Ohjelmointi

Mikä on Python? Tehokas, intuitiivinen ohjelmointi

Vuodesta 1991 lähtien Python-ohjelmointikieltä pidettiin aukkojen täyttäjänä, tapana kirjoittaa skriptejä, jotka "automatisoivat tylsät jutut" (kuten yksi suosittu kirja Pythonin oppimisesta sanoi) tai prototyyppisovelluksia, jotka toteutetaan muilla kielillä .

Viime vuosina Python on kuitenkin noussut ensimmäisen luokan kansalaiseksi nykyaikaisessa ohjelmistokehityksessä, infrastruktuurin hallinnassa ja tietojen analysoinnissa. Se ei ole enää takahuoneen käyttökieli, vaan merkittävä voima verkkosovellusten luomisessa ja järjestelmien hallinnassa sekä keskeinen tekijä big data -analytiikan ja konetiedon räjähdyksessä.

Liittyvä video: Kuinka Python tekee ohjelmoinnista helpompaa

IT-tekniikalle täydellinen Python yksinkertaistaa monenlaista työtä järjestelmän automaatiosta huipputeknisillä aloilla, kuten koneoppiminen.

Pythonin tärkeimmät edut

Pythonin menestys kiertää useita etuja, joita se tarjoaa sekä aloittelijoille että asiantuntijoille.

Python on helppo oppia ja käyttää

Kielen ominaisuuksien määrä itsessään on vaatimaton, ja se vaatii suhteellisen vähän aikaa tai vaivaa ensimmäisten ohjelmiesi tuottamiseen. Python-syntaksin on tarkoitus olla luettavissa ja suoraviivainen. Tämä yksinkertaisuus tekee Pythonista ihanteellisen opetuskielen, ja se antaa tulokkaiden valita sen nopeasti. Tämän seurauksena kehittäjät viettävät enemmän aikaa miettimään ongelmaa, jonka he yrittävät ratkaista, ja vähemmän aikaa ajatella kielen monimutkaisuutta tai muiden jättämien koodien salaamista.

Python on yleisesti hyväksytty ja tuettu

Python on sekä suosittu että laajalti käytetty, sillä korkeat sijoitukset tutkimuksissa, kuten Tiobe-indeksi, ja suuri joukko Pythonia käyttäviä GitHub-projekteja todistavat. Python toimii kaikilla suurimmilla käyttöjärjestelmillä ja alustoilla, ja useimmat pienetkin. Monissa suurissa kirjastoissa ja API-pohjaisissa palveluissa on Python-sidokset tai -kääreet, jolloin Python voi vapaasti liittyä näihin palveluihin tai käyttää suoraan näitä kirjastoja.

Python ei ole ”lelukieli”

Vaikka komentosarjat ja automatisointi kattavat suuren osan Pythonin käyttötapauksista (lisää siitä myöhemmin), Pythonia käytetään myös ammattilaatuisten ohjelmistojen rakentamiseen sekä itsenäisinä sovelluksina että verkkopalveluina. Python ei välttämättä ole nopein kieli, mutta siitä puuttuu nopeus, se korvaa monipuolisuuden.

Python jatkaa eteenpäin

Jokainen Python-kielen versio lisää hyödyllisiä uusia ominaisuuksia, jotta pysyt ajan tasalla nykyaikaisesta ohjelmistokehityskäytännöstä. Esimerkiksi asynkroniset operaatiot ja korutiinit ovat nyt kielen vakio-osia, mikä helpottaa samanaikaista käsittelyä suorittavien Python-sovellusten kirjoittamista.

Mihin Pythonia käytetään

Pythonin perustavin käyttötapaus on komentosarja- ja automaatiokieli. Python ei ole vain korvike komentosarjojen komentosarjoille tai komentojonotiedostoille; Sitä käytetään myös automaattiseen vuorovaikutukseen selainten tai sovellusten käyttöliittymien kanssa tai järjestelmän hallintaan ja määrityksiin sellaisissa työkaluissa kuin Ansible ja Salt. Mutta komentosarjat ja automaatio edustavat vain jäävuoren huippua Pythonin kanssa.

Gyleinen sovellusohjelmointi Pythonilla

Voit luoda Pythonilla sekä komentorivi- että alustojen välisiä käyttöliittymäsovelluksia ja käyttää niitä itsenäisinä suoritustiedostoina. Pythonilla ei ole alkuperäistä kykyä luoda erillistä binääriä komentosarjasta, mutta kolmannen osapuolen paketteja, kuten cx_Freeze ja PyInstaller, voidaan käyttää siihen.

