1.1　Python簡介

1.1.1　什么是Python

Python（發音[?pa?θ?n]）本義是指“蟒蛇”（這里需要說明的是，Python并不是以蟒蛇命名，而是以電視節目Monty Python’s Flying Circus來命名的），標志如圖1.1所示。它是1989年由荷蘭人Guido van Rossum發明的一種面向對象的解釋型高級編程語言。它的設計哲學為優雅、明確、簡單。實際上，Python也是按照這個理念做的，以至于現在網絡上流傳著“人生苦短，我用Python”的說法。可見Python有著簡單、開發速度快、節省時間和精力等特點。

Python本身并非所有的特性和功能都集成到語言核心，而是被設計為可擴充的。它具有豐富和強大的庫，能夠把用其他語言（尤其是C/C++）制作的各種模塊很輕松地聯結在一起。為此，Python常被稱為“膠水”語言。

在1991年Python的第一個公開發行版問世之后，Python的發展并不突出。自從2004年以后，Python的使用率呈線性增長。在2010年時，Python贏得TIOBE 2010年度語言大獎。在2017年，IEEE Spectrum發布的2017年度編程語言排行榜中，Python位居第一，如圖1.2所示。

1.1.2　Python的版本

Python自發布以來，主要經歷了3個版本的變化。分別是1994年發布的Python 1.0版本（已過時），2000年發布的Python 2.0版本（現在已經更新到2.7.x）和2008年發布的3.0版本（現在已經更新到3.6.x）。

1．Python 2.x和3.x的區別

Python在版本升級時，并不是向下兼容的。在Python的官方網站中同時發布了兩個不同系列的版本，分別是Python 2.x版本和Python 3.x版本，它們之間在基本語法上主要存在以下區別。

　在Python 2.x中，print語句被Python 3.x中的print()函數所代替。

　在Python 3.x中，整數之間的相除（采用除法運算符“/”實現），結果是浮點數，而在Python 2.x中結果是整數。

　Python 3.x源碼文件默認使用UTF-8編碼，所以支持直接寫入的中文，而Python 2.x默認編碼是ASCII，直接寫入中文會被轉換為ANSI編碼。所以在Python 2.x中需要進行相應的轉換。

　在Python 3.x中將range()與xrange()函數整合為一個range()函數，所以在Python 3.x中不存在xrange()函數，而在Python 2.x中這兩個函數是并存的。

2．初學者應該選擇哪個版本

目前，根據Semaphore社區的調查結果，使用Python 2.x的開發者占63.7%，而使用Python 3.x的用戶占36.3%，由此可見，使用Python 2.x的還是占多數。并且Python的作者曾于2014年宣布Python 2.7支持時間延長到2020年。那么作為初學者應該選擇什么版本呢？

答：筆者建議初學者應該選擇Python 3.x版本。理由主要有以下幾點。

　使用Python 3.x畢竟是大勢所趨

雖然目前使用Python 2.x的開發者居多，但是使用Python 3.x的開發者更愿意進行版本更新，并且使用Python 3.x版本的開發者正在迅速擴展，如圖1.3所示。

　Python 3.x較Python 2.x有很大改進

Python 3.x對Python 2.x的標準庫進行了一定程度的重新拆分和整合，使得它比Python 2.x更容易理解，特別是在字符編碼方面。Python 2.x中對于中文字符串支持不好，需要編寫單獨的代碼對中文進行處理，否則不能正確顯示中文。但是在Python 3.x中已經成功地解決了這一難題。

　Python 3.x和Python 2.x思想基本是共通的

Python 3.x和Python 2.x思想基本是共通的，只有少量的語法差別。學會了Python 3.x，只要稍微花一點時間學習Python 2.x的語法，兩種語言就都學會了。

1.1.3　Python都能做什么

Python作為一種功能強大，并且簡單易學的編程語言而廣受好評，那么Python都能做什么呢？概括起來有以下幾個方面。

1．Web開發

使用Python的一個基本應用就是進行Web開發。在國內，大一些的使用Python做基礎設施的公司有豆瓣、知乎、美團、餓了么，以及搜狐等。在國外，Google在其網絡搜索系統中廣泛應用了Python，并且聘用了Python之父。另外，YouTube視頻分享服務大部分也是用Python編寫的，如圖1.4所示。

2．大數據處理

隨著近幾年大數據的興起，Python也得到了前所未有的爆發。Python借助第三方的大數據處理框架可以很容易地開發出大數據處理平臺。到目前為止，Python是金融分析、量化交易領域里使用最多的語言。例如，美國銀行就利用Python語言開發出了新產品和基礎設施接口，用于處理金融數據。

3．人工智能

人工智能（Artificial Intelligence），英文縮寫為AI。Python之所以這么火，主要是借助人工智能的發展。Python是一門腳本語言，它更適合去做人工智能這個領域，在人工智能上使用Python比其他編程語言有更大的優勢。主要的優勢在于它簡單、快速、可擴展（主要體現在可以應用多個優秀的人工智能框架）等。另外，Python中的機器學習可以實現人工智能領域中的大多數需求。

4．自動化運維開發

掌握一門開發語言已經成為高級運維工程師的必備技能。Python是一個簡單、易學的腳本語言，能滿足絕大部分自動化運維的需求。而對于運維工程師，通常不會開發，所以想學門開發語言，Python是首選。

5．云計算

Python可以廣泛地在科學計算領域發揮獨特的作用。通過強大的支持模塊可以在計算大型數據、矢量分析、神經網絡等方面高效率地完成工作，尤其是在教育科研方面，可以發揮出獨特的優勢。從1997年開始，NASA就在大量使用Python進行各種復雜的科學運算。現在終于發明了一套云計算軟件，取名為OpenStack（開放協議棧），并且對外公開發布。

6．爬蟲

網絡爬蟲（也稱為spider）始于也發展于百度、谷歌。但隨著近幾年大數據的興起，爬蟲應用被提升到前所未有的高度。多數分析挖掘公司都以網絡爬蟲的方式得到不同來源的數據集合，最后為其所用，構建屬于自己的大數據綜合平臺。在爬蟲領域，Python幾乎是霸主地位，通過它提供的標準支持庫基本上可以做到隨意獲取想要的數據。

7．游戲開發

通過Python完全可以編寫出非常棒的游戲程序。例如，知名的游戲Sid Meier’s Civilization（文明）就是用Python編寫的。另外，在網絡游戲開發中Python也有很多應用。它作為游戲腳本內嵌在游戲中，這樣做的好處是既可以利用游戲引擎的高性能，又可以受益于腳本化開發等優點。