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什么是Python，Python语言简介
从程序设计语言的发展过程来分，计算机程序设计语言可分为：机器语言、汇编语言和高级语言。Python 是一门高级语言。
Python 语言具有优雅的语法，高效率的数据结构，属于纯粹的开源自由软件，相对其他语言（比如 Java），具有语法简洁、易于学习、功能强大、可扩展性强、跨平台等诸多特点。
Python 也是一种扩充性强大的编程语言。它具有丰富和强大的库，能够把使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。所以 Python 常被称为“胶水”语言。
就 Guido 本人看来，ABC 这种语言非常优美和强大，是专门为非专业程序员设计的。但是 ABC 语言并不成功，究其原因，Guido 认为是其非开放造成的。Guido 决心在 Python 中避免这一错误。
之所以选中 Python（大蟒蛇的意思）作为该编程语言的名字，是因为 Guido 是一个名叫 Monty Python 的喜剧团体的爱好者。就这样，Python 在 Guido 手中诞生了。
Python 已经成为最受欢迎的程序设计语言之一。2011 年 1 月，它被 TIOBE 编程语言排行榜评为 2010 年度语言。自从 2004 年以后，Python 的使用率呈线性增长。2020 年 8 月，TIOBE 公布的编程语言指数排行榜上，Python 跃居第三。
作为人工智能的主要编程语言，从 2016 年开始，Python 的使用比例不断提升，目前能够达到 9.69%，如下图所示。
图 1 2020年8月TIOBE公布的编程语言指数排行榜
要详细了解 Python 的现状，可以访问 Python 官方网站：http://www.python.org。
由于 Python 语言的简洁性、易读性以及可扩展性，在国内外使用 Python 来教授程序设计课程的学校越来越多。
Python 具有的一些强大功能如下:
所以，既可以在 Windows 下编写 Python 程序，也可以轻松地在 Linux 等各种其他系统中编写和运行 Python 程序。
由于 Python 简洁的语法和数据类型系统，Python 中的 OOP 也变得极为简单。
作为开源软件，程序员可以获得 Python 源代码，以研究其内部细节，并可加以修改使其针对目标更加适用。也可以将 Python 嵌入系统或随产品一起发布。
目前业内几乎所有大中型互联网企业都在使用 Python，如 Google、百度、腾讯、汽车之家、美团等。互联网公司将 Python 广泛用于自动化运维、自动化测试、大数据分析、爬虫、Web 开发等领域。
Python的应用领域简要说明如下：
Python 语言具有优雅的语法，高效率的数据结构，属于纯粹的开源自由软件，相对其他语言（比如 Java），具有语法简洁、易于学习、功能强大、可扩展性强、跨平台等诸多特点。
Python 也是一种扩充性强大的编程语言。它具有丰富和强大的库，能够把使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。所以 Python 常被称为“胶水”语言。
Python的发展历程
在 1989 年，Python 的创始人 Guido van Rossum 为了打发圣诞节的无趣，决心开发一个新的脚本解释程序，作为 ABC 语言的一种升级（ABC 是由 Guido 参加设计的一种教学语言）。就 Guido 本人看来，ABC 这种语言非常优美和强大，是专门为非专业程序员设计的。但是 ABC 语言并不成功，究其原因，Guido 认为是其非开放造成的。Guido 决心在 Python 中避免这一错误。
之所以选中 Python（大蟒蛇的意思）作为该编程语言的名字，是因为 Guido 是一个名叫 Monty Python 的喜剧团体的爱好者。就这样，Python 在 Guido 手中诞生了。
Python 已经成为最受欢迎的程序设计语言之一。2011 年 1 月，它被 TIOBE 编程语言排行榜评为 2010 年度语言。自从 2004 年以后，Python 的使用率呈线性增长。2020 年 8 月，TIOBE 公布的编程语言指数排行榜上，Python 跃居第三。
作为人工智能的主要编程语言，从 2016 年开始，Python 的使用比例不断提升，目前能够达到 9.69%，如下图所示。
图 1 2020年8月TIOBE公布的编程语言指数排行榜
要详细了解 Python 的现状，可以访问 Python 官方网站：http://www.python.org。
Python的特点
Python 具有以下特点。1) 简单易学
Python 的设计哲学是“优雅”“明确”“简单”。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”。由于 Python 语言的简洁性、易读性以及可扩展性，在国内外使用 Python 来教授程序设计课程的学校越来越多。
2) 功能强大（可扩展、可嵌入）
