Python
Python — высокоуровневый язык программирования общего назначения с акцентом на производительность и читаемость кода. Язык Python сочетает в себе минимализм синтаксиса ядра и большой объем полезных функций в стандартной библиотеке.
История
Разработка языка Python была начата в конце 1980-х годов сотрудником голландского института CWI Гвидо ван Россумом. Для распределённой ОС Amoeba требовался расширяемый скриптовый язык, и Гвидо начал писать Python, позаимствовав некоторые наработки для языка ABC (Гвидо участвовал в разработке этого языка, ориентированного на обучение программированию). В феврале 1991 года Гвидо опубликовал исходный текст в ньюсгруппе alt.sources. С самого начала Python проектировался как объектно-ориентированный язык.3 декабря 2008 года, после длительного тестирования, вышла первая версия Python 3000 (или Python 3.0, также используется сокращение Py3k). В Python 3000 устранены многие недостатки архитектуры с максимально возможным (но не полным) сохранением совместимости со старыми версиями Питона. На сегодня поддерживаются обе ветви развития (Python 3.0 и 2.x).
Python поддерживает несколько парадигм программирования, в том числе структурное, объектно-ориентированное, функциональное, императивное и аспектно-ориентированное. Основные архитектурные черты — динамическая типизация, автоматическое управление памятью, полная интроспекция, механизм обработки исключений, поддержка многопоточных вычислений и удобные высокоуровневые структуры данных. Код в Питоне организовывается в функции и классы, которые могут объединяться в модули (которые в свою очередь могут быть объединены в пакеты).
Эталонной реализацией Python является интерпретатор CPython, поддерживающий большинство активно используемых платформ. Он распространяется свободно под очень либеральной лицензией, позволяющей использовать его без ограничений в любых приложениях, включая проприетарные.Есть реализации интерпретаторов для JVM (с возможностью компиляции), MSIL (с возможностью компиляции), LLVM и других. Проект PyPy предлагает реализацию Питона на самом Питоне, что уменьшает затраты на изменения языка и постановку экспериментов над новыми возможностями.
Python поддерживает динамическую типизацию, то есть тип переменной определяется только во время исполнения. Поэтому вместо «присваивания значения переменной» лучше говорить о «связывании значения с некоторым именем». В Питоне имеются встроенные типы: булевые, строки, Unicode-строки, целые числа произвольной точности, числа с плавающей запятой, комплексные числа и некоторые другие. Из коллекций Python поддерживает кортежи (tuples), списки, словари (ассоциативные массивы) и, начиная с версии 2.4, множества. Все значения в Питоне являются объектами, в том числе функции, методы, модули, классы.
Добавить новый тип можно либо написав класс (class), либо определив новый тип в модуле расширения (например, написанном на языке C). Система классов поддерживает наследование (одиночное и множественное) и метапрограммирование. Возможно наследование от большинства встроенных типов и типов расширений.
Все объекты делятся на ссылочные и атомарные. К атомарным относятся int, long, complex и некоторые другие. При присваивании атомарных объектов копируется их значение, в то время как для ссылочных копируется только указатель на объект, таким образом обе переменные после присваивания используют одно и то же значение. Ссылочные объекты бывают изменяемые и неизменяемые. Например, строки и кортежи являются неизменяемыми, а списки, словари и многие другие объекты — изменяемыми. Кортеж в Питоне является, по сути, неизменяемым списком. Также, кортежи работают быстрее списков, поэтому, если вы не планируете изменять последовательность, то лучше использовать именно их.
Синтаксис
Набор операторов достаточно традиционен. Вот некоторые из них:• условный оператор if (если). Альтернативный блок после else (иначе). Если условий и альтернатив несколько, можно использовать elif (сокр. от else if).
• операторы цикла while (пока) и for (для). Внутри цикла возможно применение break и continue для прерывания цикла и перехода сразу к следующей итерации соответственно.
• оператор определения класса class.
• оператор определения функции, метода или генератора def. Внутри возможно применение return (возврат) для возврата из функции или метода, а в случае генератора — yield (давать).
• оператор обработки исключений try — except — else или try — finally (начиная с версии 2.5 можно использовать finally, except и else в одном блоке).
• оператор pass ничего не делает. Используется для пустых блоков кода.
Одной из синтаксических особенностей языка является выделение блоков кода с помощью отступов (пробелов или табуляций), поэтому в Питоне отсутствуют операторные скобки begin/end как в языке Паскаль или фигурные скобки, как в Си. Корректность программы может зависеть от начальных пробелов в тексте.
Выражения
Выражение является полноправным оператором в Питоне. Состав, синтаксис, ассоциативность и приоритет операций достаточно привычны для языков программирования и призваны минимизировать употребление скобок.
Отдельно стоит упомянуть операцию форматирования для строк (работает по аналогии с printf() из Си), которая использует тот же символ, что и взятие остатка от деления:
>>> print ("Здравствуй, %s!" % "Мир")Python имеет удобные цепочечные сравнения. Такие условия в программах — не редкость:
Здравствуй, Мир!
