瞭解Python

廢話內容：

1. Python簡介
2. 編程語言類別

引言

計算機語言有好多種，C、C++、C#、JAVA、PHP、Python等等，而咱們今天開始學習Python，你應該也據說過它相對比較簡單。

Python簡介

Python是著名的「龜叔」Guido van Rossum在1989年聖誕節期間，爲了打發無聊的聖誕節而編寫的一個編程語言。

如今，全世界差很少有600多種編程語言，但流行的編程語言也就那麼20來種。

總的來講，這幾種編程語言各有千秋。C語言是能夠用來編寫操做系統的貼近硬件的語言，因此，C語言適合開發那些追求運行速度、充分發揮硬件性能的程序。而Python是用來編寫應用程序的高級編程語言。

 

當你用一種語言開始做真正的軟件開發時，你除了編寫代碼外，還須要不少基本的已經寫好的現成的東西，來幫助你加快開發進度。好比說，要編寫一個電子郵件客戶端，若是先從最底層開始編寫網絡協議相關的代碼，

那估計一年半載也開發不出來。高級編程語言一般都會提供一個比較完善的基礎代碼庫，讓你能直接調用，好比，針對電子郵件協議的SMTP庫，針對桌面環境的GUI庫，在這些已有的代碼庫的基礎上開發，一個電子郵

件客戶端幾天就能開發出來。Python就爲咱們提供了很是完善的基礎代碼庫，覆蓋了網絡、文件、GUI、數據庫、文本等大量內容，被形象地稱做「內置電池（batteries included）」。用Python開發，許多功能沒必要從零編寫，直接使用現成的便可。

除了內置的庫外，Python還有大量的第三方庫，也就是別人開發的，供你直接使用的東西。固然，若是你開發的代碼經過很好的封裝，也能夠做爲第三方庫給別人使用。

 

許多大型網站就是用Python開發的，例如YouTube、Instagram，還有國內的豆瓣。不少大公司，包括Google、Yahoo等，甚至NASA（美國航空航天局）都大量地使用Python。

 

龜叔給Python的定位是「優雅」、「明確」、「簡單」，因此Python程序看上去老是簡單易懂，初學者學Python，不但入門容易，並且未來深刻下去，能夠編寫那些很是很是複雜的程序。

 

總的來講，Python的哲學就是簡單優雅，儘可能寫容易看明白的代碼，儘可能寫少的代碼。若是一個資深程序員向你炫耀他寫的晦澀難懂、動不動就幾萬行的代碼，你能夠盡情地嘲笑他。

 

那Python適合開發哪些類型的應用呢？

首選是網絡應用，包括網站、後臺服務等等；

其次是許多平常須要的小工具，包括系統管理員須要的腳本任務等等；

另外就是把其餘語言開發的程序再包裝起來，方便使用。

 

最後說說Python的缺點。

任何編程語言都有缺點，Python也不例外。優勢說過了，那Python有哪些缺點呢？

第一個缺點就是運行速度慢，和C程序相比很是慢，由於Python是解釋型語言，你的代碼在執行時會一行一行地翻譯成CPU能理解的機器碼，這個翻譯過程很是耗時，因此很慢。而C程序是運行前直接編譯成CPU能執行的機器碼，

因此很是快。可是大量的應用程序不須要這麼快的運行速度，由於用戶根本感受不出來。例如開發一個下載MP3的網絡應用程序，C程序的運行時間須要0.001秒，而Python程序的運行時間須要0.1秒，慢了100倍，

但因爲網絡更慢，須要等待1秒，你想，用戶能感受到1.001秒和1.1秒的區別嗎？這就比如F1賽車和普通的出租車在北京三環路上行駛的道理同樣，雖然F1賽車理論時速高達400千米，但因爲三環路堵車的時速

只有20千米，所以，做爲乘客，你感受的時速永遠是20千米。

第二個缺點就是代碼不能加密。若是要發佈你的Python程序，實際上就是發佈源代碼，這一點跟C語言不一樣，C語言不用發佈源代碼，只須要把編譯後的機器碼（也就是你在Windows上常見的xxx.exe文件）發佈出去。

要從機器碼反推出C代碼是不可能的，因此，凡是編譯型的語言，都沒有這個問題，而解釋型的語言，則必須把源碼發佈出去。

這個缺點僅限於你要編寫的軟件須要賣給別人掙錢的時候。好消息是目前的互聯網時代，靠賣軟件受權的商業模式愈來愈少了，靠網站和移動應用賣服務的模式愈來愈多了，後一種模式不須要把源碼給別人。

