Python unterstützt Linux, OSX und Windows sowie alle wichtigen Betriebssysteme; Python ist eine High-Level-Skriptsprache, die Interpretation, Kompilierung, Interaktivität und Objektorientierung kombiniert. Die Erweiterungsprogrammiersprache in der Software bietet mit seiner umfangreichen Standardbibliothek auch Quellcode oder Maschinencode, der für jede wichtige Systemplattform geeignet ist.
Die Betriebsumgebung dieses Tutorials: Windows 10-System, Python-Version 3.11.1, DELL G3-Computer
Welche Betriebssysteme werden von Python unterstützt?
Zu den Systemen, die die Python-Entwicklungsumgebung unterstützen, gehören Linux, OSX und Windows sowie alle wichtigen Betriebssysteme.
Linux, Linux-Systeme sind für die Programmierung konzipiert, daher ist Python auf den meisten Linux-Computern standardmäßig installiert. Die Leute, die Linux geschrieben und gewartet haben, dachten, sie würden mit einem solchen System programmieren. Um Python unter Linux auszuführen, muss fast keine Software installiert und fast keine Einstellungen geändert werden.
OSX, Python ist in den meisten OSX-Systemen standardmäßig installiert. Nachdem Sie sichergestellt haben, dass Python installiert ist, müssen Sie auch einen Texteditor installieren.
Windows, nicht auf allen Windows-Systemen ist Python standardmäßig installiert, daher müssen Sie es möglicherweise herunterladen und nach dem Herunterladen einen Texteditor installieren.
Einführung in Python:
Python wurde Anfang der 1990er Jahre von Guido van Rossum von der Niederländischen Gesellschaft für Mathematik und Informatik als Alternative zu einer Sprache namens ABC entwickelt. Python bietet effiziente High-Level-Datenstrukturen und ermöglicht eine einfache und effektive objektorientierte Programmierung. Die Syntax und dynamische Typisierung von Python sowie die Art einer interpretierten Sprache machen es zu einer Programmiersprache für die Skripterstellung und die schnelle Anwendungsentwicklung auf den meisten Plattformen. Mit der kontinuierlichen Aktualisierung der Version und dem Hinzufügen neuer Sprachfunktionen wird es nach und nach verwendet für die unabhängige, groß angelegte Projektentwicklung.
Der Python-Interpreter lässt sich mithilfe von C oder C++ (oder anderen Sprachen, die von C aus aufgerufen werden können) problemlos um neue Funktionen und Datentypen erweitern. Python kann auch als Erweiterungsprogrammiersprache in anpassbarer Software verwendet werden. Die umfangreiche Standardbibliothek von Python bietet Quellcode oder Maschinencode, der für jede wichtige Systemplattform geeignet ist.
Sprachfunktionen
Vorteile
Einfachheit: Python ist eine Sprache, die die Idee der Einfachheit repräsentiert. Das Lesen eines guten Python-Programms fühlt sich an, als würde man Englisch lesen. Dadurch können Sie sich auf die Lösung von Problemen konzentrieren, anstatt sich mit der Sprache selbst auseinanderzusetzen.
Einfach zu erlernen: Der Einstieg in Python ist extrem einfach, da Python über eine äußerst einfache Dokumentation verfügt.
Einfach zu lesen und zu warten: klarer und konsistenter Stil, erzwungene Einrückung
Breites Einsatzspektrum
Schnelle Geschwindigkeit: Die unterste Ebene von Python ist in C-Sprache geschrieben, und viele Standardbibliotheken und Bibliotheken von Drittanbietern sind ebenfalls in geschrieben C. Es läuft sehr schnell.
Kostenlos und Open Source: Python ist eine von FLOSS (Free/Open Source Software). Benutzern steht es frei, Kopien dieser Software zu verbreiten, ihren Quellcode zu lesen, Änderungen daran vorzunehmen und Teile davon in neuer kostenloser Software zu verwenden. FLOSS basiert auf dem Konzept einer Gruppe, die Wissen teilt.
Hochsprache: Wenn Sie Programme in Python schreiben, müssen Sie sich keine Gedanken über Details auf niedriger Ebene machen, beispielsweise wie Sie den von Ihrem Programm verwendeten Speicher verwalten.
Portabilität: Aufgrund seines Open-Source-Charakters wurde Python auf viele Plattformen portiert (mit Modifikationen, damit es auf verschiedenen Plattformen funktionieren kann). Zu diesen Plattformen gehören Linux, Windows, FreeBSD, Macintosh, Solaris, OS/2, Amiga, AROS, AS/400, BeOS, OS/390, z/OS, Palm OS, QNX, VMS, Psion, Acom RISC OS, VxWorks, PlayStation, Sharp Zaurus, Windows CE, PocketPC, Symbian und Googles Android-Plattform basierend auf Linux.
