Введение в Python

Сейчас изучаю Python и решил поделится некоторыми заметками о этом языке, наподобие того как я рассказывал о Java. По Java я еще буду делать заметки, так что не расстраиваетесь...

В данное время, просто приоритеты расставлены так, что Python на первом месте! Чтобы серьезно попрактиковаться, я собираюсь на нем разрабатывать Либург (каталог IT-книг с рецензиями и очерками), в связке с Django.

Заметки основаны на книге Learning Python, которую я прикупил недавно, можно сказать что это даже конспект. Перейдем ближе к делу и начнем с введения в этот язык и технологию в целом.

Введение

Язык Python был изначально оптимизирован для достижения высокой скорости разработки, у него простой и интуитивно-понятный синтаксис (как по мне, так очень логичные конструкции, в следующих статьях я покажу это на конкретных примерах), динамическая типизация, отсутствие этапа компиляции (у Python динамическая компиляция) и встроенные инструментальные средства позволяют разработчикам создавать программы за более короткое время, чем при использовании других инструментов.

Он обладает такими возможностями, как модульность и объектно-ориентированное программирование, однако не обязывает использовать только ООП, вы также можете использовать процедурный подход.

Его объектная модель поддерживает такие понятия, как полиморфизм, перегрузка операторов и множественное наследование, однако, учитывая простоту синтаксиса и типизации Python, ООП не вызывает сложностей в применении. При наличии соответствующего связующего программного кода программы на языке Python могут использовать механизм наследования от классов реализованных на C++, Java и C#.

Основные факторы и преимущества этого языка

Многие компании во всем мире используют Python для разнообразных проектов, приведу краткий список этих компаний: NASA (научные вычисления), CERN, STSCI (Институт космического телескопа), NSA (шифрование и анализ разведданных), Apple, Google (в том числе и в поисковой системе), Яндекс, YouTube, BitTorrent (клиент peer-to-peer), Intel, Cisco, HP, Seagate, Nokia, Qualcomm, IBM, DreamWorks, Pixar (для анимационных фильмов) и многие другие организации во всем мире.

Качество программного обеспечения

Код на языке Python более ясен и легко читается, что несомненно улучшает качество программного кода в сравнении с другими языками сценариев (вспомним Perl). В этом мы убедимся в следующих статьях, когда перейдем к практической части.

Высокая скорость разработки

В сравнении с другими компилирующими языками программирования, такими как C, C++ и Java, Python значительно повышает производительность труда разработчика, так как эквивалентный код имеет в три и более раза меньший объем. Кроме того, программный код на языке Python запускается сразу же, минуя этапы компиляции и связывания.

Переносимость программ

Стандартная реализация языка Python написана на переносимом ANSI C, благодоря чему он компилируется и работает практически на всех основных платформах. Программы на языке Python могут выполняться на широком спектре устройств, начиная от наладонных компьютеров (PDA) и заканчивая суперкомпьютерами.

Большая часть программного кода на языке Python выполняется без изменений на любой поддерживаемой платформе:

• MS Windows и DOS;
• Mac OS и Mac OS X;
• FreeBSD, Linux, Solaris;
• BeOS, QNX, OS/2, VMS и VxWorks;
• PalmOS и PocketPC;
• Symbian и Windows Mobile;
• iPod и игровые консоли;
• и многие другие...

Более того, он имеет массу возможностей по созданию переносимых графических интерфейсов, программ доступа к базам данных, веб-приложений и т.д.

Поддержка библиотек

Python имеет большое число стандартных библиотек, которые вы можете использовать в своей программе, например такие как «библиотека для работы с регулярными выражениями», «библиотека для работы с сетью», так же вы можете написать свои библиотеки и использовать их на ряду со стандартными.

К числу сторонних библиотек можно отнести:

• NumPy — альтернатива Mathlab;
• PyGame — разработка игр и анимации;
• PIL — обработка графических изображений;
• PyRo — управление роботом;
• NLTK — анализировать фразы на естественном языке;
• библиотеки для работы с последовательным портом и т.д.

Интеграция компонентов

На сегодняшний день Python имеет возможность вызывать функции из библиотек на языке C/C++, сам вызываться из программ, написанных на языках C/C++, интегрироваться с Java-компонентами, взаимодействовать с другими платформами, как SOAP, XML-RPC, COBRA и т.д.