再說了，如今如火如荼的開源運動和互聯網自由開放的精神是一致的，互聯網上有無數很是優秀的像Linux同樣的開源代碼，咱們千萬不要高估本身寫的代碼真的有很是大的「商業價值」。那些大公司的代碼不肯意

開放的更重要的緣由是代碼寫得太爛了，一旦開源，就沒人敢用他們的產品了。

固然，Python還有其餘若干小缺點，請自行忽略，就不一一列舉了。

 編程語言類別

Python是一門什麼樣的語言呢？

編程語言主要從如下幾個角度爲進行分類，編譯型和解釋型、靜態語言和動態語言、強類型定義語言和弱類型定義語言，每一個分類表明什麼意思呢，咱們一塊兒來看一下。

編譯和解釋的區別是什麼？

編譯器是把源程序的每一條語句都編譯成機器語言,並保存成二進制文件,這樣運行時計算機能夠直接以機器語言來運行此程序,速度很快; 

而解釋器則是隻在執行程序時,才一條一條的解釋成機器語言給計算機來執行,因此運行速度是不如編譯後的程序運行的快的. 

這是由於計算機不能直接認識並執行咱們寫的語句,它只能認識機器語言(是二進制的形式)

 

 

 

 編譯型vs解釋型

編譯型
優勢：編譯器通常會有預編譯的過程對代碼進行優化。由於編譯只作一次，運行時不須要編譯，因此編譯型語言的程序執行效率高。能夠脫離語言環境獨立運行。

缺點：編譯以後若是須要修改就須要整個模塊從新編譯。編譯的時候根據對應的運行環境生成機器碼，不一樣的操做系統之間移植就會有問題，須要根據運行的操做系統環境編譯不一樣的可執行文件。

解釋型
優勢：有良好的平臺兼容性，在任何環境中均可以運行，前提是安裝瞭解釋器（虛擬機）。靈活，修改代碼的時候直接修改就能夠，能夠快速部署，不用停機維護。

缺點：每次運行的時候都要解釋一遍，性能上不如編譯型語言。

1、低級語言與高級語言

最初的計算機程序都是用0和1的序列表示的，程序員直接使用的是機器指令，無需翻譯，從紙帶打孔輸入便可執行獲得結果。後來爲了方便記憶，就將用0、1序列表示的機器指令都用符號助記，這些與機器指令一一對應的助記符就成了彙編指令，從而誕生了彙編語言。不管是機器指令仍是彙編指令都是面向機器的，統稱爲低級語言。由於是針對特定機器的機器指令的助記符，因此彙編語言是沒法獨立於機器(特定的CPU體系結構)的。但彙編語言也是要通過翻譯成機器指令才能執行的，因此也有將運行在一種機器上的彙編語言翻譯成運行在另外一種機器上的機器指令的方法，那就是交叉彙編技術。

高級語言是從人類的邏輯思惟角度出發的計算機語言，抽象程度大大提升，須要通過編譯成特定機器上的目標代碼才能執行，一條高級語言的語句每每須要若干條機器指令來完成。高級語言獨立於機器的特性是靠編譯器爲不一樣機器生成不一樣的目標代碼(或機器指令)來實現的。那具體的說，要將高級語言編譯到什麼程度呢，這又跟編譯的技術有關了，既能夠編譯成直接可執行的目標代碼，也能夠編譯成一種中間表示，而後拿到不一樣的機器和系統上去執行，這種狀況一般又須要支撐環境，好比解釋器或虛擬機的支持，Java程序編譯成bytecode，再由不一樣平臺上的虛擬機執行就是很好的例子。因此，說高級語言不依賴於機器，是指在不一樣的機器或平臺上高級語言的程序自己不變，而經過編譯器編譯獲得的目標代碼去適應不一樣的機器。從這個意義上來講，經過交叉彙編，一些彙編程序也能夠得到不一樣機器之間的可移植性，但這種途徑得到的移植性遠遠不如高級語言來的方便和實用性大。

2、編譯與解釋

編譯是將源程序翻譯成可執行的目標代碼，翻譯與執行是分開的；而解釋是對源程序的翻譯與執行一次性完成，不生成可存儲的目標代碼。這只是表象，兩者背後的最大區別是：對解釋執行而言，程序運行時的控制權在解釋器而不在用戶程序；對編譯執行而言，運行時的控制權在用戶程序。

