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Python~~简介介绍

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 maotuzi
发布于 2017/05/22 09:07
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Python (英国发音:/ˈpaɪθən/ 美国发音:/ˈpaɪθɑːn/), 是一种面向对象的解释型计算机程序设计语言,由荷兰人Guido van Rossum于1989年发明,第一个公开发行版发行于1991年。

Python是纯粹的自由软件, 源代码解释器CPython遵循 GPL(GNU General Public License)协议 。

Python语法简洁清晰,特色之一是强制用空白符(white space)作为语句缩进。

Python具有丰富和强大的库。它常被昵称为胶水语言,能够把用其他语言制作的各种模块(尤其是C/C++)很轻松地联结在一起。常见的一种应用情形是,使用Python快速生成程序的原型(有时甚至是程序的最终界面),然后对其中 有特别要求的部分,用更合适的语言改写,比如3D游戏中的图形渲染模块,性能要求特别高,就可以用C/C++重写,而后封装为Python可以调用的扩展类库。需要注意的是在您使用扩展类库时可能需要考虑平台问题,某些可能不提供跨平台的实现。

风格

Python在设计上坚持了清晰划一的风格,这使得Python成为一门易读、易维护,并且被大量用户所欢迎的、用途广泛的语言。

设计者开发时总的指导思想是,对于一个特定的问题,只要有一种最好的方法来解决就好了。这在由Tim Peters写的Python格言(称为The Zen of Python)里面表述为:There should be one-- and preferably only one --obvious way to do it. 这正好和Perl语言(另一种功能类似的高级动态语言)的中心思想TMTOWTDI(There's More Than One Way To Do It)完全相反。

Python的作者有意的设计限制性很强的语法,使得不好的编程习惯(例如if语句的下一行不向右缩进)都不能通过编译。其中很重要的一项就是Python的缩进规则。

一个和其他大多数语言(如C)的区别就是,一个模块的界限,完全是由每行的首字符在这一行的位置来决定的(而C语言是用一对花括号{}来明确的定出模块的边界的,与字符的位置毫无关系)。这一点曾经引起过争议。因为自从C这类的语言诞生后,语言的语法含义与字符的排列方式分离开来,曾经被认为是一种程序语言的进步。不过不可否认的是,通过强制程序员们缩进(包括if,for和函数定义等所有需要使用模块的地方),Python确实使得程序更加清晰和美观。

设计定位

Python的设计哲学是“优雅”、“明确”、“简单”。因此,Perl语言中“总是有多种方法来做同一件事”的理念在Python开发者中通常是难以忍受的。Python开发者的哲学是“用一种方法,最好是只有一种方法来做一件事”。在设计Python语言时,如果面临多种选择,Python开发者一般会拒绝花俏的语法,而选择明确的没有或者很少有歧义的语法。由于这种设计观念的差异,Python源代码通常被认为比Perl具备更好的可读性,并且能够支撑大规模的软件开发。这些准则被称为Python格言。在Python解释器内运行import this可以获得完整的列表。

Python开发人员尽量避开不成熟或者不重要的优化。一些针对非重要部位的加快运行速度的补丁通常不会被合并到Python内。所以很多人认为Python很慢。不过,根据二八定律,大多数程序对速度要求不高。在某些对运行速度要求很高的情况,Python设计师倾向于使用JIT技术,或者用使用C/C++语言改写这部分程序。可用的JIT技术是PyPy

Python是完全面向对象的语言。函数、模块、数字、字符串都是对象。并且完全支持继承、重载、派生、多继承,有益于增强源代码的复用性。Python支持重载运算符和动态类型。相对于Lisp这种传统的函数式编程语言,Python对函数式设计只提供了有限的支持。有两个标准库(functools, itertools)提供了Haskell和Standard ML中久经考验的函数式程序设计工具。

虽然Python可能被粗略地分类为“脚本语言”(script language),但实际上一些大规模软件开发计划例如ZopeMnet及BitTorrent,Google也广泛地使用它。Python的支持者较喜欢称它为一种高级动态编程语言,原因是“脚本语言”泛指仅作简单程序设计任务的语言,如shellscript、VBScript等只能处理简单任务的编程语言,并不能与Python相提并论。

Python本身被设计为可扩充的。并非所有的特性和功能都集成到语言核心。Python提供了丰富的API和工具,以便程序员能够轻松地使用C语言、C++、Cython来编写扩充模块。Python编译器本身也可以被集成到其它需要脚本语言的程序内。因此,很多人还把Python作为一种“胶水语言”(glue language)使用。使用Python将其他语言编写的程序进行集成和封装。在Google内部的很多项目,例如Google Engine使用C++编写性能要求极高的部分,然后用Python或Java/Go调用相应的模块。《Python技术手册》的作者马特利(Alex Martelli)说:“这很难讲,不过,2004 年,Python 已在Google 内部使用,Google 召募许多 Python 高手,但在这之前就已决定使用Python,他们的目的是 Python where we can, C++ where we must,在操控硬件的场合使用 C++,在快速开发时候使用 Python。”

基本语法

Python的设计目标之一是让代码具备高度的可阅读性。它设计时尽量使用其它语言经常使用的标点符号和英文单字,让代码看起来整洁美观。它不像其他的静态语言如C、Pascal那样需要重复书写声明语句,也不像它们的语法那样经常有特殊情况和意外。

