我和 Python

我接觸 Python 并不算早，第一次運(yùn)用 Python 寫(xiě)消費(fèi)系統(tǒng)的程序是2004年，那時(shí)分我曾經(jīng)有了幾年的編程經(jīng)歷。當(dāng)然了，如今這年頭說(shuō)早晚都不適宜，昨天我說(shuō)2000年就開(kāi)端運(yùn)用 Vim 編程了，有小同伴回復(fù)，那年我才12，這……幾有點(diǎn)為難。

早期用 Python 主要寫(xiě)一些服務(wù)器端的工具，后來(lái)也寫(xiě)后端服務(wù)，再后來(lái)還寫(xiě)過(guò)內(nèi)容抓取、數(shù)據(jù)分析和 Alfred 的插件等一系列雜七雜八的東西，簡(jiǎn)單的工具用 Shell 寫(xiě)，復(fù)雜的和龐大的用 C 或 Java 實(shí)現(xiàn)，中間的三不管地帶，用 Python 就好，每次都不會(huì)讓你失望。2005到2006年那段時(shí)間我參加了一個(gè)類似 Corba 的分布式應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，與國(guó)外的程序員合作，寫(xiě)了大量的 Python 代碼。

Python 有什么好處？功能強(qiáng)大，使用簡(jiǎn)單，語(yǔ)言唯一性的特征明顯（唯一性的意思就是你不能用十八種寫(xiě)法實(shí)現(xiàn)一個(gè)功能），而且具備海量的第三方庫(kù)……Python 程序員最愛(ài)說(shuō)的一句話是：人生苦短，我用 Python（也是 Python 之父的名言）。這句話與「PHP 是世界上最好的編程語(yǔ)言」一樣并世無(wú)雙，可謂「倚天不出，誰(shuí)與爭(zhēng)鋒」。

Python 支持交互式編程、面向?qū)ο缶幊?、函?shù)式編程、面向切面編程、當(dāng)然還有元編程。目前這門(mén)編程語(yǔ)言在兵器譜的排名是第四，前三位分別是Java、C 和C++。江湖上人稱四哥的，就是 Python。

Python 起源

Python 之父是 Guido van Rossum，荷蘭人。每個(gè)編程語(yǔ)言的作者都是一個(gè)技術(shù)傳奇，Guido 也不例外。他1982年從阿姆斯特丹大學(xué)畢業(yè)，獲得了數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)兩個(gè)碩士學(xué)位，最愛(ài)做的事情就是編寫(xiě)代碼。那個(gè)時(shí)代，流行的語(yǔ)言是匯編、C、Fortran 等，這些語(yǔ)言要求編程者對(duì)計(jì)算機(jī)的運(yùn)行機(jī)制有精確的了解，以充分利用硬件資源達(dá)成自己的目標(biāo)，因?yàn)橛布Y源實(shí)在是太匱乏和寶貴了，程序員們需要榨干計(jì)算機(jī)硬件的每一滴血和汗才能完成任務(wù)。

這給 Guido 帶來(lái)很多困惑，用 C 實(shí)現(xiàn)個(gè)功能吧，完成度沒(méi)有問(wèn)題，但是需要耗費(fèi)大量時(shí)間。用 Shell 吧，面對(duì)復(fù)雜問(wèn)題又束手無(wú)策。Shell 是 Unix/Linux 下的腳本語(yǔ)言，也叫膠水語(yǔ)言，它可以把系統(tǒng)的各種功能通過(guò)管道（比如：find . -name “*.java” | xargs grep chjq）的方式連接起來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)維、定時(shí)任務(wù)、文件處理、程序安裝卸載等工作，但是處理復(fù)雜的數(shù)值運(yùn)算或系統(tǒng)調(diào)用就很麻煩。這時(shí)候需求就來(lái)了，Guido 希望一門(mén)語(yǔ)言既能像 C 語(yǔ)言一樣能夠全面掌控計(jì)算機(jī)的資源，也能像 Shell 一樣使用簡(jiǎn)單，還具備交互性編程能力，輕輕松松編寫(xiě)一些小的工具包。