解釋具備良好的動態特性和可移植性，好比在解釋執行時能夠動態改變變量的類型、對程序進行修改以及在程序中插入良好的調試診斷信息等，而將解釋器移植到不一樣的系統上，則程序不用改動就能夠在移植瞭解釋器的系統上運行。同時解釋器也有很大的缺點，好比執行效率低，佔用空間大，由於不只要給用戶程序分配空間，解釋器自己也佔用了寶貴的系統資源。

編譯器是把源程序的每一條語句都編譯成機器語言,並保存成二進制文件,這樣運行時計算機能夠直接以機器語言來運行此程序,速度很快;
而解釋器則是隻在執行程序時,才一條一條的解釋成機器語言給計算機來執行,因此運行速度是不如編譯後的程序運行的快的.

 

編譯型和解釋型
咱們先看看編譯型，其實它和彙編語言是同樣的：也是有一個負責翻譯的程序來對咱們的源代碼進行轉換，生成相對應的可執行代碼。這個過程說得專業一點，就稱爲編譯（Compile），而負責編譯的程序天然就稱爲編譯器（Compiler）。若是咱們寫的程序代碼都包含在一個源文件中，那麼一般編譯以後就會直接生成一個可執行文件，咱們就能夠直接運行了。但對於一個比較複雜的項目，爲了方便管理，咱們一般把代碼分散在各個源文件中，做爲不一樣的模塊來組織。這時編譯各個文件時就會生成目標文件（Object   file）而不是前面說的可執行文件。通常一個源文件的編譯都會對應一個目標文件。這些目標文件裏的內容基本上已是可執行代碼了，但因爲只是整個項目的一部分，因此咱們還不能直接運行。待全部的源文件的編譯都大功告成，咱們就能夠最後把這些半成品的目標文件「打包」成一個可執行文件了，這個工做由另外一個程序負責完成，因爲此過程好像是把包含可執行代碼的目標文件鏈接裝配起來，因此又稱爲連接（Link），而負責連接的程序就叫……就叫連接程序（Linker）。連接程序除了連接目標文件外，可能還有各類資源，像圖標文件啊、聲音文件啊什麼的，還要負責去除目標文件之間的冗餘重複代碼，等等，因此……也是挺累的。連接完成以後，通常就能夠獲得咱們想要的可執行文件了。 

上面咱們大概地介紹了編譯型語言的特色，如今再看看解釋型。噢，從字面上看，「編譯」和「解釋」的確都有「翻譯」的意思，它們的區別則在於翻譯的時機安排不大同樣。打個比方：假如你打算閱讀一本外文書，而你不知道這門外語，那麼你能夠找一名翻譯，給他足夠的時間讓他從頭至尾把整本書翻譯好，而後把書的母語版交給你閱讀；或者，你也馬上讓這名翻譯輔助你閱讀，讓他一句一句給你翻譯，若是你想往回看某個章節，他也得從新給你翻譯。 

兩種方式，前者就至關於咱們剛纔所說的編譯型：一次把全部的代碼轉換成機器語言，而後寫成可執行文件；然後者就至關於咱們要說的解釋型：在程序運行的前一刻，還只有源程序而沒有可執行程序；而程序每執行到源程序的某一條指令，則會有一個稱之爲解釋程序的外殼程序將源代碼轉換成二進制代碼以供執行，總言之，就是不斷地解釋、執行、解釋、執行……因此，解釋型程序是離不開解釋程序的。像早期的BASIC就是一門經典的解釋型語言，要執行BASIC程序，就得進入BASIC環境，而後才能加載程序源文件、運行。解釋型程序中，因爲程序老是以源代碼的形式出現，所以只要有相應的解釋器，移植幾乎不成問題。編譯型程序雖然源代碼也能夠移植，但前提是必須針對不一樣的系統分別進行編譯，對於複雜的工程來講，的確是一件不小的時間消耗，何況極可能一些細節的地方仍是要修改源代碼。並且，解釋型程序省卻了編譯的步驟，修改調試也很是方便，編輯完畢以後便可當即運行，沒必要像編譯型程序同樣每次進行小小改動都要耐心等待漫長的Compiling…Linking…這樣的編譯連接過程。不過凡事有利有弊，因爲解釋型程序是將編譯的過程放到執行過程當中，這就決定了解釋型程序註定要比編譯型慢上一大截，像幾百倍的速度差距也是不足爲奇的。 

