句代码，我们可以将URL的原始代码保存在名为content的变量里，该变量的数据类型为字符型。

接下来，我们需要从这堆HTML源码中筛选出所需的信息。可以借助Chrome浏览器查看目标内容的代码，或者使用Firefox浏览器的Firebug插件进行查看。

在span标签内，我们可以观察到url的相关信息被保存，若需提取这些数据，则需借助正则表达式进行操作。

Python应用场景

Web应用开发

Python在Web开发领域应用广泛。例如，借助mod_wsgi模块，Apache服务器能够执行Python编写的网络应用程序。Python还制定了WSGI（Web Server Gateway Interface）标准，该标准负责调节HTTP服务器与Python网络应用之间的交互。诸如Django、TurboGears、web2py、Zope等Web框架，为程序员提供了便捷，使他们能够轻松地进行复杂Web程序的开发与维护。

操作系统管理、服务器运维的自动化脚本

在众多操作系统之中，Python已成为一项标准配置。众多Linux发行版，包括但不限于NetBSD、OpenBSD以及MacOSX，均内置了Python，用户能够在终端环境中直接执行Python脚本。某些Linux发行版的安装程序是以Python编程语言为基础构建的，例如Ubuntu的Ubiquity安装程序，以及RedHat Linux和Fedora的Anaconda安装程序。Gentoo Linux同样采用Python来开发其Portage包管理工具。Python的官方库中集成了众多用于操作系统的功能模块。借助pywin32这一第三方库，Python得以实现对Windows COM服务及其他Windows API的访问。通过IronPython，Python程序可以直接调用.NET Framework。通常而言，用Python编写的系统管理脚本在可读性、性能、代码复用率和扩展性等方面均优于常规的shell脚本。

科学计算

NumPy、SciPy以及Matplotlib，这些工具使得Python程序员能够轻松地开发科学计算相关的程序。

桌面软件

PyQt、PySide、wxPython、PyGTK均成为Python在桌面应用程序快速开发领域的得力助手。

服务器软件（网络软件）

Python在网络协议方面的功能十分完备，这使得它常被选用来开发服务器端软件和网络爬虫程序。其中，第三方库Twisted能够支持异步网络编程以及大多数标准网络协议（包括客户端和服务器端），同时它还提供了一系列实用工具，这些工具在编写高效服务器软件方面得到了广泛应用。

游戏

众多游戏在构建图形显示等性能关键模块时选择了C++语言，与此同时，它们运用Python或Lua来处理游戏逻辑及服务器开发。Lua相较于Python，在功能上更为简洁，体积上更为精巧；而Python则提供了更为丰富的特性和更广泛的数据类型支持。

构思实现，产品早期原型和迭代

YouTube、Google、Yahoo！以及NASA等机构在内部广泛采用Python进行编程。

Python的应用方向

1.常规软件开发

Python具备函数式编程与面向对象编程的特性，这使得它能够胜任各类软件的开发任务，包括但不限于常规软件开发、脚本制作和网络编程，这些均是其固有的核心功能。

2.科学计算

NumPy、SciPy、Matplotlib以及Enthoughtlibrarys等众多程序库的相继问世，使得Python在科学计算领域愈发得心应手，同时，它也成为了绘制高品质2D和3D图像的理想选择。与科学计算领域广泛使用的商业软件Matlab相较，Python是一种广泛应用的编程语言，其应用范围超越了Matlab所使用的脚本语言，并拥有更为丰富的程序库支持。尽管Matlab中的一些高级功能和工具箱目前尚无法被Python完全替代，但在日常科研开发工作中，仍有大量任务可以通过Python来完成。

3.自动化运维

Python在应用领域几乎占据了一席之地，成为运维工程师们青睐的编程工具。在自动化运维这一领域，Python已经获得了广泛的认可，影响力深远。例如，Saltstack和Ansible这两大自动化平台在业界享有盛誉。

4.云计算

OpenStack这款开源的云计算解决方案，其开发基础是Python语言，这一点从事云计算领域的朋友们应当有所了解。

5.WEB开发

Python领域的Web开发框架种类并不繁杂，诸如广为人知的Django、Tornado以及Flask等。特别是Python与Django的结合，其应用领域极为广泛，开发效率极高，学习难度较低，能有效助你迅速构建出实用的WEB服务。

6.网络爬虫

亦称作网络蜘蛛，它是大数据领域搜集信息的关键设备。若缺乏网络爬虫在互联网上全天候、不间断、智能化地抓取免费资料，那么从事大数据业务的企业数量可能会锐减至原来的四分之一。众多编程语言中，Python无疑是编写网络爬虫的主流之一，特别是其Scripy爬虫框架，其应用范围极为广泛。

7.数据分析

基于海量数据，我们运用科学计算和机器学习等先进技术，对数据实施清洗、去除重复项、标准化处理以及有针对性的剖析，这些步骤构成了大数据产业的基础框架。Python语言在数据分析领域占据着主流地位之一。

8.人工智能

Python作为人工智能广泛领域内机器学习、神经网络及深度学习等领域的核心编程工具，受到了广泛的认可与广泛应用。