Interpretierbarkeit: Ein in einer kompilierten Sprache wie C oder C++ geschriebenes Programm kann aus einer Quelldatei (d. h. C- oder C++-Sprache) in eine von Ihrem Computer verwendete Sprache (Binärcode, d. h. Nullen und Einsen) konvertiert werden. Dieser Vorgang erfolgt über den Compiler und verschiedene Flags und Optionen.
Wenn Sie das Programm ausführen, kopiert die Linker-/Reprinter-Software Ihr Programm von der Festplatte in den Speicher und führt es aus. In Python geschriebene Programme müssen nicht in Binärcode kompiliert werden. Sie können Programme direkt aus dem Quellcode ausführen.
Im Computer wandelt der Python-Interpreter den Quellcode in eine Zwischenform namens Bytecode um, die dann in die vom Computer verwendete Maschinensprache übersetzt und ausgeführt wird. Dies macht die Verwendung von Python viel einfacher. Außerdem werden Python-Programme dadurch portabler.
Objektorientiert: Python unterstützt sowohl prozedurale als auch objektorientierte Programmierung. In „prozedurorientierten“ Sprachen werden Programme aus Prozeduren oder einfach Funktionen erstellt, die wiederverwendbarer Code sind. In „objektorientierten“ Sprachen werden Programme aus Objekten erstellt, die Daten und Funktionalität kombinieren.
Python ist eine vollständig objektorientierte Sprache. Funktionen, Module, Zahlen und Zeichenfolgen sind alles Objekte. Und es unterstützt vollständig Vererbung, Überladung, Ableitung und Mehrfachvererbung, was sich positiv auf die Verbesserung der Wiederverwendbarkeit von Quellcode auswirkt. Python unterstützt überladene Operatoren und dynamische Typisierung. Im Vergleich zu Lisp, einer traditionellen funktionalen Programmiersprache, bietet Python nur begrenzte Unterstützung für funktionales Design. Es gibt zwei Standardbibliotheken (functools, itertools), die bewährte funktionale Programmiertools in Haskell und Standard ML bereitstellen.
Skalierbarkeit und Erweiterbarkeit: Wenn Sie einen wichtigen Teil des Codes benötigen, um schneller ausgeführt zu werden, oder wenn Sie möchten, dass bestimmte Algorithmen nicht veröffentlicht werden, können Sie einen Teil des Programms in C oder C++ schreiben und ihn dann in einem Python-Programm verwenden.
Python selbst ist erweiterbar. Nicht alle Features und Funktionen sind in den Sprachkern integriert. Python bietet eine Fülle von APIs und Tools, sodass Programmierer problemlos C-Sprache, C++ und Cython zum Schreiben von Erweiterungsmodulen verwenden können. Der Python-Compiler selbst kann auch in andere Programme integriert werden, die eine Skriptsprache erfordern. Daher verwenden viele Menschen Python auch als „Klebesprache“. Verwenden Sie Python, um in anderen Sprachen geschriebene Programme zu integrieren und zu kapseln. Viele Projekte innerhalb von Google, wie zum Beispiel Google Engine, verwenden C++, um Teile mit extrem hohen Leistungsanforderungen zu schreiben, und verwenden dann Python oder Java/Go, um die entsprechenden Module aufzurufen. Alex Martelli, Autor von „Python Technical Manual“, sagte: „Das ist schwer zu sagen, aber im Jahr 2004 wurde Python bereits intern bei Google verwendet. Google rekrutierte viele Python-Experten, hatte sich aber schon vorher für die Verwendung von Python entschieden. , ihr Zweck.“ ist Python, wo wir können, C++, wo wir müssen, verwenden Sie C++ bei der Hardwaresteuerung und verwenden Sie Python bei der schnellen Entwicklung. „
Einbettbarkeit: Python kann in C/C++-Programme eingebettet werden, um Programmbenutzern Funktionen bereitzustellen.
Reichhaltige Bibliothek: Die Python-Standardbibliothek ist in der Tat riesig. Es kann bei einer Vielzahl von Aufgaben hilfreich sein, darunter reguläre Ausdrücke, Dokumentgenerierung, Unit-Tests, Threads, Datenbanken, Webbrowser, CGI, FTP, E-Mail, XML, XML-RPC, HTML, WAV-Dateien, Kryptografie, GUI (grafische Benutzeroberfläche). ), Tk und andere systembezogene Vorgänge. Dies wird als Pythons „voll funktionsfähige“ Philosophie bezeichnet. Neben der Standardbibliothek gibt es viele weitere hochwertige Bibliotheken, wie unter anderem wxPython, Twisted und die Python-Imaging-Bibliothek.