Возможность Python расширяться и встраиваться в системы на языках C и C++ делает его удобным и гибким языком для описания поведения других систем и компонентов. Прикладной интерфейс C API в Python позволяет программа на языке C вызывать и быть вызываемыми из программ на языке Python.

Такие инструменты, как SWIG и SIP, автоматически генерирующие программный код, могут автоматизировать действия по связыванию скомпилированных компонентов в Python для последующего использования их в сценариях.

А такие огромные платформы, как поддержка COM в Windows, Jython — реализация Python на языке Java, IronPython — реализация на базе .NET, представляют альтернативные возможности организации взаимодействий с компонентами. Например в Windows, программы на Python могут управлять такими приложениями, как Word или Excel.

Качество и поддержка ПО

Философия Python диктует использование минималистского подхода, это означает, что даже при наличии нескольких вариантов решения задачи в этом языке обычно существует всего один очевидный путь, небольшое число менее очевидных альтернатив и несколько взаимосвязанных вариантов организации взаимодействий.

Инструкция

import this

активизует пасхальное яйцо, которое отображает некоторые принципы проектирования, лежащие в основе языка.

Давайте вспомним язык Perl, где каждый программист сочинял свой путь решения, после чего такой код было сложно понять другим программистам (в большинстве случаев и самому разработчику этого кода), а в нынешнее время самое главное это поддержка кода, а не быстрое его написание!

Что можно делать с помощью Python?

Python как многоцелевой язык программирования, практически не ограничен: он может использоваться для реализации чего угодно, от веб-сайтов и игровых программ до управления роботами и космическими кораблями.

Системное программирование

Встроенные в Python интерфейсы доступа к службам операционных систем делают его идеальным инструментом для создания переносимых программ и утилит системного администрирования. Программы на языке Python могут отыскивать файлы и каталоги, запускать другие программы, производить параллельные вычисления с использованием нескольких процессоров и потоков, и делать многое другое. Также поддерживает все типичные инструменты ОС: файлы, сокеты, каналы, процессы, многопоточную модель исполнения, поиск по шаблону с использование рег. выражений, аргументы ком. строки и много другое.

Системные интерфейсы в Python созданы переносимыми, поэтому вам не надо изменять код под каждую ОС.

Графический интерфейс

В состав Python входит стандартный ОО интерфейс к Tk GUI API, который называется Tkinter, позволяющий реализовывать переносимый графический интерфейс с внешним видом присущим операционной системе. Свободно распространяемое расширение PMW содержит дополнительные визуальные компоненты для набора Tkinter.

Кроме того, существует прикладной интерфейс wxPython GUI API, основанный на библиотеке C++, который предлагает альтернативный набор инструментов. Инструменты PythonCard и Dabo, построены на основе wxPython и Tkinter. При выборе соответствующей библиотеки вы сможете использовать другие инструменты для построения графических интерфейсов, например: Qt, GTK, MFC и Swing.

Веб-сценарии

Python поставляется со стандартными интернет-модулями, которые позволяют программам выполнять разнообразные сетевые операции. Сценарии могут производить взаимодействие через сокеты, извлекать данные полученные из html-форм; передавать файлы по протоколу FTP; обрабатывать файлы XML; передавать, принимать, создавать и производить разбор писем электронной почтой; производить взаимодействия по протоколам XML-RPC, SOAP, Telnet и т.д.

С помощью пакета mod_python для Apache можно запускать сценарии на языке Python, также он поддерживает шаблоны механизма Python Server Pages.

Система Jython обеспечивает бесшовную интеграцию Python/Java и поддерживает серверные апплеты, которые выполняются на стороне клиента.

Помимо всего этого для Python существуют полноценные пакеты веб-разработки, такие как Django, Zope, TurboGears, Pylons и WebWare, предназначенные для быстрого создания полнофункциональных высококачественных веб-сайтов.

Приложения баз данных

В Python имеется поддержка Sybase, Oracle, ODBC, MySQL, PostgreSQL, Informix, SQLite и многие другие. Также существует «переносимый прикладной программный интерфейс баз данных», предназначенный для доступа к БД SQL из сценариев Python, который унифицирует доступ к различным базам данных, что-то на подобие PDO для PHP.