1 <= a < 10 and 1 <= b < 20
Кроме того, логические операции (or и and) являются ленивыми: если для вычисления значения операции достаточно первого операнда, этот операнд и является результатом, в противном случае вычисляется второй операнд логической операции. В случае, если второй операнд является сложным выражением, это позволяет сократить издержки на его вычисление. Этот факт широко использовался до версии 2.5 вместо условной конструкции:
(a < b) and "меньше" or "больше"
Встроенные типы данных, как правило, имеют особый синтаксис для своих литералов (записанных в исходном коде констант):
"строка" + 'строка' """тоже строка""" u"Юникод-строка"
True or False # булевы литералы
3.14 # число с плавающей запятой
012 + 0xA # числа в восьмеричной и шестнадцатеричной системах счисления
1 + 2j # целое число и мнимое число
[1, 2, "a"] # список
(1, 2, "a") # кортеж
{'a': 1, 'b': 'B'} # словарь
lambda x: x**2 # неименованная функция
Для списков (и других последовательностей) Python предлагает набор операций над срезами. Индексы элементов списка начинаются с нуля. Запись среза s[N:M] означает, что в срез попадают все элементы от N включительно до M исключительно.
Имена
Имя (идентификатор) может начинаться с латинской буквы любого регистра или подчёркивания, после чего в имени можно использовать и цифры. В качестве имени нельзя использовать ключевые слова (их список можно узнать по import keyword; print keyword.kwlist) и нежелательно переопределять встроенные имена.
В каждой точке программы интерпретатор имеет доступ к трём пространствам имён (то есть отображениям имён в объекты): локальному, глобальному и встроенному.
Области видимости имён могут быть вложенными друг в друга (внутри определяемой функции видны имена из окружающего блока кода). На практике с областями видимости и связыванием имён связано несколько правил «хорошего тона», о которых можно подробнее узнать из документации.
Строки документации
Python предлагает механизм документирования кода pydoc. В начало каждого модуля, класса, функции вставляется строка документации — docstring. Строки документации остаются в коде на момент времени исполнения и в язык встроен доступ к документации, что используется современными IDE (например, Eclipse).
В интерактивном режиме можно получить помощь, сгенерировать гипертекстовую документацию по целому модулю или даже применить doctest для автоматического тестирования модуля.
Директивы
Начиная с Python 2.3, для использования в тексте программы символов, не входящих в ASCII, необходимо явно указывать кодировку исходного кода в начале модуля, например:
# -*- coding: utf-8 -*-Пример генератора чисел Фибоначчи и его использования:
def fibonacci(max): # генератор (а не функция, т.к. оператор return заменён на yield)
a, b = 0, 1
while a < max:
yield a # return a, + запоминаем место рестарта для следующего вызова
a, b = b, a + b # параллельное присваивание, которое выполняется одновременно и параллельно
for n in fibonacci(100): # используем генератор fibonacci() как итератор
print n, #
Стандартная библиотека является одной из привлекательных сторон языка программирования Python. Здесь имеются средства для работы со многими сетевыми протоколами и форматами интернета, например, модули для написания HTTP-серверов и клиентов, для разбора и создания почтовых сообщений, для работы с XML и т. п. Набор модулей для работы с операционной системой позволяет писать кросс-платформенные приложения. Существуют модули для работы с регулярными выражениями, текстовыми кодировками, мультимедийными форматами, криптографическими протоколами, архивами, сериализации данных, поддержка юнит-тестирования и др.
Помимо стандартной библиотеки существует множество библиотек, предоставляющих интерфейс ко всем системным вызовам на разных платформах; Имеется большое количество прикладных библиотек для Python в самых разных областях (веб, базы данных, обработка изображений, обработка текста, численные методы, приложения операционной системы и т. д.).
Для всех основных платформ Python имеет поддержку характерных для данной платформы технологий (например, Microsoft COM/DCOM). Cуществует даже специальная версия Python для виртуальной машины Java - Jython, что позволяет интерпретатору выполняться на любой системе, поддерживающей Java, при этом классы Java могут непосредственно использоваться из Питона и даже быть написанными на Python. Несколько проектов обеспечивают интеграцию с платформой Microsoft.NET, основные из которых - IronPython и Python.Net.
Преимущества:
• Скорость выполнения программ, написанных на Python, очень высока. Это связано с тем, что основные библиотеки написаны на C++ и выполнение задач занимает меньше времени, чем на других языках высокого уровня.• Возможность писать собственные модули для Python на С или С++.
• В стандартных библиотеках Python можно найти средства для работы с электронной почтой, протоколами Интернета, FTP, HTTP, базами данных и многим другим.
• Скрипты, написанные на Python, выполняются на большинстве современных ОС.
Недостатки:
• Отсутствие статической типизации. В Python принята так называемая «Утиная типизация».• В Python отсутствует возможность модифицировать встроенные классы, такие, как int, str, float, list и другие
