Python

Python — это высокоуровневый язык программирования, отличающийся эффективностью, простотой и универсальностью использования. Он широко применяется в разработке веб-приложений и прикладного программного обеспечения, а также в машинном обучении и обработке больших данных. За счет простого и интуитивно понятного синтаксиса является одним из распространенных языков для обучения программированию. 

Для чего нужен Python

Data Science и машинное обучение. Эти два направления IT тесно связаны друг с другом. Наука о данных заключается в обработке больших массивов информации из базы данных, а машинное обучение — в разработке компьютерных алгоритмов, способных учиться на ней и делать точные прогнозы. В Data Science используют Python для включения очистки и разметки данных, поиска и обработки статистической информации, ее визуализацию в виде диаграмм, графиков и т.д. С помощью библиотеки Python ML классифицируются изображения, тексты, поисковый трафик, осуществляется распознавание лиц и речи, глубинное машинное обучение.

Веб-разработка. Многие крупные интернет-компании, такие как Google, Facebook^*, программируют на Python свои самые известные проекты, например, Instagram^*, YouTube, Dropbox и т.д. Этот язык позволяет вести веб-разработку на стороне сервера, потому что его обширная библиотека включает множество решений как раз для реализации сложных серверных функций. За счет своей простоты использования Python широко применяется небольшими командами и одиночными разработчиками для создания сайтов, десктопных и мобильных веб-приложений.

Разработка и тестирование ПО. Возможности Python используются тестировщиками и разработчиками для поиска и исправления ошибок, автоматической сборки, разработки прототипов программного обеспечения, управления проектами и т.д. Кроме того, с помощью сред модульного тестирования «Питона» осуществляется проверка функций. Также на этом языке создаются тестовые скрипты, имитирующие различные сценарии использования ПО. Разработчики аппаратных платформ (например, IBM, Hewlett-Packard, Intel) тоже используют Python для тестирования своей продукции.

История разработки и названия

Язык программирования Python был создан в 1989–1991 годах голландским программистом Гвидо ван Россумом. Изначально это был любительский проект: разработчик начал работу над ним, просто чтобы занять себя на рождественских каникулах. Хотя сама идея создания нового языка появилась у него двумя годами ранее. Имя ему Гвидо взял из своей любимой развлекательной передачи «Летающий цирк Монти Пайтона». Язык программирования он и выбрал — Python, что это означало название комик-группы. Это шоу было весьма популярным среди программистов, которые находили в нем параллели с миром компьютерных технологий.

История развития Python включает несколько этапов, каждый из которых заканчивался выходом новой версии:

• В 1991 году Гвидо опубликовал первую версию (0.9.0) языка, включающую базовые возможности — в частности, работу с данными различных типов и корректировку ошибок.
• Через три года вышла версия 1.0, в которой функционал был дополнен обработкой списков данных: систематизацией, фильтрацией, сокращением, сопоставлением.
• Версия 2.0 была опубликована в 2000 году и отличалась исправленными недочетами прежних версий, а также новыми полезными функциями для программистов — в частности, поддержкой Unicode и облегченной методикой циклического просмотра списка.
• В 2008 году представлена версия Python 3, включившая возможность печати, поддержку деления чисел и расширенное исправление ошибок.

Язык программирования «Питон», начавшийся как проект одного человека, сегодня развивается и поддерживается командой разработчиков. В 2001 году они объединились в некоммерческую организацию Python Software Foundation, целями которой стали популяризация и совершенствование языка в сообществе программистов, контроль над интеллектуальными правами, проведение тематических конференций и т.д.

Философия языка Python

Как и многие другие языки программирования, Python развивается в рамках общей концепции, которая сформулирована в так называемом The Zen of Python (Дзене Питона). В соответствии со своим названием она изложена в виде коротких изречений, напоминающих дзен-буддистские коаны, например:

• красивое лучше, чем уродливое;
• явное лучше, чем неявное;
• простое лучше, чем сложное.

В целом, ответив на вопрос что такое python, и, если свести концепцию «Питона» к общим принципам, они будут выглядеть следующим образом:

• cтремление к простоте и интуитивной воспринимаемости кода;
• простые, но строгие правила с минимальным числом исключений и множественных трактовок;
• ориентированность на выполнение практических задач и поиск очевидных решений.

Особенностью самого Python и разработанных для него обучающих материалов является определенная ироничность. Она специально используется создателями для того, чтобы повысить интерес к языку со стороны программистов, сделать его освоение и использование забавным и игровым. 

