Python编程语言详细介绍

2024-04-02 19:55

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Python是世界上最流行的解释型编程语言之一。Python 由 Guido van Rossum 设计，作为“ABC”编程语言的继承者，于 1991 年首次发布。它是一种高级通用语言，其设计理念是通过使用缩进来强调代码的可读性。Python 的语言结构旨在帮助程序员为小型和大型项目编写逻辑代码。

该语言是动态类型的，支持多种编程范式。它完全支持面向对象和结构化编程，它的一些特性支持函数式和面向方面的编程。

Python 被设计为一种高度可扩展的语言。这种模块化使得它作为一种向已经存在的应用程序添加接口的方式非常流行。由于其全面的标准库，它通常被描述为“包含电池”的语言。我们需要感谢 ABC 提供的这个特性，因为 Python 的设计者对于一个拥有大型标准库的小型核心语言的愿景源于他对 ABC 语言的挫败感，而 ABC 语言是基于相反的方法。

一、语法

Python 的格式在视觉上很整洁，并且经常使用关键字；然而，许多其他语言依赖于标点符号。Python 的另一个显着区别是它不使用大括号来分隔块。与 C 等其他语言相比，它的语法异常和特殊情况要少得多。

1、缩进

Python 使用空格缩进来分隔块。在某些语句之后可能会增加缩进，但缩进的减少意味着程序段的结束。这使得程序的视觉结构准确地表示了程序的语义结构。

此功能称为“越位规则”。它可能不是python独有的，而是带有语义的；另一方面，大多数语言的缩进没有任何语义意义。

2、变量

在 Python 中，变量名是一个引用持有者，没有与之关联的固定数据类型。它们可以随时反弹到任何物体上。尽管在给定时间，变量将引用某个对象，该对象本身具有类型。这称为动态类型。

这与 Java、C++、FORTRAN、Scala 和 Pascal 等语言完全相反，因为它们是静态类型的编程语言，其中每个变量只能包含特定类型的值。

3、表达式

表达式是编程语言中的语法实体，可以对其进行评估以确定其值。它是编程语言解释和计算以产生值的常量、变量、函数和运算符的组合。

在 Python 中，表达式和语句是有区别的。也就是说，语句不能是表达式的组成部分。这个特性并不常见，因为它在一些主要语言中没有，比如 Scheme、Common Lisp 或 Ruby。但是这会导致重复某些功能。

4、类型

Python 使用鸭子类型，这是一种用于确定对象是否可以用于特定目的的应用程序。在这种语言中，编译时不检查类型约束。对对象执行操作失败意味着给定的对象不是合适的类型。

Python 是一种强类型语言，因此它不允许定义不明确的操作，而不是默默地尝试理解它们。

它允许程序员使用类定义自己的类型。可以通过调用类来构造类的新实例。

5、方法

这里的“方法”是与消息和对象相关联的过程。一个对象由数据和行为组成；这些包括一个接口，该接口指定对象如何被其任何消费者使用。

Python 方法有一个显式的 self 参数来访问实例数据。Python 还提供了方法，通常称为 dunder 方法，允许用户定义的类修改它们如何被本地操作处理，例如长度、比较、算术运算、类型转换等。

二、库

Python 有一个很大的标准库。它能够提供适用于许多任务的工具。它包括用于创建图形用户界面 (GUI)、连接到关系数据库、生成伪随机数、操作正则表达式、单元测试等的模块。

大多数标准库是跨平台的 Python 代码，因此只有少数模块需要更改或重写以进行变体实现。

1、Python的应用

Python 可以作为 Web 应用程序的脚本语言。有了 Web 服务器网关接口，标准 API 已经发展到可以促进这些应用程序。

NumPy、SciPy 和 Matplotlib 等库允许在科学计算中有效地使用 Python。Biopython 和 Astropy 等库提供特定领域的功能。SageMath 是一个计算机代数系统，带有可在 Python 中编程的笔记本界面。它的库可以涵盖数学的各个方面，例如代数、组合、数值数学、数论和微积分。

在 TensorFlow、Keras、Pytorch 和 Scikit-learn 等库的帮助下，Python 常用于人工智能项目和机器学习项目。Python 因其模块化架构、简单的语法和富文本处理工具而常用于自然语言处理。

Python 也可以用来创建游戏，使用 Pygame 等库可以制作 2D 游戏。

GNU Debugger 使用 Python 作为漂亮的打印机来显示复杂的结构，例如 C++ 容器。Esri 将 Python 推广为在 ArcGIS 中编写脚本的最佳选择。它已被用作 Google App Engine 中三种可用编程语言中的第一种。

许多操作系统都将 Python 作为标准组件。它随大多数 Linux 发行版一起提供，并且可以从命令行终端使用。许多 Linux 发行版使用用 Python 编写的安装程序。例如，Ubuntu 使用 Ubiquity 安装程序，而 Red Hat Linux 和 Fedora 使用 Anaconda 安装程序。

Python 还广泛用于信息安全行业，包括漏洞利用开发。