Python~~簡介介紹

Python （英國發音：/paθn/ 美國發音：/paθɑn/）, 是一種面向對象的解釋型計算機程序設計語言，由荷蘭人Guido van Rossum于1989年發明，第一個公開發行版發行于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++）很輕松地聯結在一起。常見的一種應用情形是，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。

風格

Python在設計上堅持了清晰劃一的風格，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。

設計者開發時總的指導思想是，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的作者有意的設計限制性很強的語法，使得不好的編程習慣（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的縮進規則。

一個和其他大多數語言（如C）的區別就是，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系）。這一點曾經引起過爭議。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。

設計定位

Python的設計哲學是“優雅”、“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開發者中通常是難以忍受的。Python開發者的哲學是“用一種方法，最好是只有一種方法來做一件事”。在設計Python語言時，如果面臨多種選擇，Python開發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，并且能夠支撐大規模的軟件開發。這些準則被稱為Python格言。在Python解釋器內運行import this可以獲得完整的列表。

Python開發人員盡量避開不成熟或者不重要的優化。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。所以很多人認為Python很慢。不過，根據二八定律，大多數程序對速度要求不高。在某些對運行速度要求很高的情況，Python設計師傾向于使用JIT技術，或者用使用C/C++語言改寫這部分程序。可用的JIT技術是PyPy。

Python是完全面向對象的語言。函數、模塊、數字、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用性。Python支持重載運算符和動態類型。相對于Lisp這種傳統的函數式編程語言，Python對函數式設計只提供了有限的支持。有兩個標準庫(functools, itertools)提供了Haskell和Standard ML中久經考驗的函數式程序設計工具。

雖然Python可能被粗略地分類為“腳本語言”（script language），但實際上一些大規模軟件開發計劃例如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編程語言，原因是“腳本語言”泛指僅作簡單程序設計任務的語言，如shellscript、VBScript等只能處理簡單任務的編程語言，并不能與Python相提并論。

Python本身被設計為可擴充的。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。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調用相應的模塊。《Python技術手冊》的作者馬特利（Alex Martelli）說：“這很難講，不過，2004 年，Python 已在Google 內部使用，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++，在快速開發時候使用 Python。”

基本語法

Python的設計目標之一是讓代碼具備高度的可閱讀性。它設計時盡量使用其它語言經常使用的標點符號和英文單字，讓代碼看起來整潔美觀。它不像其他的靜態語言如C、Pascal那樣需要重復書寫聲明語句，也不像它們的語法那樣經常有特殊情況和意外。

縮進

Python開發者有意讓違反了縮進規則的程序不能通過編譯，以此來強制程序員養成良好的編程習慣。并且Python語言利用縮進表示語句塊的開始和退出（Off-side規則），而非使用花括號或者某種關鍵字。增加縮進表示語句塊的開始，而減少縮進則表示語句塊的退出。縮進成為了語法的一部分。例如if語句：

注:上述例子為python 3.0版本的代碼

根據PEP的規定，必須使用4個空格來表示每級縮進（不清楚4個空格的規定如何，在實際編寫中可以自定義空格數，但是要滿足每級縮進間空格數相等）。使用Tab字符和其它數目的空格雖然都可以編譯通過，但不符合編碼規范。支持Tab字符和其它數目的空格僅僅是為兼容很舊的的Python程序和某些有問題的編輯程序。

控制語句

if語句，當條件成立時運行語句塊。經常與else, elif(相當于else if) 配合使用。

for語句，遍歷列表、字符串、字典、集合等迭代器，依次處理迭代器中的每個元素。

while語句，當條件為真時，循環運行語句塊。

try語句。與except,finally配合使用處理在程序運行中出現的異常情況。

class語句。用于定義類型。

def語句。用于定義函數和類型的方法。

pass語句。表示此行為空，不運行任何操作。

assert語句。用于程序調試階段時測試運行條件是否滿足。

with語句。Python2.6以后定義的語法，在一個場景中運行語句塊。比如，運行語句塊前加密，然后在語句塊運行退出后解密。

yield語句。在迭代器函數內使用，用于返回一個元素。自從Python 2.5版本以后。這個語句變成一個運算符。

raise語句。制造一個錯誤。

import語句。導入一個模塊或包。

from import語句。從包導入模塊或從模塊導入某個對象。

import as語句。將導入的對象賦值給一個變量。

in語句。判斷一個對象是否在一個字符串/列表/元組里。

表達式

Python的表達式寫法與C/C++類似。只是在某些寫法有所差別。

主要的算術運算符與C/C++類似。+, -, *, /, //, **, ~, %分別表示加法或者取正、減法或者取負、乘法、除法、整除、乘方、取補、取余。>>, <<表示右移和左移。&, |, ^表示二進制的AND, OR, XOR運算。>, <, ==, !=, <=, >=用于比較兩個表達式的值，分別表示大于、小于、等于、不等于、小于等于、大于等于。在這些運算符里面，~, |, ^, &, <<, >>必須應用于整數。

Python使用and, or, not表示邏輯運算。

is, is not用于比較兩個變量是否是同一個對象。in, not in用于判斷一個對象是否屬于另外一個對象。

Python支持“列表推導式”（list comprehension），比如計算0-9的平方和:

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

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Python使用lambda表示匿名函數。匿名函數體只能是表達式。比如：

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

>>> add(3,2)

5

Python使用y if cond else x表示條件表達式。意思是當cond為真時，表達式的值為y，否則表達式的值為x。相當于C++和Java里的cond?y:x。

Python區分列表(list)和元組(tuple)兩種類型。list的寫法是[1,2,3]，而tuple的寫法是(1,2,3)。可以改變list中的元素，而不能改變tuple。在某些情況下，tuple的括號可以省略。tuple對于賦值語句有特殊的處理。因此，可以同時賦值給多個變量，比如：

>>> x, y=1,2#同時給x,y賦值，最終結果：x=1, y=2

特別地，可以使用以下這種形式來交換兩個變量的值：

>>> x, y=y, x #最終結果：y=1, x=2

Python使用'(單引號)和"(雙引號)來表示字符串。與Perl、Unix Shell語言或者Ruby、Groovy等語言不一樣，兩種符號作用相同。一般地，如果字符串中出現了雙引號，就使用單引號來表示字符串;反之則使用雙引號。如果都沒有出現，就依個人喜好選擇。出現在字符串中的\(反斜杠)被解釋為特殊字符，比如\n表示換行符。表達式前加r指示Python不解釋字符串中出現的\。這種寫法通常用于編寫正則表達式或者Windows文件路徑。

Python支持列表切割(list slices)，可以取得完整列表的一部分。支持切割操作的類型有str, bytes, list, tuple等。它的語法是...[left:right]或者...[left:right:stride]。假定nums變量的值是[1, 3, 5, 7, 8, 13, 20]，那么下面幾個語句為真：

nums[2:5] == [5, 7, 8] 從下標為2的元素切割到下標為5的元素，但不包含下標為5的元素。

nums[1:] == [3, 5, 7, 8, 13, 20] 切割到最后一個元素。

nums[:-3] == [1, 3, 5, 7] 從最開始的元素一直切割到倒數第3個元素。

nums[:] == [1, 3, 5, 7, 8, 13, 20] 返回所有元素。改變新的列表不會影響到nums。

nums[1:5:2] == [3, 7] 從下標為1的元素切割到下標為5的元素但不包含下標為5的元素，且步長為2。

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