第1章 Python语言基础

1.1 Python简介

Python是一个高层次的兼具解释性、编译性、互动性的面向对象的脚本语言。它主要基于其他语言发展而来，包括ABC、Modula-3、C、C++、Algol-68、SmallTalk、Unix shell等脚本语言，该语言是在20世纪80年代末、90年代初由基多·范·罗苏姆在荷兰国家数学和计算机科学研究所设计出来的。

Python目前分为2.x版本和3.x版本，其官方主页：https://www.python.org/，如图1-1所示。

Python语言近几年呈迅猛发展之势，在2020年1月TIOBE（https://www.tiobe.com/tiobeindex/）编程语言排行榜中位居第三位，如图1-2所示。

Python语言应用越来越广泛，得益于它自身的优良特性。

1.易于学习

Python语言主张的精神就是简单优雅，尽量写容易看明白的代码，尽量写少的代码，定位于简单、易于学习，而且Python代码易于维护，完全可以满足复杂应用的开发需求。

2.跨平台开源

Python可以运行在多种主流平台，例如Linux、Windows以及MacOS。由于其是纯粹的自由软件，源代码和解释器CPython均遵循GPL（GNU General Public License）协议。

3.广泛的标准库

Python拥有丰富的、跨平台的库，与UNIX、Windows和MacOS兼容得很好。Python包含网络、文件、GUI、数据库、文本、数值计算、游戏开发、硬件访问等大量的库，用户可利用自行开发的库和众多的第三方库简化编程，从而节省很多精力和时间成本，缩减开发周期。

4.数据科学处理功能强大

Python在数据处理方面具有先天优势，其内置的库外加第三方库（例如Numpy库实现各种数据结构、Scipy库实现强大的科学计算方法、Pandas库实现数据分析、Matplotlib库实现数据化套件、Uurlib和Beautifulsoup库实现HTML解析等）简化了数据处理，可以高效实现各类数据科学处理。

5.人工智能领域应用广泛

Python在人工智能、数据挖掘、机器学习、神经网络、深度学习等领域均得到了广泛的支持和应用，例如翻译语言、控制机器人、图像分析、文档摘要、语音识别、图像识别、手写识别、目标检测、控制机器人、采集数据、预测疾病、预测点击率与股票、合成音乐等。

6.种类繁多的解释器

Python是一门解释型语言，代码通过解释器执行，为了适应不同的平台，其可运行多种解释器，每个解释器有不同的特点，都能够正常运行Python代码，下面介绍五种典型的Python解释器。

1）CPython

从官方网站下载并安装好Python后，就直接获得了官方版本的解释器，即CPython。CPython是用C语言开发的解释器，在命令行运行命令：Python，就启动了CPython解释器。

2）Jython

Jython是基于Java平台的解释器，其把Python代码编译成Java字节码执行，运行在JVM上。Jython主页：http://www.jython.org/，如图1-3所示。

3）IPython

IPython是一个基于CPython交互式解释器之上的解释器，IPython在交互方式上比CPython有所增强，执行Python代码的功能和CPython是相同的。IPython主页：https://pypi.org/project/ipython/，如图1-4所示。

4）PyPy

PyPy比CPython更加灵活，能够对Python代码进行动态编译，有更快的执行速度。PyPy主页：http://pypy.org/，如图1-5所示。

5）IronPython

IronPython是运行在微软.Net平台上的Python解释器，能够把Python源代码编译成.Net的字节码。IronPython已经集成到了.NET framework中，能够与.NET已有的库无缝整合。IronPython主页：https://ironpython.net/，如图1-6所示。

Python目前已经被众多的国内外公司使用，典型的国外公司有Google（Google App Engine、Google Earth、爬虫、广告等）、YouTube（基于Python开发的世界最大的在线视频网站）、Instagram（基于Python开发的美国最大的图片分享网站），Facebook（基于Python开发的基础库）等；典型的国内公司有豆瓣、知乎、阿里巴巴、腾讯、百度、金山、搜狐、盛大、网易、新浪、网易、果壳、土豆等，它们均通过Python来实现所需的功能。