普通人 —— 比如我 —— 有了這種需求就會(huì)對(duì)自己說(shuō)，再等等，也許隔壁馮老師會(huì)做出來(lái)呢。馮老師的想法就更簡(jiǎn)樸了，我又不寫(xiě)代碼，關(guān)我什么事。幸好 Guido 沒(méi)這么想，Guido 對(duì)自己說(shuō)的是，放著我來(lái)！?1989年的冬天，Guido 為了度過(guò)一個(gè)有意義的圣誕節(jié)，或者為了打發(fā)一個(gè)無(wú)聊的假期，開(kāi)始編寫(xiě) Python 語(yǔ)言的編譯器和解釋器，靈感來(lái)自教學(xué)語(yǔ)言 ABC（你不知道還有這種語(yǔ)言吧）。為什么叫 Python？因?yàn)?Guido 很喜歡 BBC 電視劇 —— 蒙提·派森的飛行馬戲團(tuán)（Monty Python's Flying Circus）。ABC 則是由 Guido 參加設(shè)計(jì)的一種教學(xué)語(yǔ)言。Guido 一直認(rèn)為 ABC 這種語(yǔ)言非常優(yōu)美和強(qiáng)大，是專門(mén)為非「專業(yè)程序員」設(shè)計(jì)的。但是 ABC 語(yǔ)言并沒(méi)有成功，究其原因，Guido 認(rèn)為是非開(kāi)放造成的。Guido 決心在 Python 中避免這一錯(cuò)誤，這一次他成功了。

1991年，第一個(gè) Python 版本誕生，編譯器是 C 語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)的，Python 語(yǔ)言可以非常方便的調(diào)用 C 語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)的庫(kù)（這一點(diǎn)太重要了）。從一問(wèn)世，Python 就是一個(gè)動(dòng)態(tài)語(yǔ)言，面向?qū)ο缶幊痰恼Z(yǔ)言，具備類、函數(shù)、異常處理、列表（list）、詞典（dict）、元組等數(shù)據(jù)類型。

Python 的語(yǔ)法同時(shí)受到了 C 和 ABC 語(yǔ)言的影響，比如采用 def 來(lái)定義函數(shù)，比如等號(hào)賦值，比如強(qiáng)制縮進(jìn)。如果你是個(gè) C 或 Java 程序員，習(xí)慣了用大括號(hào)來(lái)劃分程序域 —— 其實(shí)大部分語(yǔ)言都是這么做的 —— 看到 Python 是用縮進(jìn)來(lái)搞定這件事，你馬上會(huì)覺(jué)得「Holy shit」，其實(shí)這種做法來(lái)自 ABC，Guido 的想法是，如果「常識(shí)」上確立的東西，沒(méi)有必要過(guò)度糾結(jié)。當(dāng)然，這種常識(shí)是 Guido 的常識(shí)，至于其他人，你們會(huì)習(xí)慣的。

事實(shí)也是如此， Python 吸引了大量的程序員，他們開(kāi)始協(xié)同改進(jìn)這門(mén)語(yǔ)言，Python 開(kāi)始了改變世界的征程。

2000年10月16日 Python 2.0 發(fā)布，這次增加了實(shí)現(xiàn)完整的垃圾回收，并且支持 Unicode 編碼。Guido 在開(kāi)發(fā)的過(guò)程中一直遵循了開(kāi)放的原則，社區(qū)協(xié)作的模式從最初的郵件列表改為開(kāi)源的方式，Python 吸收了大量開(kāi)發(fā)者和編程語(yǔ)言的特點(diǎn)，比如，Python 中的正則表達(dá)參考了 Perl，而內(nèi)置函數(shù) lambda，map，reduce，filter 等則參考了 Lisp，無(wú)數(shù)優(yōu)秀的程序員為 Python 添磚加瓦，Python 搞不定的，沒(méi)關(guān)系，我們用 C 實(shí)現(xiàn)，于是 Python 有了大量的函數(shù)庫(kù)，尤其在數(shù)據(jù)分析和科學(xué)計(jì)算領(lǐng)域。另外，函數(shù)在 Python 中是一等公民，所以 Python 同時(shí)也是一種函數(shù)式編程語(yǔ)言。