Стандартный модуль Pickle реализует простую систему хранения объектов, позволяющий программам сохранять и восстанавливать объекты Python в файлах или в специализированных для этого объектах. Также можно использовать систему ZODB, которая является полостью ОО базой данных. Существует и еще один инструмент под названием SQLObject, который отображает реляционные таблицы в модель классов языка Python.

Python мощный

Python обеспечивает простоту и непринужденность языка сценариев и мощь, которую обычно можно найти в компилирующих языках. Превышая возможности других языков сценариев, такая комбинация делает Python удобным средством разработки крупномасштабных проектов.

• Динамическая типизация

  В Python нет необходимости объявлять явно типы объектов, он сам следит за ними.

• Автоматическое управление памятью

  Python автоматически распределяет память под объекты и освобождает ее (сборка мусора), когда объекты становятся ненужными.

• Модульное программирование

  Для создания крупных систем Python предоставляет такие возможности, как модули, классы и исключения. Они позволяют разбивать систему на составляющие, применять ООП для создания программного кода многократного использования и элегантно обрабатывать возникающие события и ошибки.

• Встроенные типы объектов

  Python предоставляет наиболее типичные структуры данных, такие как числа, списки, словари и строки, в виде особенностей, присущих самому языку программирования. Встроенные объекты могут комбинироваться друг с другом для представления данных с более сложной структурой.

• Встроенные инструменты

  Для работы со всеми этими встроенными типами данных у Python имеются средства, предназначенные для конкатенации, получения срезов, сортировка, отображение и многое другое.

• Библиотеки утилит

  В Python также входит большая коллекция библиотечных инструментов, которые поддерживают практически все, что может потребоваться, — от поиска с использованием рег. выражений до работы в сети.

• Утилиты сторонних разработчиков

  Так как Python открытый, то для него делают очень много сторонних библиотек, которые решить внутренними средствами не возможно. В сети можно найти свободную реализацию поддержки COM, средств для работы с изображениями, распределенных объектов COBRA, XML, механизмов доступа к БД и многое другое.

Несмотря на широкие возможности, Python имеет чрезвычайно простой синтаксис и архитектуру. В результате мы имеем мощный инструмент программирования, обладающий простотой и удобством, присущим языкам сценариев.

Python свободный

Вы можете найти в сети полные исходные тексты реализации Python. Нет никаких ограничений на его копирование, встраивание в свои системы или распостранение в составе ваших продуктов. Фактически вы сможете даже продавать исходные тексты Python, если появится такое желание.

Python назван в честь Монти Пайтона (Monty Python)

Несмотря на то что на эмблеме Python изображена рептилия, правда в том, что создатель Python, Гвидо ван Россум, назвал свое детище в честь комедийного сериала «Летающий цирк Монти Пайтона», который транслировался по каналу BBC.

Он большой поклонник этого сериала, как и многие программисты со всего мира! В связи с этим, традиционные имена переменных «foo» и «bar» часто заменены на «spam» и «egg». Также, конференции по языку Python обычно имеют именование «Испанская инквизиция».

Какие преимущества у Python по сравнению с другим языком?

• Python имеет более широкие возможности, чем Tcl. Язык Python поддерживает «программирование в целом», что делает его применимым для разработки крупных систем.

• Python имеет более четкий синтаксис и более простую архитектуру, чем Perl, что делает код более удобочитаемым и простым в сопровождении.

• Python проще и удобнее, чем Java. Python — язык сценариев, а Java унаследовала сложный синтаксис от таких языков программирования, как C++, например.

• Python проще и удобнее, чем C++, но не редко он не может конкурировать с C++, поскольку будучи языком сценариев, Python предназначен для другого круга задач.

• Python более зрелый и имеет более ясный синтаксис, чем Ruby. В отличии от Ruby и Java, ОО стиль программирования не является обязательным в Python — он не вынуждает использовать ООП в проектах, где этот стиль неприменим.

• Python обладает динамическими характеристиками таких языков, как SmallTalk и Lisp, но имеет более простой и традиционный синтаксис.

Резюме

Вот мы и закончили с введением в этот замечательный язык, однако теоретическая часть не окончена, в следующей статье расскажу про то как работает Python и PVM, также про альтернативные интерпретаторы на Java и .NET и для чего они нужны, и еще о многом другом.