Datatiede ja koneoppiminen Pythonilla

Hienostuneesta data-analyysistä on tullut yksi nopeimmin liikkuvista tietotekniikan alueista ja yksi Pythonin tähtikäyttötapauksista. Suurimmalla osalla datatieteessä tai koneoppimisessa käytetyistä kirjastoista on Python-liitännät, mikä tekee kielestä suosituimman korkean tason komentorajapinnan koneoppimisen kirjastoille ja muille numeerisille algoritmeille.

Verkkopalvelut ja RESTful-sovellusliittymät Pythonissa

Pythonin natiivikirjastot ja kolmansien osapuolten verkkokehykset tarjoavat nopeat ja kätevät tapat luoda kaikkea yksinkertaisista REST-sovellusliittymistä muutamassa koodirivissä täysimittaisiin, dataohjattuihin sivustoihin. Pythonin uusimmilla versioilla on vahva tuki asynkronisille operaatioille, jolloin sivustot voivat käsitellä kymmeniä tuhansia pyyntöjä sekunnissa oikeilla kirjastoilla.

Metaprogrammit ja koodien luominen Pythonissa

Pythonissa kaikki kielen kielet ovat esineitä, mukaan lukien itse Python-moduulit ja kirjastot. Tämä antaa Pythonille mahdollisuuden toimia erittäin tehokkaana koodigeneraattorina, jolloin on mahdollista kirjoittaa sovelluksia, jotka manipuloivat omia toimintojaan ja joilla on sellainen laajennettavuus, jota olisi vaikea tai mahdotonta käyttää muilla kielillä.

Pythonia voidaan käyttää myös koodinmuodostusjärjestelmien, kuten LLVM: n, ohjaamiseen koodin tehokkaaseen luomiseen muilla kielillä.

”Liimakoodi” Pythonissa

Pythonia kuvataan usein "liimakieleksi", mikä tarkoittaa, että se voi antaa erilaisten koodien (tyypillisesti kirjastot, joissa on C-kieli -rajapinnat) toimia yhdessä. Sen käyttö datatieteessä ja koneoppimisessa tapahtuu tässä mielessä, mutta se on vain yksi yleisen idean inkarnaatio. Jos sinulla on sovelluksia tai ohjelmatoimialueita, jotka haluat yhdistää, mutta et voi puhua keskenään suoraan, voit yhdistää ne Pythonilla.

Missä Python jää alle

Huomionarvoisia ovat myös Pythonin kaltaiset tehtävät ei sopii hyvin.

Python on korkean tason kieli, joten se ei sovellu järjestelmätason ohjelmointiin - laiteajurit tai käyttöjärjestelmän ytimet ovat poissa kuvasta.

Se ei myöskään ole ihanteellinen tilanteissa, joissa sitä tarvitaan alustan poikki erilliset binäärit. Voit rakentaa itsenäisen Python-sovelluksen Windowsille, MacOS: lle ja Linuxille, mutta ei tyylikkäästi tai yksinkertaisesti.

Lopuksi, Python ei ole paras valinta, kun nopeus on ehdoton prioriteetti sovelluksen kaikilla osa-alueilla. Siksi sinun on parempi käyttää C / C ++: ta tai muuta vastaavan kaliiperin kieltä.

Kuinka Python tekee ohjelmoinnista helppoa

Pythonin syntaksin on tarkoitus olla luettavissa ja puhdas, ilman teeskentelyä. Tavallinen “hello world” Python 3.x: ssä ei ole muuta kuin:

tulosta (“Hei maailma!”)

Python tarjoaa monia syntaktisia elementtejä ilmaisemaan ytimekkäästi monia yhteisiä ohjelmavirtoja. Harkitse esimerkkiohjelmaa rivien lukemiseksi tekstitiedostosta luettelo-objektiksi, poistaen jokaisesta rivistä sen päättävän uuden rivin merkin matkan varrella:

avoimen (‘myfile.txt’) nimellä my_file:

file_lines = [x.rstrip (’\ n’) x: lle omassa tiedostossa]

painikkeella / as rakentaminen on a kontekstinhallinta, joka tarjoaa tehokkaan tavan instantisoida objekti koodilohkolle ja hävittää se sitten kyseisen lohkon ulkopuolella. Tässä tapauksessa esine on my_file, instantiated kanssa avata() toiminto. Tämä korvaa useita kattilalevyjä tiedoston avaamiseksi, yksittäisten rivien lukemiseksi ja sitten sulkemiseksi.

