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被無數程序員熱烈追捧的Python,究竟有什麼魅力?

編輯:Python

如今,Python 已經成為一種再主流不過的編程語言了。它天生麗質,易於讀寫,非常實用,從而贏得了廣泛的群眾基礎,被譽為“宇宙最好的編程語言”,被無數程序員熱烈追捧。

  • 在數據科學和 AI 中占據主導地比特;

  • 擁有優質的文檔和豐富的庫,對於科學用途的廣泛編程任務都很有用;

  • 設計非常好,快速,堅固,可移植,可擴展;

  • 開源,而且擁有一個健康、活躍、支持度高的社區。

當Python不再僅僅作為系統管理工具,邁出跨界的第一步時,就再也停不下來,從Web開發到科學計算,從3D建模到人工智能,從嵌入式開發到雲計算和大數據,幾乎每一個角落,都能看到Python的身影。

1. 系統管理工具

Python從一開始就是為了提高系統管理效率而開發的。內置的os模塊可以在兼容大部分主流操作系統的情況下,提供基本一致的操作方式,系統管理員的腳本只需要寫一次,就可以運行在不同的操作系統上。借助Python簡潔高效的語法,Python在複雜系統管理任務上的開發效率要遠遠高於Shell,同時執行效率也是遠高於需要不停進程切換的Shell。為了可以使用常用的Linux命令行工具,David Beazley用Python在幾天之內在Windows上開發了一套Linux常用的工具集。

對於複雜的系統管理工作,目前流行的配置管理工具,如Fabric,Ansible,Saltstack等,可以讓運維人員使用幾行命令,讓成百上千臺服務器俯首帖耳。隨著DevOps運動的發展,“基礎設施即代碼”的理念越來越深入人心,借助於molecule或者testinfra這樣的工具,開發者可以像運行單元測試一樣,對基礎設施的配置進行測試。

2. Web開發

全世界第一個網站在1989年上線,而萬維網(World Wide Web)在1994年被發明出來。可以說,Python是和互聯網一起長大的。作為動態語言,並且具有更高的抽象層次的Python和Perl,很快就被開發者們發現更適合用於開發網站,並在早期互聯網的興起過程中發揮重要作用。

隨著互聯網的發展,很多以互聯網為生的編程語言被發明出來,比如Java,PHP,Ruby等,逐漸超越了Python和Perl這些前輩。不過Python在Web開發領域仍然占有一席之地。比如著名的一站式Web框架Django,輕巧的Flask,高並發性能的Tornado等。一些著名的網站,也是在Python技術的支持下運行著,比如Youtube、Reddit、Pinterest、Dropbox、豆瓣等。

3. 科學計算

在Web技術大行其道,Java、PHP等編程語言來勢洶洶之時,Python的注意力卻沒有完全放在Web上面,隨隨便便的就把先發優勢給放棄,轉而搞科學計算去了。

Python在設計之初的一個理念是,盡可能的用英語或者高中代數中約定的錶達方式來編程,所以盡管一開始的應用場景並沒有考慮科學計算,但學術界卻盯上了Python。1995年,一個研究如何讓Python支持高效矩陣運算的小組成立,Python的創始人——Guido van Rossum也在這個小組之中,為了讓Python能夠更好地支持矩陣操作,還專門設計和修改了一些Python語法。就在這一年,Numeric數值計算庫發布,在2006年,Numeric正式改名叫做NumPy。


進入新世紀,圍繞NumPy,更多科學計算相關的工具包被開發出來,比如用於科學計算的SciPy,用於符號計算的SymPy,用於數據分析的Pandas,用於數據可視化的Matplotlib,以及可以實時畫圖的交互式開發環境IPython Notebook等。在Matlab等專業軟件主導整個科學計算領域多年之後,Python用近10年的時間,在學術界贏得了一席之地。而當其他通用編程語言在Web浪潮中厮殺結束,回頭也想要到科學計算中搶一塊領地時,卻發現事情已經變得比當年要難得多了。

4. 雲計算

在後互聯網時代,雲計算和大數據是被提起最多的兩個概念。互聯網的普及,帶來了信息生產和交換成本的大幅降低,也因此導致了信息大爆炸。為了進一步降低成本,並釋放數據的價值,雲計算和大數據技術應運而生。

提到雲計算,不得不提的就是OpenStack,目前已經成為了事實上的開源私有雲平臺標准。OpenStack選擇Python作為主要開發語言,其最主要的原因,是Python作為膠水語言,可以和操作系統很好的交互,同時集成其他語言編寫的工具庫也很容易,而且Python自身的生態足夠健壯,像分布式任務管理,Web開發等都能夠很好的支撐。出於同樣的原因,目前市場份額最大的公有雲平臺AWS在發布之初就提供Python SDK支持。

5. 大數據

大數據技術的興起,讓很多新技術有了露臉的機會。比如Scala、R、Julia這些語言,曾經都是小眾語言,但因為他們在大數據方面的優勢,吸引了大量的開發者。除了這些小眾語言之外,Java和Python算是在傳統強勢編程語言中沒有掉隊的兩個。

Python的不掉隊,要得益於其在科學計算領域的積累,比如Pandas和SciPy,這些曾經用在學術界的工具,在大數據處理中同樣變得重要。因此,像Spark, H2O這樣的大數據處理工具,核心部分並不是Python編寫,但為了滿足工具使用者的需求,都花了巨大精力來開發Python接口。除此之外,完全基於Python的工具,雖然不多,但還是存在,比如Airbnb開發的數據可視化工具superset和任務編排工具airflow。

6. 仿真模擬

在程序員圈子裏一提到Python,第一反應就是“上手簡單”。正是由於簡單,每個人都會寫一點,就算不會寫,也可以看懂,因此大家並不以會Python為多麼驕傲的事情。相比Python,程序員們更願意炫耀自己擅長Clojure或者Haskell這樣相對複雜的編程語言。

不過簡單也有簡單的好。正是由於上手簡單,讓Python成為各種仿真模擬軟件首選的腳本語言。比如大名鼎鼎的圖片處理工具GIMP,3D模型制作工具3ds Max,Blender,電影特效工具Houdini, Maya,電影後期合成工具Nuke等等,都以Python作為腳本。

7. 人工智能

自從AlphaGo戰勝李世乭開始,人工智能就火得一塌糊塗。然而,人工智能並不是什麼新概念,其曆史已經超過了半個世紀。在人工智能領域過去這幾十年的發展中,傳統的主流編程語言明明是Lisp,而後起之秀也是像Prolog這樣的語言。但是當這一波人工智能真正開始流行起來時,人們發現,那些流行的框架和工具,要麼是用Python寫的,比如Theano,要麼是C++寫的,但是Python作為接口語言,比如TensorFlow,Caffe,MxNet等。僅有的非Python框架Torch,在2017年也抵不住壓力,開發了PyTorch。

8. 其他

在算法交易和量化投資領域,Python是最佳選擇之一。

在嵌入式領域,廣受歡迎的程序員玩具樹莓派,選擇Python作為主要編程接口。

在軟件開發管理中,構建工具Scons和事務追蹤工具Trac雖然不算特別流行,但也處於活躍的狀態。

盡管Python的主要應用場景都在命令行,但不代錶其不能做桌面軟件開發,借助於PyQt和Kivy這些圖形庫,Python也可以開發出漂亮的桌面軟件。

借用一句流行語:Python這麼厲害,咋不上天呢?

事實上,NASA確實在使用Python來開發軟件,主要是用於系統集成和衛星、火箭等的測試自動化方面。

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