Python成為流行編程語言的生態(tài)現(xiàn)象分析

陳唯耀 李婕 吳紅宇

摘 要：本文首先簡要分析了Python的基本特點(diǎn)，對比了CC++、Python、JavaScript與Java這四種語言的特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域，望能為此領(lǐng)域研究有所借鑒與幫助。

關(guān)鍵詞：Python;流行性編程語言;現(xiàn)象

一、python的基本特點(diǎn)

·1.易于學(xué)習(xí)：Python有相對較少的關(guān)鍵字，結(jié)構(gòu)簡單，和一個(gè)明確定義的語法，學(xué)習(xí)起來更加簡單。

·2.易于閱讀：Python代碼定義的更清晰。

·3.易于維護(hù)：Python的成功在于它的源代碼是相當(dāng)容易維護(hù)的。

·4.一個(gè)廣泛的標(biāo)準(zhǔn)庫：Python的最大的優(yōu)勢之一是豐富的庫，跨平臺的，在UNIX，Windows和Macintosh兼容很好。

·5.互動(dòng)模式：互動(dòng)模式的支持，可以從終端輸入執(zhí)行代碼并獲得結(jié)果的語言，互動(dòng)的測試和調(diào)試代碼片斷。

·6.可移植：基于其開放源代碼的特性，Python已經(jīng)被移植（也就是使其工作）到許多平臺。

·7.可擴(kuò)展：如果需要一段運(yùn)行很快的關(guān)鍵代碼，或者是想要編寫一些不愿開放的算法，可以使用C或C++完成那部分程序，然后從Python程序中調(diào)用。

·8.數(shù)據(jù)庫：Python提供所有主要的商業(yè)數(shù)據(jù)庫的接口。

·9.GUI編程：Python支持GUI可以創(chuàng)建和移植到許多系統(tǒng)調(diào)用。

·10.可嵌入：可以將Python嵌入到C/C++程序，讓程序的用戶獲得"腳本化"的能力。

二、不同編程語言各方面的比較

C，C++，Python和Java都是通用編程語言，C語言由于其底層操作和特性和歷史的積累，在嵌入式領(lǐng)域是當(dāng)之無愧的王者;C++是一種支持最廣泛編程范式的復(fù)雜語言，這些年來發(fā)展不太好，目前在服務(wù)器后臺和游戲領(lǐng)域還有其一席之地;python作為一種靈活的輕便的通用型腳本語言，適用范圍比較廣，從應(yīng)用軟件到Web開發(fā)都有它的身影，由于其解釋性語言的特點(diǎn)，比較適合輕量級或原型開發(fā);Java由于其跨平臺可移植性，在Web開發(fā)領(lǐng)域大放異彩，特別是在企業(yè)級Web開發(fā)，同時(shí)由于Android系統(tǒng)采用Java來開發(fā)應(yīng)用程序，所以也隨著Andriod的發(fā)展而應(yīng)用越發(fā)廣泛。

為了親身體會(huì)python語言的特點(diǎn)，我們準(zhǔn)備通過自己的能力來實(shí)踐的編碼一下程序來體會(huì)python語言的魅力。

前期準(zhǔn)備：想要用一門編程語言編寫出一些有實(shí)際作用的程序，首先肯定需要學(xué)習(xí)其基本語法和編寫結(jié)構(gòu)。幸運(yùn)的是，python語言的編程邏輯跟我們平常說話的邏輯比較相近，不想c語言那么需要專業(yè)知識的應(yīng)用，它可以自動(dòng)的處理許多低層次的東西，不需要編程人員的邏輯去顧及底層的東西。簡單的舉個(gè)例子，比如同樣定義一個(gè)整數(shù)類型的變量intx，在c語言中，整形變量是由閾值的，超出這個(gè)閾值程序就會(huì)報(bào)錯(cuò)，因?yàn)閏語言的東西是實(shí)實(shí)在在放在內(nèi)存中的，它的整數(shù)型變量是要放在規(guī)定的內(nèi)存中的，內(nèi)存就這么大，超了就會(huì)出現(xiàn)溢出的錯(cuò)誤。而匯編語言就更加繁瑣，在編寫匯編語言時(shí)，每寫一句話，沒出現(xiàn)一次簡單的計(jì)算或者出現(xiàn)新的變量，都要同時(shí)給出內(nèi)存的準(zhǔn)確地址。

而python語言就簡單很多，在python中定義整數(shù)型變量，你存入的數(shù)據(jù)是多大，其存入的內(nèi)存?zhèn)€數(shù)大小就會(huì)隨之變化。因此你在設(shè)置變量是就不需要考慮內(nèi)存問題，也就可以跳過很多底層的設(shè)計(jì)邏輯。我們的初期準(zhǔn)備之一就是學(xué)習(xí)這些方面的知識，包括其基本函數(shù)，基礎(chǔ)庫的學(xué)習(xí)。其二就是對python編碼器的安裝。通過老師介紹以及網(wǎng)上查詢，最后我們決定使用anaconda這個(gè)編譯器平臺來編碼python語言（安裝平臺的過程.pdf）

（此實(shí)驗(yàn)使用模擬器進(jìn)行）

實(shí)驗(yàn)過程：我們決定一起編寫一個(gè)比較簡單的程序，通過c語言編寫和python語言編寫，來比較其區(qū)別。我們通過最簡單的語法和math庫的運(yùn)用，編寫了兩個(gè)比較簡單的計(jì)算程序，一個(gè)是以python為主要編程語言編寫的，另一個(gè)是以匯編語言為主要編程語言編寫的。