Характеристики Python

Интерпретируемость. В «Питоне» операторы кода исполняются последовательно с помощью программы-интерпретатора. Если по ходу исполнения программы встречается ошибка, оно сразу же прекращается. Это позволяет Python-разработчику быстро обнаружить и устранить недочеты, но в то же время снижает производительность.

Динамическая типизация. Это автоматическое связывание переменной и типа в момент, когда ей присваивается определенное значение. Такой механизм ускоряет написание программы в различных ситуациях (например, при работе с переменными данными), но повышает вероятность ошибки.

Язык высокого уровня. Python по своему синтаксису и грамматике близок к естественным языкам. Благодаря этому программисту с его помощью легче описать различные структуры данных и операции, что также ускоряет и упрощает написание кода. Кроме того, это делает ПО, написанное на «Питоне», менее зависимым от платформы.

Объектно-ориентированность. Написанная на «Питоне» программа представляет собой совокупность объектов, каждому из которых присвоены определенный класс и место в иерархии. Таким образом проще управлять процессом программирования, что особенно важно при создании сложных проектов.

Преимущества Python

Простота и воспринимаемость. Язык «Питон» специально создан похожим по своему синтаксису на естественные языки (прежде всего английский). Блоки кода в нем отделяются друг от друга пробельными отступами. Это делает код, написанный на Python, более удобочитаемым и понятным для программистов. Минималистичный синтаксис также позволяет реже обращаться к документации и писать меньше строк кода, что, в свою очередь, ускоряет работу над проектом.

Обширная библиотека. Программисты и сообщество пользователей «Питона» создали для этого языка большую библиотеку, в которой содержатся оптимизированные и многократно используемые фрагменты кода для решения практически любых задач. Благодаря этому программисту не нужно писать код полностью с нуля, что также ускоряет работу над проектом или анализом данных. Кроме того, сообщество пользователей Python создало множество сторонних библиотек с дополнительными материалами, а также обширную сеть форумов, на которых делятся опытом и решениями.

Совместимость. Интерпретатор Python может интегрироваться с другими языками программирования — например, с Java, C и C++. Благодаря этому Python-разработчики могут расширять функциональность своего проекта, подключая к нему их возможности. Верно и обратное: программы, написанные на указанных языках программирования, можно сочетать с модулями, созданными с помощью «Питона».

Мультиплатформенность. Программы, написанные на Python, адаптированы ко всем существующим аппаратным и программным платформам. Язык используется для работы на разных устройствах, от мейнфреймов до смартфонов и карманных компьютеров под управлением операционных систем Microsoft Windows, MacOS, iOS, Android, UNIX, Linux, Symbian, PalmOS и т.д. Это создает широчайшие возможности для разработки программных продуктов различного назначения, адаптированных под разные платформы. 

Мультипарадигменность. На «Питоне» можно программировать в различных парадигмах: объектно-ориентированной, функциональной, императивной, процедурной, структурной и т.д. Это достигается за счет подключения дополнительных библиотек, интерпретаторов и фреймворков. Мультипарадигменность позволяет расширить выразительные способности языка программирования, решать с его помощью больший спектр задач в рамках одного проекта. 

Недостатки Python

Низкая производительность. Python относится к интерпретируемым языкам программирования, поэтому написанный на нем код исполняется с определенной задержкой и расходом дополнительных ресурсов компьютера. Из-за быстрого роста мощностей этот недостаток в последнее время стал не так ощутим, но на слабых устройствах (например, старых ПК или смартфонах) он все еще является проблемой. Частично она решается с помощью перезаписи особо «трудных» участков кода на других совместимых языках.

Глобальная блокировка интерпретатора (GIL). Эта функция позволяет синхронизировать работу нескольких потоков, поочередно приостанавливая и запуская их. Это снижает риск конфликтов между потоками при обращении к одним и тем же участкам памяти, тем самым защищая данные от разрушения. Однако данная функция также ограничивает параллельность вычислений, снижая их эффективность на многоядерных и многопроцессорных системах.

Синтаксис. Обычно этот аспект Python считается его преимуществом — в частности, за счет простоты, удобочитаемости. Однако многие программисты, привыкшие работать с другими языками, при переходе на «Питон» часто сталкиваются с неудобством некоторых использованных в нем архитектурных решений. Впрочем, эти недостатки обычно заметны на очень высоком уровне программирования и по большей части являются делом привычки. 

Использование Python также включает решение фундаментальных и прикладных научных задач, анализ данных, разработку игр и специализированного ПО для дизайнеров, музыкантов, видеомонтажеров, фотографов и т.д. Хотя этот язык не лишен недостатков, его простота и универсальность оказались востребованными практически во всех сферах человеческой деятельности.

* Принадлежит компании Meta, деятельность которой признана экстремистской в России.