 

缩进

Python开发者有意让违反了缩进规则的程序不能通过编译,以此来强制程序员养成良好的编程习惯。并且Python语言利用缩进表示语句块的开始和退出(Off-side规则),而非使用花括号或者某种关键字。增加缩进表示语句块的开始,而减少缩进则表示语句块的退出。缩进成为了语法的一部分。例如if语句:

1

2

3

4

if age<21:

    print("你不能买酒。")

    print("不过你能买口香糖。")

print("这句话处於if语句块的外面。")

注:上述例子为python 3.0版本的代码

根据PEP的规定,必须使用4个空格来表示每级缩进(不清楚4个空格的规定如何,在实际编写中可以自定义空格数,但是要满足每级缩进间空格数相等)。使用Tab字符和其它数目的空格虽然都可以编译通过,但不符合编码规范。支持Tab字符和其它数目的空格仅仅是为兼容很旧的的Python程序和某些有问题的编辑程序。

 

控制语句

if语句,当条件成立时运行语句块。经常与else, elif(相当于else if) 配合使用。

for语句,遍历列表、字符串、字典、集合等迭代器,依次处理迭代器中的每个元素。

while语句,当条件为真时,循环运行语句块。

try语句。与except,finally配合使用处理在程序运行中出现的异常情况。

class语句。用于定义类型

def语句。用于定义函数和类型的方法。

pass语句。表示此行为空,不运行任何操作。

assert语句。用于程序调试阶段时测试运行条件是否满足。

with语句。Python2.6以后定义的语法,在一个场景中运行语句块。比如,运行语句块前加密,然后在语句块运行退出后解密。

yield语句。在迭代器函数内使用,用于返回一个元素。自从Python 2.5版本以后。这个语句变成一个运算符。

raise语句。制造一个错误。

import语句。导入一个模块或包。

from import语句。从包导入模块或从模块导入某个对象。

import as语句。将导入的对象赋值给一个变量。

in语句。判断一个对象是否在一个字符串/列表/元组里。

有详细关于更多的Python知识分享可关注:mingli.com

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表达式

Python的表达式写法与C/C++类似。只是在某些写法有所差别。

主要的算术运算符与C/C++类似。+, -, *, /, //, **, ~, %分别表示加法或者取正、减法或者取负、乘法、除法、整除、乘方、取补、取余。>>, <<表示右移和左移。&, |, ^表示二进制的AND, OR, XOR运算。>, <, ==, !=, <=, >=用于比较两个表达式的值,分别表示大于、小于、等于、不等于、小于等于、大于等于。在这些运算符里面,~, |, ^, &, <<, >>必须应用于整数。

Python使用and, or, not表示逻辑运算。

is, is not用于比较两个变量是否是同一个对象。in, not in用于判断一个对象是否属于另外一个对象。

Python支持“列表推导式”(list comprehension),比如计算0-9的平方和:

>>> sum(x * x for x in range(10))

285

Python使用lambda表示匿名函数。匿名函数体只能是表达式。比如:

>>> add=lambda x, y : x + y

>>> add(3,2)

5

Python使用y if cond else x表示条件表达式。意思是当cond为真时,表达式的值为y,否则表达式的值为x。相当于C++和Java里的cond?y:x。

Python区分列表(list)和元组(tuple)两种类型。list的写法是[1,2,3],而tuple的写法是(1,2,3)。可以改变list中的元素,而不能改变tuple。在某些情况下,tuple的括号可以省略。tuple对于赋值语句有特殊的处理。因此,可以同时赋值给多个变量,比如:

>>> x, y=1,2#同时给x,y赋值,最终结果:x=1, y=2

特别地,可以使用以下这种形式来交换两个变量的值:

>>> x, y=y, x #最终结果:y=1, x=2

Python使用'(单引号)和"(双引号)来表示字符串。与Perl、Unix Shell语言或者Ruby、Groovy等语言不一样,两种符号作用相同。一般地,如果字符串中出现了双引号,就使用单引号来表示字符串;反之则使用双引号。如果都没有出现,就依个人喜好选择。出现在字符串中的\(反斜杠)被解释为特殊字符,比如\n表示换行符。表达式前加r指示Python不解释字符串中出现的\。这种写法通常用于编写正则表达式或者Windows文件路径。

Python支持列表切割(list slices),可以取得完整列表的一部分。支持切割操作的类型有str, bytes, list, tuple等。它的语法是...[left:right]或者...[left:right:stride]。假定nums变量的值是[1, 3, 5, 7, 8, 13, 20],那么下面几个语句为真:

nums[2:5] == [5, 7, 8] 从下标为2的元素切割到下标为5的元素,但不包含下标为5的元素。

nums[1:] == [3, 5, 7, 8, 13, 20] 切割到最后一个元素。

nums[:-3] == [1, 3, 5, 7] 从最开始的元素一直切割到倒数第3个元素。

nums[:] == [1, 3, 5, 7, 8, 13, 20] 返回所有元素。改变新的列表不会影响到nums。

nums[1:5:2] == [3, 7] 从下标为1的元素切割到下标为5的元素但不包含下标为5的元素,且步长为2。

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