#從顯示屏中輸出A-Z26各字符

匯編：

MVRD R2 ，001A

MVRD R0 ，0041

OUT 80

DEC R2

JRZ 202E

PUSH R0

IN 81

SHR R0

JRNC 2028

POP R0

INC R0

JR 2024

RET

python：

for I in x range（26）：

print chr（i+ord（“A”））

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：實(shí)驗(yàn)結(jié)果我們從時(shí)間復(fù)雜度，程序運(yùn)行程度，程序理解難易程度以及整個(gè)編寫思考的時(shí)間來比較。對于時(shí)間復(fù)雜度，匯編語言為O（n），而python語言為O（n2）。這代表python語言的編寫程序?qū)τ谟?jì)算機(jī)來說，執(zhí)行的更麻煩，需要計(jì)算的次數(shù)更多，更加消耗內(nèi)存，但相反的，需要交給編寫員的東西也就更少。因此，理論上來說，python程序執(zhí)行一次需要的時(shí)間是匯編程序的平方倍。而我們通過對大學(xué)生的調(diào)查，python語言編寫的程序，只要懂一點(diǎn)英語和一些基本邏輯的人，程序的大部分都是可以看懂的，而匯編語言編寫的程序，只有信息學(xué)院和軟件學(xué)院的學(xué)生才能看懂。也就是說明，匯編語言更加專業(yè)，而python語言就比較簡單易懂了。來整個(gè)編碼的時(shí)間，匯編語言更加需要邏輯的思考，而且很容易出現(xiàn)bug，非常難編寫，一個(gè)簡單如入棧出棧就需要很強(qiáng)的邏輯感，編寫的時(shí)間是python的兩倍甚至更多。而兩個(gè)程序得出的結(jié)論是基本相同的。

三、不同編程語言應(yīng)用領(lǐng)域的對比

1.Java

首先我們要討論的是Java語言，相信只要略微了解編程的人就會(huì)聽過Java，其如今依然展現(xiàn)出強(qiáng)勢的增長勢頭，說其是目前最流行的編程語言也不為過。并且隨著移動(dòng)和大數(shù)據(jù)的發(fā)展，以基于java的Hadoop如今發(fā)展迅速，這也是java編程人員更加千金難尋。其可以用于各種各樣的領(lǐng)域，包括企業(yè)應(yīng)用及基礎(chǔ)設(shè)施，以及Wed應(yīng)用和移動(dòng)開發(fā)。

2.C/C++

C和C++都是基于C的語言，是目前最流行的編程語言，C常被用作系統(tǒng)以及應(yīng)用程序的編程語言，如嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用程序。C++語言為C的增強(qiáng)，其在出現(xiàn)后迅速成為開發(fā)人員之間最流行的語言之一。它是用于開發(fā)系統(tǒng)軟件，應(yīng)用程序，設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，嵌入式軟件，高性能服務(wù)器和客戶端應(yīng)用及娛樂軟件，如視頻游戲。

3.Python

Python是應(yīng)用于設(shè)計(jì)各種各樣的應(yīng)用程序的動(dòng)態(tài)語言，往往比Tcl，Perl，Ruby，Scheme和Java更容易編寫。Python語法簡介而清晰，具有豐富和強(qiáng)大的類庫。它常被昵稱為膠水語言，它能夠很輕松的把用其他語言制作的各種模塊（尤其是C/C++）輕松地聯(lián)結(jié)在一起。

4.JavaScript

JavaScript在Web應(yīng)用上有著非常大的需求，主要目的是為了解決服務(wù)器端語言，比如Perl遺留的速度問題，為客戶提高更流暢的瀏覽效果。JavaScript主要用于實(shí)現(xiàn)為Web瀏覽器，以提供增強(qiáng)的用戶界面和動(dòng)態(tài)網(wǎng)站。

四、結(jié)論

（1）自身方面。將Python與其他所有編程語言均理解為編程語言環(huán)境中的一個(gè)物種，那么每個(gè)物種都擁有自身與其他物種不同的特點(diǎn)。而不同物種正是因?yàn)樽陨硭哂械莫?dú)特特點(diǎn)而對其環(huán)境作用產(chǎn)生不同的效果。一些特點(diǎn)會(huì)使其環(huán)境適應(yīng)性更強(qiáng)，一些特點(diǎn)會(huì)使其相對更弱。在編程語言上，這些特點(diǎn)便表現(xiàn)為上述我們對于Python編程語言的優(yōu)缺點(diǎn)闡述。（2）環(huán)境因素。對于Python編程語言來說，環(huán)境的作用分為人類環(huán)境與社會(huì)環(huán)境。對于人類來說，Python的語法簡單易懂，易于人類學(xué)習(xí)操作。這就像生態(tài)學(xué)中生物總是在選擇最簡單容易的方式的獲取食物一樣，人類為了達(dá)成目標(biāo)，也總會(huì)對更簡單方便的工具更加偏愛。這就使得人類總會(huì)樂意選擇它來進(jìn)行達(dá)成目的的嘗試，多的選擇也就使其廣為流傳。

參考文獻(xiàn)：

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[2]屈瑞陽， 吳茂成， 楊俊義，等. 基于Python語言的邁克爾遜干涉實(shí)驗(yàn)仿真及其在移動(dòng)終端的應(yīng)用[J]. 物理教師， 2018， 039（002）：75-77.