Python – объектно-ориентированный язык программирования. Его отличает многофункциональность и простота изучения.
Кстати: Работают с Python с помощью специальной среды разработки. По умолчанию используется поставляющаяся вместе с дистрибутивом языка среда IDLE, однако можно программировать и в сторонних редакторах.
История создания
Язык Python начал разрабатывать в 1989 году программист из Нидерландов Гвидо Ван Россум. Новый язык задумывался как более совершенная версия созданного несколькими годами ранее языка АВС и должен был уметь обрабатывать исключения и взаимодействовать с использовавшейся голландскими учеными операционной системой Amoeba.
Работа была закончена в 1991 году. Именно тогда свет увидела версия «Питона», имевшая номер 0.9.0.
Особенности
Python – объектно-ориентированный язык. Это значит, что он оперирует объектами, объединенными в классы, расположенные в определенной иерархии. Это значительно облегчает написание кода. Однако помимо объектно-ориентированного подхода этот язык также позволяет использовать императивный и функциональный стили программирования.
«Питон» отличают три основные особенности:
- Простота и единообразие синтаксиса. Операторы и способы построения выражений на «Питоне» хорошо продуманы и не перегружены, что позволяет легко читать код, написанный на этом языке. Кроме того, это дает возможность программистам для выполнения какой-либо задачи использовать меньше строк кода, чем в других языках (например, С);
- Жесткая типизация. В отличие от того же С, все данные в «Питоне» имеют свои четко определенные типы, преобразовать или изменить которые можно только написанием функции для этого.
Кстати: Функция в Python для изменения типов данных требуется в очень многих случаях, но далеко не всегда. Это позволяет определить систему типов в «Питоне» скорее как динамическую, а не жесткую.
- Автоматическое управление памятью. Диспетчер памяти языка самостоятельно ищет объекты, которые больше не используются программой, и выгружает их;
С одной стороны, автоматическое управление памятью – удобная вещь, но с другой – диспетчер памяти не всегда удаляет из нее все ненужные объекты, поэтому память перегружается и ее приходится чистить вручную.
- Многофункциональность. Python используют для всего, что угодно: веб-разработки, написания программ, машинного обучения, автоматизации процессов. И это лишь малая часть областей его применения. Так, на этом языке было написано большинство версий торрент-клиента BitTorrent, а также мультиплатформенный графический редактор Gimp.
Синтаксис
Рассмотрим основы синтаксиса Python.
Операторы
«Питон» использует довольно стандартный для языков программирования набор операторов. Вот его основные операторы:
- If, else, elif - операторы условия;
- While, for – операторы цикла;
- Class –оператор, определяющий класс;
- Def – определяет функцию, генератор или метод;
- Try-finally – обрабатывает исключения;
- Pass – этот оператор не выполняет никакой функции. Его используют для пустых блоков кода.
Выражения
Выражения – это несколько последовательных элементов кода, выполняющих определенную задачу. В Python выражения – не только определенный «кусочек» скрипта, представляющий какую-либо информацию. Они также могут выполнять роль операторов.
Отличительная черта выражений в Python – стремление к минимализму. Так, язык подразумевает почти полное отсутствие лишних элементов в коде (таких, как скобки). Это позволяет выполнить имеющуюся задачу с помощью краткого, лаконично написанного скрипта.
В языке присутствуют так называемые «ленивые вычисления» при использовании операций «и»/«или». Под ними понимается принцип, используемый в некоторых языках программирования, согласно которому вычисление откладывается до тех пор, пока в нем не возникает необходимость. При этом вместо результата вычисления используется определенное число. В «Питоне» это значение первого операнда.
Строки документации
Для удобства чтения кода в «Питоне» предусмотрены строки документации. Это буквенные значения, которые ставятся в начале функции, модуля или класса. При исполнении кода они, в отличие от некоторых других языков, никуда не удаляются. По сути, частью синтаксиса документирование не является. Тем не менее, его применение общепринято.
Библиотеки
Библиотека – это набор готового кода для решения определенных задач. При их использовании программисту нужно лишь подставить туда свои данные. Библиотеки значительно облегчают работу с любым языком программирования. Фактически, она без них невозможна.
Одна из сильных сторон «Питона» - большое количество библиотек на все случаи жизни. Вот некоторые из них:
- Jupiter. Это не только библиотека, но и командная оболочка для вычислений на «Питоне» и некоторых других языках. С ее помощью можно писать код, а также тестировать и отлаживать написанное;
- Pandas. Содержит готовые структуры данных. Поможет при реализации сложных операций, которые посредством этого инструмента можно выполнить всего в несколько команд;
- NumPy. Одна из основных библиотек языка, значительно облегчающая обработку матриц и векторов;
- SciPy. Улучшенная версия предыдущей библиотеки. Отлично помогает в работе с преобразованиями Фурье, вероятностями и интегралами;
- Matplotlib. Эта библиотека позволяет создавать с помощью Python различные функции и графики.
Версии Python
«Питон» имел несколько разных версий. Вот их список с кратким перечнем изменений, введенных той или иной версией:
- Python 0.9.0. Пилотная версия языка;
- Python 1.0. Эта версия «Питона» привнесла в него возможности функционального программирования, такие, как свертка поиска, лямбда-исчисление, map и filter. Также появилась поддержка комплексных чисел;
- Python 2.0. Версия внедрила списковое включение и автоматическую сборку мусора. Кроме того, были объединены основные классы и типы, а также созданы генераторы – функции, которые сохраняют внутренне состояние кода;
- Python 3.0. Существенных изменений эта версия не принесла, так как была направлена на общую оптимизацию языка и его усовершенствование. Ее ключевой особенностью стало отсутствие совместимости с более ранними версиями «Питона»;
Изучение
Python не сложен в изучении. Это вызвано следующими факторами:
- Язык имеет очень простую, минималистичную семантику;
- У «Питона» большое сообщество пользователей, следовательно, интересующий новичка вопрос всегда получит ответ, если его задать на одном из форумов, посвященных языку;
- Python имеет обширную техническую и учебную документацию;
- Существуют сборники практических заданий, содержащие практические задачи по «Питону» для учеников. Это очень помогает в освоении языка.
Кстати: Для изучения «Питона» надо знать английский хотя бы на начальном уровне, поскольку большая часть учебников и инструкций написана именно на нем. Кроме того, большая часть «питоновских» форумов – англоязычные.
Плюсы и минусы Python
К плюсам языка можно отнести:
- Простота и, как следствие, быстрое написание кода и его хорошая читаемость;
- Многофункциональность;
- Возможность разработки на всех существующих платформах;
- Наличие большого числа библиотек;
Однако «Питону» присущи и недостатки:
- Язык требователен к ресурсам компьютера и сильно его нагружает, как следствие – компиляция кода, его тестирование и отладка занимают довольно много времени;
- Из-за того, что принцип жесткой типизации имеет исключения, иногда при написании больших объемов кода возникает путаница.
Python - простой и удобный язык, позволяющий решить почти любые задачи. Если вы только собираетесь начать изучение программирования, «Питон» - отличный выбор.