Python由荷兰人吉多·范罗苏姆(Guido van Rossum)于1989年设计,后一直由开源核心团队开发和维护,从Python 2.x到Python 3.x,截至2020年12月,最新的版本是Python 3.9.1。它是一种高层次的,结合了解释性、编译性、互动性的面向对象的脚本语言。用Python设计的程序具有很强的可读性,相对于其他计算机语言,Python具有更有特色的语法结构。例如,它是解释型语言,可以交互直接执行,也支持面向对象的编程技术,特别适合初学者使用。它支持开发广泛的应用程序,如从简单的文字处理到浏览器再到游戏等。
随着人工智能的兴起,Python在人工智能界大显身手,这主要得益于它的简单易用、简洁优美、开发效率高等特点。由于它开源,因此Python已经被移植在许多平台上,Python程序无需修改就可以在不同平台上运行。特别是Python强大的人工智能专用第三方库,用少量的代码就能实现复杂的数据挖掘和分析功能,因此Python稳坐人工智能语言“头把交椅”是实至名归。
自2017年首次登顶后,Python 蝉联三届“最受欢迎的编程语言评选”冠军。Python受欢迎的原因是,它在很大程度上受到大量可用的专用第三方库的影响,特别是在人工智能领域,如Keras库,其是深度学习开发人员使用的重量级工具,Keras库提供了TensorFlow的接口、CNTK(Computational Network ToolKit,计算网络工具包)和Theano深度学习框架及工具包。深度学习并不是Python自发布以来的唯一应用领域,随着微控制器计算能力的急剧提高,嵌入式版本的Python,如CircuitPython和MicroPython在控制器领域越来越受欢迎。因此,对于新手来说,如果想学一种更简单、更灵活的技术和人工智能编程语言, Python就是极佳选择。
Python目前在各个领域得到广泛的应用,其特点及应用领域如下。
1.Python的特点
Python是目前流行且发展非常迅猛的编程语言,人工智能市场的火热,使得该语言如日中天。这得益于该语言具有的以下鲜明特点。
(1)易入门。它是非常容易入门的语言,Python代码非常接近人使用的自然语言,让人在理解上没有太多障碍,符合人的认知规律,使用户在编写程序的过程中不必考虑过多的计算机语言细节,能将更多的时间用于解决问题。
(2)开源。全世界有许多优秀的程序员和科研团队加入Python开发,持续推动Python的二次开发和功能扩展。另外,由于其开源,普通用户不必付费使用Python,大大降低了学习门槛和成本。
(3)跨平台。由于Python开源,它已移植到多个操作系统或平台,包括Linux、Windows、OS/2、Solaris、Android、iOS等,Python程序无需修改代码或只需修改少量与系统相关的代码就可以在上述操作系统或平台上运行无阻。
(4)是胶水语言。Python以一种简单且强大的方式既支持面向过程开发,也支持面向对象开发,并且可以和其他任何语言结合使用,像胶水一样将各种语言模块黏合起来,构建符合开发要求的应用程序,为各种应用程序的开发提供便利。
(5)有丰富的第三方库。Python 标准库很庞大,它可以帮助人们处理各种事物或操作,包括正则表达式、文档生成、单元测试、线程、数据库、网页浏览器、通用网关接口(Common Gateway Interface,CGI)、文件传输协议(File Transfer Protocol,FTP)、电子邮件、可扩展标记语言(Extensible Markup Language,XML)、XML远程方法调用(XML Remote Procedure Call,XML-RPC)、超文本标记语言(HyperText Markup Language, HTML)、WAVE文件(Waveform Audio File Format,波形音频文件格式)、密码系统、图形用户界面(Graphical User Interface,GUI)、Tk(Tkinter)和其他与系统有关的操作。只要安装了 Python,所有上述功能都是可用的。除了功能齐全的标准库以外,Python 还有许多其他高质量的第三方库,如 wxPython、Twisted 和 Python 图像库等,使用这些第三方库不仅提高了开发效率,而且保证了应用程序的健壮性。
2.Python的应用领域
Python广泛应用于数据挖掘、机器学习、神经网络、深度学习等人工智能领域,是这些领域的主流语言,相关的第三方库有NumPy、SciPy、Matplotlib、Keras、MXNet等。人工智能和大数据应用程序的普及,使得Python在科学计算、智能挖掘、图像绘制方面大展身手,得到了广泛的支持和应用。
(1)云计算。Python 也是云计算方面应用最广的语言之一,如在 OpenStack、百度智能云上的云计算框架就是由Python开发的。Python是从事云计算工作的人员需要掌握的一门编程语言,如果想要深入学习并二次开发云计算应用,就需要具备Python的相关知识和技能。
(2)系统运维。Python也是运维人员必须掌握的语言。如运维人员利用其标准库中的软件包pywin32就能够轻松访问Windows应用程序接口。又如,利用Python编写的管理脚本能更轻松地管理Linux,在可读性、代码重用方面比普通的Shell脚本更有优势。
(3)Web 应用程序开发。利用 Python 的 Internet 模块和第三方框架 Django、web2py和Zope等,可以快捷开发Web应用程序。如豆瓣等知名网站,都是使用Python开发的,可见Python不同凡响。
“工欲善其事,必先利其器”,下面就为掌握Python这个利器做好准备工作。