1.1　认识Python

1.1.1　Python历史

Python编程语言诞生于20世纪90年代初，创始人为荷兰人吉多·范罗苏姆（Guido van Rossum）。1989年在阿姆斯特丹，Guido为了打发圣诞节的无趣，决心开发一个新的脚本解释程序，作为ABC语言的一种继承。受英国20世纪70年代首播的电视喜剧《蒙提·派森的飞行马戏团》（Monty Python's Flying Circus）的启发，创始人选Python（蟒蛇）作为该编程语言的名字。

ABC是由Guido参加设计的一种教学语言，这种语言非常优美和强大，是专门为非专业程序员设计的。但是ABC语言并没有成功，究其原因，Guido认为是其非开放性造成的。Guido决心在Python中避免这一错误。同时，还想实现在ABC中闪现过但未曾实现的想法。

可以说，Python是从ABC发展起来的，主要受到了Modula-3（另一种相当优美且强大的语言）的影响，并且结合了Unix shell和C语言的编码习惯。

Python已经成为最受欢迎的程序设计语言之一。自从2004年以后，Python的使用率呈线性增长。Python 2于2000年10月16日发布，稳定版本是Python 2.7。Python 3于2008年12月3日发布，不完全兼容Python 2。在2021年4月TIOBE语言排行榜中，Python位居第3名，受欢迎程度逼近Java，旦有望超越Java；在IEEE Spectrum 2020编程语言排行榜中，Python稳居榜首，且连续夺冠4年。

1.1.2　Python语言特点

Python的设计哲学是优雅、明确、简单。因此，它拥有如下特点。

➢　简单易学：Python语法简洁、代码清晰、结构简单，学习门槛比较低。

➢　易于维护：Python的源代码风格清晰整齐、强制缩进，容易维护。

➢　跨平台：Python程序可以在任何安装解释器的计算机环境中执行。

➢　丰富的库：Python语言本身功能有限，其最大的优势之一是丰富的库，且在UNIX、Windows和Macintosh等平台都有很好的兼容性。

➢　互动模式：互动模式的支持，可以在不同的终端输入执行代码，并获得结果，实现互动测试和代码片断调试。

➢　可移植：由于它的开源本质，Python已经被移植到许多平台和设备终端上。

➢　可扩展：Python被设计为可扩充的，并非所有的特性和功能都集成到语言核心。Python提供了丰富的API和工具，以便程序员能够轻松地使用C、C++、Cython编写扩充模块。Python被称为胶水语言，能够黏合使用不同语言开发的功能模块。

➢　可嵌入：可以将Python嵌入到C/C++程序，使程序获得脚本化的能力。

现在网上流传着"人生苦短，我用Python"的口头禅，使用Python进行开发速度快，可以节省时间和精力。

1.1.3　Python应用范畴

由于Python语言的简洁性、易读性以及可扩展性，使用Python做科学计算的研究机构日益增多，一些知名大学已经采用Python来教授程序设计课程。例如，卡耐基梅隆大学的编程基础、麻省理工学院的计算机科学及编程导论就使用Python语言讲授。

众多开源的科学计算软件包都提供了Python的调用接口。例如，著名的计算机视觉库OpenCV、三维可视化库VTK、医学图像处理库ITK。而Python专用的科学计算扩展库就更多了。例如，十分经典的科学计算扩展库NumPy、SciPy和Matplotlib，它们分别为Python提供了快速数组处理、数值运算以及绘图功能。因此，Python语言及其众多的扩展库所构成的开发环境十分适合工程技术、科研人员处理实验数据、制作图表，甚至开发科学计算应用程序。

除了常规的软件开发外，Python主要应用于如下领域。

➢　科学计算：与科学计算领域最流行的商业软件MATLAB相比，Python是一门通用的程序设计语言，比MATLAB所采用的脚本语言的应用范围更广泛，有更多的程序库的支持。

➢　自动化运维：在很多操作系统内，Python是标准组件，可以在终端下直接运行。Python标准库包含了多个调用操作系统功能的模块。一般说来，Python编写的系统管理脚本在可读性、性能、代码重用度、可扩展性等方面都优于普通的shell脚本。

➢　网络爬虫：Python对于各种网络协议的支持很完善，因此，经常被用于编写服务器软件、网络爬虫。能够编写网络爬虫的编程语言有很多，但Python绝对是主流，其中Scripy爬虫框架应用非常广泛。

➢　数据分析：Python拥有比较完善的数据分析生态系统。

➢　人工智能：得益于Python强大而丰富的库以及数据分析能力，而且Python是面向对象的动态语言，这就使得Python在人工智能方面备受青睐。