Python 編程語言詳細介紹

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前言：

Python是世界上最流行的解釋型編程語言之一。Python 由 Guido van Rossum 設計，作為“ABC”編程語言的繼承者，於 1991 年首次發佈。它是一種高級通用語言，其設計理念是通過使用縮進來強調代碼的可讀性。Python 的語言結構旨在幫助程序員為小型和大型項目編寫邏輯代碼。

該語言是動態類型的，支持多種編程范式。它完全支持面向對象和結構化編程，它的一些特性支持函數式和面向方面的編程。

Python 被設計為一種高度可擴展的語言。這種模塊化使得它作為一種向已經存在的應用程序添加接口的方式非常流行。由於其全面的標準庫，它通常被描述為“包含電池”的語言。我們需要感謝 ABC 提供的這個特性，因為 Python 的設計者對於一個擁有大型標準庫的小型核心語言的願景源於他對 ABC 語言的挫敗感，而 ABC 語言是基於相反的方法。

一、語法

Python 的格式在視覺上很整潔，並且經常使用關鍵字；然而，許多其他語言依賴於標點符號。Python 的另一個顯著區別是它不使用大括號來分隔塊。與 C 等其他語言相比，它的語法異常和特殊情況要少得多。

1、縮進

Python 使用空格縮進來分隔塊。在某些語句之後可能會增加縮進，但縮進的減少意味著程序段的結束。這使得程序的視覺結構準確地表示瞭程序的語義結構。

此功能稱為“越位規則”。它可能不是python獨有的，而是帶有語義的；另一方面，大多數語言的縮進沒有任何語義意義。

2、變量

在 Python 中，變量名是一個引用持有者，沒有與之關聯的固定數據類型。它們可以隨時反彈到任何物體上。盡管在給定時間，變量將引用某個對象，該對象本身具有類型。這稱為動態類型。

這與 Java、C++、FORTRAN、Scala 和 Pascal 等語言完全相反，因為它們是靜態類型的編程語言，其中每個變量隻能包含特定類型的值。

3、表達式

表達式是編程語言中的語法實體，可以對其進行評估以確定其值。它是編程語言解釋和計算以產生值的常量、變量、函數和運算符的組合。

在 Python 中，表達式和語句是有區別的。也就是說，語句不能是表達式的組成部分。這個特性並不常見，因為它在一些主要語言中沒有，比如 Scheme、Common Lisp 或 Ruby。但是這會導致重復某些功能。

4、類型

Python 使用鴨子類型，這是一種用於確定對象是否可以用於特定目的的應用程序。在這種語言中，編譯時不檢查類型約束。對對象執行操作失敗意味著給定的對象不是合適的類型。

Python 是一種強類型語言，因此它不允許定義不明確的操作，而不是默默地嘗試理解它們。

它允許程序員使用類定義自己的類型。可以通過調用類來構造類的新實例。

5、方法

這裡的“方法”是與消息和對象相關聯的過程。一個對象由數據和行為組成；這些包括一個接口，該接口指定對象如何被其任何消費者使用。

Python 方法有一個顯式的 self 參數來訪問實例數據。Python 還提供瞭方法，通常稱為 dunder 方法，允許用戶定義的類修改它們如何被本地操作處理，例如長度、比較、算術運算、類型轉換等。

二、 庫

Python 有一個很大的標準庫。它能夠提供適用於許多任務的工具。它包括用於創建圖形用戶界面 (GUI)、連接到關系數據庫、生成偽隨機數、操作正則表達式、單元測試等的模塊。

大多數標準庫是跨平臺的 Python 代碼，因此隻有少數模塊需要更改或重寫以進行變體實現。

1、Python的應用

Python 可以作為 Web 應用程序的腳本語言。有瞭 Web 服務器網關接口，標準 API 已經發展到可以促進這些應用程序。

NumPy、SciPy 和 Matplotlib 等庫允許在科學計算中有效地使用 Python。Biopython 和 Astropy 等庫提供特定領域的功能。SageMath 是一個計算機代數系統，帶有可在 Python 中編程的筆記本界面。它的庫可以涵蓋數學的各個方面，例如代數、組合、數值數學、數論和微積分。

在 TensorFlow、Keras、Pytorch 和 Scikit-learn 等庫的幫助下，Python 常用於人工智能項目和機器學習項目。Python 因其模塊化架構、簡單的語法和富文本處理工具而常用於自然語言處理。

Python 也可以用來創建遊戲，使用 Pygame 等庫可以制作 2D 遊戲。

GNU Debugger 使用 Python 作為漂亮的打印機來顯示復雜的結構，例如 C++ 容器。Esri 將 Python 推廣為在 ArcGIS 中編寫腳本的最佳選擇。它已被用作 Google App Engine 中三種可用編程語言中的第一種。

許多操作系統都將 Python 作為標準組件。它隨大多數 Linux 發行版一起提供，並且可以從命令行終端使用。許多 Linux 發行版使用用 Python 編寫的安裝程序。例如，Ubuntu 使用 Ubiquity 安裝程序，而 Red Hat Linux 和 Fedora 使用 Anaconda 安裝程序。

Python 還廣泛用於信息安全行業，包括漏洞利用開發。

3、值得學習Python嗎？

自 2003 年以來，Python 一直位居最流行的十大編程語言之列。它在 2007 年、2010 年、2018 年和 2020 年被評為年度編程語言，是唯一四次獲得該獎項的語言。

僅在過去三年中，Python 的價值就出現瞭顯著增長。在可預見的未來，它並沒有失去它的價值。因此，學習 Python 絕對值得你花費時間和精力。

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