Python 既属于脚本语言，也属于高级程序设计语言，所以，Python 既具有脚本语言（如 Perl、Tcl 和 Scheme 等）的简单、易用的特点，也具有高级程序设计语言（如 C、C++ 和 Java 等）的强大功能。Python 具有的一些强大功能如下:
- 动态数据类型：Python 在代码运行过程中跟踪变量的数据类型，不需要在代码中声明变量的类型，也不要求在使用之前对变量进行类型声明；
- 自动内存管理：良好的内存管理机制意味着程序运行具有更高的性能。Python程序员无须关心内存的使用和管理，Python会自动分配和回收内存；
- 大型程序支持：通过子模块、类和异常等工具，Python 可应用于大型程序开发；
- 内置数据结构：Python 提供了常用数据结构支持。例如，列表、字符串等都属于 Python 内置对象。同时，Python 也实现了各种数据结构的标准操作，如合并、分片、排序和映射等；
- 内置库：Python 提供丰富的标准库，从正则表达式匹配到网络编程等，使 Python 可以实现多种应用；
- 第三方工具集成：Python 很容易集成第三方工具，通过各种扩展包将其应用到各种不同领域；
- 可扩展性和可嵌入性：Python 提供了支持 C/C++ 的接口，可以方便地使用 C/C++ 来扩展 Python。Python 提供了 API，通过使用 API 函数可以编写 Python 扩展；
3) 具有良好的跨平台特性（可移植）
Python 是用 ANSI C 实现的。C 语言因为跨平台和良好的可移植性成为经典的程序设计语言。这意味着 Python 也具有良好的跨平台特性，可在目前所有的主流平台上编译和运行。所以，既可以在 Windows 下编写 Python 程序，也可以轻松地在 Linux 等各种其他系统中编写和运行 Python 程序。
4) 面向对象
面向对象（Object Oriented，OO）是现代高级程序设计语言的一个重要特征。多态、运算符重载、继承和多重继承等面向对象编程（Object Oriented Programming，OOP）的主要特征也在 Python 的类模块中得到了很好的支持。由于 Python 简洁的语法和数据类型系统，Python 中的 OOP 也变得极为简单。
5) Python是免费的开源自由软件
Python 遵循 GPL 协议，是免费的开源自由软件，不管是用于个人还是商业用途，开发人员都无须支付任何费用，也不用担心版权问题。作为开源软件，程序员可以获得 Python 源代码，以研究其内部细节，并可加以修改使其针对目标更加适用。也可以将 Python 嵌入系统或随产品一起发布。
Python的应用领域
作为一门优秀的程序设计语言，Python 被广泛应用于各种领域，从简单的文字处理，到网站和游戏开发，再到数据分析、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，都能见到 Python 的身影。目前业内几乎所有大中型互联网企业都在使用 Python，如 Google、百度、腾讯、汽车之家、美团等。互联网公司将 Python 广泛用于自动化运维、自动化测试、大数据分析、爬虫、Web 开发等领域。
Python的应用领域简要说明如下：
- 系统编程：Python 提供 API（Application Programming Interface，应用程序编程接口），能方便地进行系统维护和管理，是很多系统管理员理想的编程工具；
- 图形处理：Python 内置了 Tkinter（Python 默认的图形界面接口）和标准面向对象接口 Tk GUI API，可以进行程序 GUI 设计。同时有 PIL 等图形库支持，使其能够方便地进行图形处理；
- 数据处理：Python 的 NumPy 扩展库提供了大量标准数学库的接口，例如矩阵对象、标准数学库等。SciPy 和 Matplotlib 扩展库也为 Python 提供了快速数组处理、数值运算以及绘图功能。众多的扩展库使 Python 十分适合工程技术、科研人员处理实验数据、制作图表，甚至开发科学计算应用程序；
- 文本处理：Python 提供的 re 模块能支持正则表达式，还提供 SGML，XML 分析模块，许多程序员利用 Python 进行 XML 程序的开发；
- 数据库编程：Python 提供了对目前主流的数据库系统的支持，程序员可通过遵循 Python DB-API（数据库应用程序编程接口）规范的模块与 MySQL、Oracle、Microsoft SQL Server、Sybase、DB2、SQLite 等数据库通信。Python 自带一个 Gadfly 模块，提供了一个完整的 SQL 环境；
- 网络编程：Python 提供了标准的 Internet 模块，使 Python 能够轻松实现网络编程，例如，通过套接字（Socket）进行网络通信；
- Web编程：Python 支持许多 Web 开发工具包，支持最新的 XML 技术。使得 Python 能够快速构建功能完善和高质量的网站。很多大规模软件开发计划，例如 Zope，Mnet，BitTorrent 及 Google 都在广泛地使用它；
- 多媒体应用：Python 的 PyOpenGL 模块封装了“OpenGL 应用程序编程接口”，能进行二维和三维图像处理。PyGame 模块可用于编写游戏软件；
- Python 广泛应用于游戏开发、人工智能、数据分析等领域。