[x… x: lle omassa tiedostossa] rakentaminen on toinen Python-idiosynkrasia, luettelon ymmärtäminen. Sen avulla kohde, joka sisältää muita kohteita (tässä, my_file ja sen sisältämät rivit) iteroidaan läpi, ja se antaa jokaisen iteroidun elementin (eli jokaisen x) käsitellään ja liitetään automaattisesti luetteloon.

Sinä voisi kirjoittaa sellainen asia kuin muodollinen varten… silmukka Pythonissa, aivan kuten toisella kielellä. Tarkoituksena on, että Pythonilla on tapa ilmaista taloudellisesti esimerkiksi silmukoita, jotka toistuvat useissa kohteissa ja suorittavat yksinkertaisen toiminnon silmukan jokaiselle elementille, tai työskennellä sellaisten asioiden kanssa, jotka edellyttävät nimenomaista välitettävyyttä ja hävittämistä.

Tämänkaltaiset rakenteet antavat Python-kehittäjille tasapainon suppeauden ja luettavuuden suhteen.

Pythonin muiden kieliominaisuuksien on tarkoitus täydentää yleisiä käyttötapauksia. Useimmat nykyaikaiset objektityypit - esimerkiksi Unicode-merkkijonot - on rakennettu suoraan kieleen. Tietorakenteet, kuten luettelot, sanakirjat (ts. Hashmaps tai avainarvomyymälät), sarjat (muuttumattomien objektien kokoelmien tallentamiseksi) ja joukot (ainutlaatuisten esineiden kokoelmien tallentamiseksi), ovat saatavana vakioasiakirjoina.

Python 2 vs.Python 3

Python on saatavana kahtena versiona, jotka ovat riittävän erilaisia ​​monien uusien käyttäjien nostamiseksi. Python 2.x -ohjelmaa, vanhempaa "legacy" -haaraa, tuetaan edelleen (eli vastaanotetaan virallisia päivityksiä) vuoteen 2020 asti, ja se saattaa jatkua epävirallisesti sen jälkeen. Python 3.x: llä, kielen nykyisellä ja tulevalla inkarnaatiolla, on monia hyödyllisiä ja tärkeitä ominaisuuksia, joita ei löydy Python 2.x: stä, kuten uudet syntaksitoiminnot (esim. "Mursuoperaattori"), paremmat samanaikaisuuden hallinnan ja muut tehokas tulkki.

Python 3: n käyttöönottoa hidasti pisimpään kolmannen osapuolen kirjastotuen suhteellinen puute. Monet Python-kirjastot tukivat vain Python 2: ta, mikä vaikeutti vaihtamista. Mutta parin viime vuoden aikana vain Python 2: ta tukevien kirjastojen määrä on vähentynyt; kaikki suosituimmat kirjastot ovat nyt yhteensopivia sekä Python 2: n että Python 3: n kanssa. Nykyään Python 3 on paras valinta uusille projekteille; ei ole mitään syytä valita Python 2, ellei sinulla ole muuta vaihtoehtoa. Jos olet jumissa Python 2: n kanssa, sinulla on käytössään erilaisia ​​strategioita.

Pythonin kirjastot

Pythonin menestys perustuu rikkaaseen ensimmäisen ja kolmannen osapuolen ohjelmistojen ekosysteemiin. Python hyötyy sekä vahvasta vakiokirjastosta että runsaasta valikoimasta helposti saatavia ja helposti käytettäviä kirjastoja kolmannen osapuolen kehittäjiltä. Python on rikastunut vuosikymmenien laajennuksella ja panoksella.

Pythonin vakiokirjasto tarjoaa moduuleja yleisiin ohjelmointitehtäviin - matematiikka, merkkijonojen käsittely, tiedostojen ja hakemistojen käyttö, verkko, asynkroniset operaatiot, ketjutus, moniprosessin hallinta ja niin edelleen. Mutta se sisältää myös moduuleja, jotka hallitsevat yleisiä, korkean tason ohjelmointitehtäviä, joita modernit sovellukset tarvitsevat: jäsenneltyjen tiedostomuotojen, kuten JSON ja XML, lukeminen ja kirjoittaminen, pakattujen tiedostojen käsittely, Internet-protokollien ja datamuotojen (verkkosivut, URL-osoitteet, sähköposti) käsittely. Suurin osa kaikista ulkoisista koodeista, jotka paljastavat C-yhteensopivan ulkomaisen toimintoliittymän, voidaan käyttää Pythonin avulla tietotyypit moduuli.