Standardisierter Code: Python verwendet erzwungene Einrückung, um den Code besser lesbar zu machen. In Python geschriebene Programme müssen nicht in Binärcode kompiliert werden. Der Autor von Python hat eine sehr restriktive Syntax entworfen, damit schlechte Programmiergewohnheiten (z. B. das Nichteinrücken der nächsten Zeile nach rechts in einer if-Anweisung) nicht kompiliert werden können. Eine der wichtigsten sind die Einrückungsregeln von Python. Ein Unterschied zu den meisten anderen Sprachen (z. B. C) besteht darin, dass die Grenzen eines Moduls vollständig durch die Position des ersten Zeichens jeder Zeile in dieser Zeile bestimmt werden (während die C-Sprache ein Paar geschweifte Klammern „{}“ verwendet). (nicht (einschließlich Anführungszeichen) zur eindeutigen Definition der Modulgrenzen und hat nichts mit der Position der Zeichen zu tun). Indem Python Programmierer zum Einrücken zwingt (einschließlich if, for und Funktionsdefinitionen, wo Module verwendet werden), macht Python Programme klarer und schöner.
Fortgeschrittene dynamische Programmierung: Obwohl Python grob als „Skriptsprache“ (Skriptsprache) klassifiziert werden kann, wird es tatsächlich häufig von einigen großen Softwareentwicklungsprojekten wie Zope, Mnet und BitTorrent sowie Google verwendet. Befürworter von Python nennen es lieber eine dynamische Programmiersprache auf hohem Niveau. Der Grund dafür ist, dass sich „Skriptsprache“ im Allgemeinen auf eine Sprache bezieht, die nur einfache Programmieraufgaben ausführt, wie etwa Shellscript, VBScript und andere Programmiersprachen, die dies können bewältigt nur einfache Aufgaben und ist nicht mit Python vergleichbar.
Es gibt viele Vorteile, wissenschaftliche Berechnungen durchzuführen: Wenn es um wissenschaftliche Berechnungen geht, wird als Erstes möglicherweise MATLAB erwähnt. Mit Ausnahme einiger hochprofessioneller Toolboxen von MATLAB, die nicht ersetzt werden können, sind die meisten gängigen Funktionen von MATLAB in den entsprechenden Erweiterungsbibliotheken in der Python-Welt zu finden. Im Vergleich zu MATLAB hat die Verwendung von Python für wissenschaftliche Berechnungen folgende Vorteile:
●Erstens ist MATLAB eine kommerzielle Software und teuer. Python ist völlig kostenlos und viele Open-Source-Bibliotheken für wissenschaftliches Rechnen bieten Python-Aufrufschnittstellen. Benutzer können Python und die meisten seiner Erweiterungsbibliotheken kostenlos auf jedem Computer installieren.
●Zweitens ist Python im Vergleich zu MATLAB eine einfacher zu erlernende und anspruchsvollere Programmiersprache. Es ermöglicht Benutzern, Code zu schreiben, der besser lesbar und wartbar ist.
●Schließlich konzentriert sich MATLAB hauptsächlich auf Ingenieurwesen und wissenschaftliches Rechnen. Aber auch im Computerbereich gibt es häufig unterschiedliche Anforderungen wie Dateiverwaltung, Schnittstellendesign und Netzwerkkommunikation. Python verfügt über eine umfangreiche Erweiterungsbibliothek, mit der verschiedene erweiterte Aufgaben problemlos ausgeführt werden können. Entwickler können Python verwenden, um verschiedene Funktionen zu implementieren, die für vollständige Anwendungen erforderlich sind.
Nachteile
Probleme mit einzeiligen Anweisungen und der Befehlszeilenausgabe: Oft kann das Programm nicht in einer Zeile geschrieben werden, z. B. import sys; for i in sys.path: print i. Perl und awk unterliegen dieser Einschränkung nicht. Sie können einfache Programme problemlos unter der Shell ausführen. Sie müssen das Programm nicht wie Python in eine .py-Datei schreiben.
Verwirrt Anfänger: Die einzigartige Syntax kann nicht als Einschränkung bezeichnet werden, aber die Art und Weise, wie Einrückungen zur Unterscheidung von Anweisungsbeziehungen verwendet werden, führt bei vielen Anfängern immer noch zu Verwirrung. Selbst erfahrene Python-Programmierer können in Fallen tappen.
Langsame Laufgeschwindigkeit: Dies bezieht sich auf den Vergleich mit C und C++. Python-Entwickler versuchen, unausgereifte oder unwichtige Optimierungen zu vermeiden. Patches, die unkritische Teile des Codes beschleunigen, werden in Python normalerweise nicht integriert. So viele Leute denken, Python sei langsam. Allerdings stellen die meisten Programme gemäß der 80/20-Regel keine hohen Geschwindigkeitsanforderungen. In einigen Situationen, in denen die Ausführungsgeschwindigkeit sehr hoch ist, neigen Python-Designer dazu, die JIT-Technologie zu verwenden oder diesen Teil des Programms in der Sprache C/C++ neu zu schreiben. Die verfügbare JIT-Technologie ist PyPy.
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