Python 穩(wěn)步發(fā)展，成為了一代老牌編程語(yǔ)言。

Python 的應(yīng)用

每個(gè)編程語(yǔ)言都有自己的 Hello World，Python 最為簡(jiǎn)單。如果你有臺(tái) Mac 電腦，Python 的 SDK 是默認(rèn)安裝的。打開(kāi)終端，輸入 Python 進(jìn)入 Python shell 的交互界面，然后鍵入

>>> print “Hello World”

程序?qū)懲炅恕?/p>

Python 這么簡(jiǎn)單，是不是一門(mén)玩具語(yǔ)言呢？當(dāng)然不是。NASA 的火箭發(fā)射儀表盤(pán)系統(tǒng)使用了 Python 的 Tkinter —— 支持實(shí)時(shí)響應(yīng)的 GUI 庫(kù)。NASA 的太陽(yáng)物理學(xué)分詞庫(kù) SunPy 也是基于 Python 寫(xiě)的。YouTube 基于開(kāi)發(fā)速度的考慮，大部分代碼是 Python 實(shí)現(xiàn)的，YouTube 的流量有多大，老百姓不知道，程序員應(yīng)該知道。Google、Dropbox 更是大量采用 Python 語(yǔ)言（Guido 工作過(guò)的兩個(gè)地方）。國(guó)內(nèi)的豆瓣、知乎也是 Python 的重度使用者。

雖然 Python 已經(jīng)被廣泛使用了，但前幾年它在兵器譜上總是排 8-12 的位置。最近兩年事情開(kāi)始發(fā)生變化，去年 Python 開(kāi)始迅速攀升至第五名，今年更進(jìn)一步，排名第四。為什么會(huì)發(fā)生這種變化呢？并不是 Python 增加了什么了不得的特性，而是人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)的時(shí)代來(lái)臨了。

AI 時(shí)代的 Python

我來(lái)做一個(gè)不負(fù)責(zé)任的判斷，Python 將成為大數(shù)據(jù)、AI 和機(jī)器學(xué)習(xí)時(shí)代的第一編程語(yǔ)言?？梢韵胂筮@樣一個(gè)場(chǎng)景，Python 和 Java、Go、C、C#、Ruby、PHP……坐在圓桌前開(kāi)會(huì)，Python 抱著頭后仰在 Herman Miller 工程椅上，慵懶的對(duì)其他編程語(yǔ)言說(shuō)：

對(duì)不起，我不是針對(duì)你，我是說(shuō)，所有在座的各位，都只能掙第二。

當(dāng)然了，這個(gè)語(yǔ)言范疇是限定在大數(shù)據(jù)、AI 和機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域。但是，如果這個(gè)領(lǐng)域在未來(lái)的應(yīng)用足夠廣泛，那 Python 直接滅掉 Java 當(dāng)大哥也不是不可能的。

Python 性能這么差，對(duì)多核并發(fā)編程支持的也不好，并且長(zhǎng)期分裂成了 Python 2 和 Python 3 兩個(gè)陣營(yíng)，給開(kāi)發(fā)者帶來(lái)了諸多不便和麻煩，為什么能后來(lái)者居上呢？

因?yàn)?Python 遵循了現(xiàn)代的木桶原理。

Python 的木桶原理

我在自己的小密圈（目前已經(jīng)漲價(jià)到128元，因?yàn)橘F即是好）提了一個(gè)問(wèn)題：為什么很多數(shù)據(jù)分析和機(jī)器學(xué)習(xí)的框架都會(huì)選用 Python 做主要的開(kāi)發(fā)或首選支持的語(yǔ)言呢？

一位女程序員穎兒的回答最靠譜：免費(fèi)，簡(jiǎn)潔，生態(tài)好，庫(kù)豐富，操心少；之前刷機(jī)器學(xué)習(xí)的題，用 C# 寫(xiě)了一坨兒。結(jié)果人家引個(gè) SciPy 庫(kù)，三行代碼搞定。