Oletus Python-jakelu tarjoaa myös alkeellisen, mutta hyödyllisen, alustojen välisen graafisen käyttöliittymäkirjaston Tkinterin kautta ja upotetun kopion SQLite 3 -tietokannasta.

Tuhannet kolmannen osapuolen kirjastot, jotka ovat saatavilla Python Package Index (PyPI) -palvelun kautta, muodostavat vahvimman esityksen Pythonin suosiosta ja monipuolisuudesta.

Esimerkiksi:

  • BeautifulSoup-kirjasto tarjoaa all-in-one-työkalupaketin HTML: n - jopa hankalan, rikkoutuneen HTML - kaapimiseksi ja tietojen purkamiseksi siitä.
  • Pyynnöt tekevät HTTP-pyyntöjen käsittelystä mittakaavassa kivutonta ja yksinkertaista.
  • Flaskin ja Djangon kaltaiset kehykset mahdollistavat verkkopalvelujen nopean kehityksen, joka kattaa sekä yksinkertaiset että edistyneet käyttötapaukset.
  • Useita pilvipalveluja voidaan hallita Pythonin objektimallin avulla Apache Libcloudin avulla.
  • NumPy, Pandas ja Matplotlib nopeuttavat matemaattisia ja tilastollisia operaatioita ja helpottavat tietojen visualisointien luomista.

Pythonin kompromisseja

Kuten C #, Java ja Go, myös Pythonilla on roskien keräämää muistinhallintaa, mikä tarkoittaa, että ohjelmoijan ei tarvitse toteuttaa koodia objektien seuraamiseen ja vapauttamiseen. Normaalisti roskien keräys tapahtuu automaattisesti taustalla, mutta jos se aiheuttaa suorituskykyongelman, voit laukaista sen manuaalisesti tai poistaa sen kokonaan käytöstä tai julistaa kokonaiset alueet esineistä, jotka on vapautettu roskakorista, suorituskyvyn parannuksena.

Tärkeä näkökohta Pythonissa on sen dynaamisuutta. Kaikkea kieltä, mukaan lukien toiminnot ja moduulit, käsitellään esineinä. Tämä tapahtuu nopeuden kustannuksella (lisää siitä myöhemmin), mutta se helpottaa korkean tason koodin kirjoittamista. Kehittäjät voivat suorittaa monimutkaisia ​​objektien manipulointeja vain muutamalla käskyllä ​​ja jopa käsitellä sovelluksen osia abstrakteina, joita voidaan tarvittaessa muuttaa.

Pythonin käyttö merkittävä välilyönti on mainittu sekä yhtenä Pythonin parhaista että huonimmista ominaisuuksista. Alla olevan toisen rivin sisennys ei ole vain luettavuus; se on osa Pythonin syntaksia. Python-tulkit hylkäävät ohjelmat, jotka eivät käytä oikeaa sisennystä osoittamaan ohjausvirtaa.

avoimen (‘myfile.txt’) nimellä my_file:

file_lines = [x.rstrip (’\ n’) x: lle omassa tiedostossa]

Syntaktinen välilyönti saattaa aiheuttaa nenän rypistymisen, ja jotkut ihmiset hylkäävät Pythonin tästä syystä. Mutta tiukat sisennyssäännöt ovat käytännössä paljon vähemmän häiritseviä kuin ne teoriassa saattavat tuntua, jopa pienimmällä koodieditorilla, ja tuloksena on puhtaampi ja luettavampi koodi.

Toinen mahdollinen sammutus, erityisesti niille, jotka tulevat kieliltä, ​​kuten C tai Java, on se, kuinka Python käsittelee muuttujien kirjoittamista. Oletusarvoisesti Python käyttää dynaamista tai "ankka" -tyyppiä - tämä sopii hyvin nopeaan koodaukseen, mutta on ongelmallista suurissa koodipohjoissa. Siitä huolimatta Python on äskettäin lisännyt tukea valinnaiselle kääntöaikatyyppihinnoittelulle, joten staattisesta kirjoittamisesta mahdollisesti hyötyvät projektit voivat käyttää sitä.

Onko Python hidas? Ei välttämättä

Yksi yleinen huomautus Pythonista on, että se on hidas. Objektiivisesti se on totta. Python-ohjelmat toimivat yleensä paljon hitaammin kuin vastaavat ohjelmat C / C ++: ssa tai Java: ssa. Jotkut Python-ohjelmat ovat hitaampia suuruusluokassa tai enemmän.