編譯型與解釋型，二者各有利弊。前者因爲程序執行速度快，同等條件下對系統要求較低，所以像開發操做系統、大型應用程序、數據庫系統等時都採用它，像C/C++、Pascal/Object   Pascal（Delphi）、VB等基本均可視爲編譯語言，而一些網頁腳本、服務器腳本及輔助開發接口這樣的對速度要求不高、對不一樣系統平臺間的兼容性有必定要求的程序則一般使用解釋性語言，如Java、JavaScript、VBScript、Perl、Python等等。 

但既然編譯型與解釋型各有優缺點又相互對立，因此一批新興的語言都有把二者折衷起來的趨勢，例如Java語言雖然比較接近解釋型語言的特徵，但在執行以前已經預先進行一次預編譯，生成的代碼是介於機器碼和Java源代碼之間的中介代碼，運行的時候則由JVM（Java的虛擬機平臺，可視爲解釋器）解釋執行。它既保留了源代碼的高抽象、可移植的特色，又已經完成了對源代碼的大部分預編譯工做，因此執行起來比「純解釋型」程序要快許多。而像VB6（或者之前版本）、C#這樣的語言，雖然表面上看生成的是.exe可執行程序文件，但VB6編譯以後實際生成的也是一種中介碼，只不過編譯器在前面安插了一段自動調用某個外部解釋器的代碼（該解釋程序獨立於用戶編寫的程序，存放於系統的某個DLL文件中，全部以VB6編譯生成的可執行程序都要用到它），以解釋執行實際的程序體。C#（以及其它.net的語言編譯器）則是生成.net目標代碼，實際執行時則由.net解釋系統（就像JVM同樣，也是一個虛擬機平臺）進行執行。固然.net目標代碼已經至關「低級」，比較接近機器語言了，因此仍將其視爲編譯語言，並且其可移植程度也沒有Java號稱的這麼強大，Java號稱是「一次編譯，處處執行」，而.net則是「一次編碼，處處編譯」。呵呵，固然這些都是題外話了。總之，隨着設計技術與硬件的不斷髮展，編譯型與解釋型兩種方式的界限正在不斷變得模糊。

 

動態語言和靜態語言
一般咱們所說的動態語言、靜態語言是指動態類型語言和靜態類型語言。

（1）動態類型語言：動態類型語言是指在運行期間纔去作數據類型檢查的語言，也就是說，在用動態類型的語言編程時，永遠也不用給任何變量指定數據類型，該語言會在你第一次賦值給變量時，在內部將數據類型記錄下來。Python和Ruby就是一種典型的動態類型語言，其餘的各類腳本語言如VBScript也多少屬於動態類型語言。

（2）靜態類型語言：靜態類型語言與動態類型語言恰好相反，它的數據類型是在編譯其間檢查的，也就是說在寫程序時要聲明全部變量的數據類型，C/C++是靜態類型語言的典型表明，其餘的靜態類型語言還有C#、JAVA等。

 

強類型定義語言和弱類型定義語言

（1）強類型定義語言：強制數據類型定義的語言。也就是說，一旦一個變量被指定了某個數據類型，若是不通過強制轉換，那麼它就永遠是這個數據類型了。舉個例子：若是你定義了一個整型變量a,那麼程序根本不可能將a看成字符串類型處理。強類型定義語言是類型安全的語言。

（2）弱類型定義語言：數據類型能夠被忽略的語言。它與強類型定義語言相反, 一個變量能夠賦不一樣數據類型的值。

強類型定義語言在速度上可能略遜色於弱類型定義語言，可是強類型定義語言帶來的嚴謹性可以有效的避免許多錯誤。另外，「這門語言是否是動態語言」與「這門語言是否類型安全」之間是徹底沒有聯繫的！
例如：Python是動態語言，是強類型定義語言（類型安全的語言）; VBScript是動態語言，是弱類型定義語言（類型不安全的語言）; JAVA是靜態語言，是強類型定義語言（類型安全的語言）。

 

經過上面這些介紹，咱們能夠得出，python是一門動態解釋性的強類型定義語言。

 

參考：

廖雪峯的官網  

金角大王的博客