SciPy 是一個(gè)數(shù)值計(jì)算庫(kù)，NumPy 是 Python 另一個(gè)開(kāi)源的數(shù)值計(jì)算擴(kuò)展庫(kù)，Pandas 是基于 NumPy 的數(shù)據(jù)分析工具，matplotlib 是圖形繪制庫(kù)，最近火熱的 Scikit-learn 則是開(kāi)源的機(jī)器學(xué)習(xí)框架。這些庫(kù)對(duì)于 Python 來(lái)說(shuō)就三個(gè)字：「隨便用」。長(zhǎng)此以往，圍繞 Python 語(yǔ)言構(gòu)建出來(lái)的生態(tài)庫(kù)讓其他語(yǔ)言望塵莫及，尤其是在科學(xué)計(jì)算、數(shù)據(jù)分析和機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域。

以前我們說(shuō)「木桶原理」是講一只水桶能裝多少水取決于它最短的那塊木板，所以我們應(yīng)該去思考和補(bǔ)齊自己的短板，才能成事。到了現(xiàn)代，知識(shí)爆炸信息擁堵，沒(méi)人有時(shí)間去補(bǔ)齊短板，能夠讓自己的長(zhǎng)板足夠長(zhǎng)就不錯(cuò)了。短板怎么辦，找別人來(lái)補(bǔ)齊啊。能協(xié)作的組織和人才是最有生命力的。

Python 也是一樣。自誕生以來(lái)，一直保持了簡(jiǎn)單、開(kāi)放、語(yǔ)言工業(yè)化，具備良好的封裝、組合、嵌入能力，開(kāi)發(fā)效率驚人。Python 把這些方面做到極致，其他的事情，留給別人去干嘛。

你們不是覺(jué)得 Python 慢么，自然有人給開(kāi)發(fā)出 PyPy、Cython、Jython、Numba 這樣的編譯器工具來(lái)提高 Python 的效率。要進(jìn)行科學(xué)計(jì)算、大數(shù)據(jù)分析，好了，SciPy、Pandas 誕生了，要機(jī)器學(xué)習(xí)，scikit-learn、Theano、Pylearn2 等機(jī)器學(xué)習(xí)庫(kù)開(kāi)發(fā)出來(lái)了。Python 調(diào)用這些用 C 或者 Fortran 開(kāi)發(fā)出來(lái)的庫(kù)比原生語(yǔ)言調(diào)用還方便，你說(shuō)大家能不用 Python 么？

每當(dāng)新事物來(lái)臨的時(shí)候，總有很多專家里手對(duì)新手們豎起一道高墻，比如機(jī)器學(xué)習(xí)總被放到學(xué)術(shù)研究和 CS 科班出身這堵墻的后面，讓人望而生畏。其實(shí)，機(jī)器學(xué)習(xí)這個(gè)領(lǐng)域，同樣是個(gè)金字塔，這些專家和博士以及人工智能算法的創(chuàng)造者們，屬于塔尖的極少數(shù)人，他們發(fā)現(xiàn)原理，實(shí)現(xiàn)算法，引領(lǐng)潮流，突破極限，然后呢？基于這些算法和原理開(kāi)發(fā)應(yīng)用和使用應(yīng)用的，是廣大的程序員和人民群眾，他們可能沒(méi)有那么高深的數(shù)學(xué)知識(shí)，不知道 Regression 和 Decision Tree 算法，不了解散步矩陣……那我們可以用 Python 調(diào)包啊，只要那些包足夠成熟就好了。

也許未來(lái)每個(gè)人與機(jī)器溝通的每一句話，就是喚起了一段 Python 代碼呢？

Python 的分裂

Python 2 和 Python 3 曾經(jīng)長(zhǎng)期共存了數(shù)年之久，緣由很復(fù)雜，關(guān)于這個(gè)話題，足夠?qū)懥硪黄恼铝?。目前官方表示?duì) 2 的支持到2020年，但 2 的生態(tài)庫(kù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于 3，這就讓人很糾結(jié)。

關(guān)于該學(xué)哪個(gè)版本的常見(jiàn)問(wèn)題，我的回復(fù)是，最好都學(xué)，語(yǔ)法區(qū)別并不是很大。

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