什么是 Python 编程语言？

Python 是广受欢迎的一种解释性编程语言。该语言由 Guido van Rossum 开发，并作为 ABC 编程语言系列的核心开发工具于 1991 年推出。作为一种高级通用编程语言，在其设计理念中特别强调通过缩进突出代码的可读性。该语言的设计目标在于为开发者提供一个简洁明了的框架来编写各种规模的应用程序。

该语言采用动态类型系统，并包容多种程序设计范式。该语言充分兼容面向对象程序设计与结构化程序设计两种主要模式。该语言的部分特性则允许函数式程序设计以及面向方面（或面向对象）的混合应用。

Python以其核心理念为基础被设计为一种具备强大的扩展性语言。以模块化为基础的方式使它成为向已有的应用程序系统性地添加接口接口变得极为流行的技术手段之一。凭借其丰富的标准库功能Python常被视为"内置了所有工具包"的语言类型归功于ABC项目提供的这一创新特性Python开发者最初想要构建的是一个小型精简的核心语言却最终却收获了拥有大型标准库的强大功能体系这一愿景源于他们对ABC编程范式的深深失望而ABC编程范式本身则采用了完全不同的构建思路

语法

Python 的格式显得非常清晰，并且普遍使用关键字；相比之下，在许多其他编程语言中会依赖标点符号来做某种事情。它的显著差异在于它不采用大括号来分隔代码块。与像C这样的其他编程语言相比，在语法复杂性和特殊情况下要简单得多。

缩进

Python 采用空格来隔离代码块。这些语句后面通常会跟上缩进，在缩减时则预示着代码块的结束。这使得程序的视觉结构正确体现其逻辑层次关系。

该功能被命名为"越位规则"。它可能并非仅属于Python，并且具有语义意义；另一方面，在大多数编程语言中，并非所有的缩进都有语义意义。

变量

Python中的变量名是一个可引用的对象，并不对应固定的data type. 它们可以在任何时候指向任何对象. 即使在同一时刻, 一个变量可能指向不同的对象, 而这些对象各自具有明确的数据type.

这个情况与Java、C++、FORTRAN、Scala以及Pascal等编程语言恰恰相反，在于它们采用的是static typing机制，在这种情况下每个变量仅能存储预定义的数据类型

表达式

在编程语言中作为语法成分的角色。它用于解析其值。它由常量、变量、函数以及运算符组成它的值。

在 Python 中的表达式与语句存在显著差异；换言之，在 Python 中的语句无法充当表达式的组成部分；这一特性并不普遍；因为像 Scheme、Common Lisp 和 Ruby 这样的主要语言中并未具备这一特性；然而这可能导致了功能上的重复

类型

Python采用duck typing机制即一种判断对象是否满足特定需求的方法，在这种语言中不进行类型约束检查。当对对象进行操作失败时，则表示该对象不符合预期的类型。

Python 是一种基于强类型的编程语言；因此它被禁止定义那些不够明确的操作；而并非试图去理解那些可能存在的模糊性。

该机制支持开发者使用类来定义自己的数据类型。通过实例化该类的方法，可以创建新实例。

方法

这个系统中的'机制'是将消息与特定的对象关联起来的一种方式。每个对象都包含数据和行为;这些数据和行为涉及一个接口,该接口用于确定对象如何被其任何消费者访问或操作。

Python 方法包含一个明确的 self 参数用于访问实例数据。此外，在 Python 中还提供了一种特殊的方法（通常称为 dunder 方法），这些方法允许用户自定义他们类的行为方式以及与本地操作之间的互动关系。例如长度属性、比较运算以及基本算术操作等都被这些机制所影响，并且在类型转换过程中也发挥着重要作用。

库

Python的标准库极其庞大且功能丰富；它不仅包含大量实用工具；还提供了创建图形用户界面 (GUI) 的功能；同时支持与各种关系型数据库直接通信；能够生成高质量的伪随机数序列；并具备强大的正则表达式处理能力；此外还提供了丰富的单元测试框架以确保代码质量

多数公共库采用基于Python的跨平台代码结构，并非所有模块都需要修改即可实现功能

Python的应用

Python 是Web应用程序的脚本语言。借助Web服务器网关接口的帮助，则标准API已发展至此能够促进这些应用的发展。

NumPy、SciPy 和 Matplotlib 这些库支持科学计算在Python中的有效应用。Biopython 和 Astropy 这些库提供了特定领域功能。SageMath 是一个高性能的计算机代数系统，在Python中提供了集成开发环境。其相应的包涵盖了数学的多个方面包括代数组合数值数学数论和微积分等

借助 TensorFlow、Keras、PyTorch 和 Scikit-learn 这些库的帮助，在人工智能相关项目以及机器学习相关项目中广泛应用于 Python 语言中。由于其模块化架构、直观易懂的语法以及强大的文本处理功能，在自然语言处理领域中 Python 常被采用。

Python 也可以用来创建游戏，使用 Pygame 等库可以制作 2D 游戏。

GNU Debugger以其优雅的外观著称，并将Python视为展示复杂数据结构的理想工具；例如，在C++容器方面展现了其强大的功能。
Esri已全面推荐Python作为在ArcGIS环境中编写高效脚本的核心语言；其简洁性和可扩展性使其成为开发者的首选工具。
如今，在Google App Engine中，Python已正式确立为三种主要编程语言的第一款选择；凭借其强大的生态系统和广泛的支持库，这使得开发者能够快速构建高效的应用程序。

许多操作系统都包含Python作为标准组件。该软件通常与多数Linux发行版共同提供，并且可以在命令行界面中使用。许多Linux发行版采用了Python编写的安装程序。例如，在Ubuntu中采用的是Ubiquity安装程序，在Red Hat Linux和Fedora中则采用了Anaconda安装程序。

Python 还广泛用于信息安全行业，包括漏洞利用开发。

值得学习Python吗？

自公元二千零三年起，Python 已持续占据十名开外的佳绩，在全球最受欢迎的十种编程语言排行榜上稳居首位。随着时间推移，在公元二千零七年至二千零一十年间，它先后于这些特殊年份被授予年度编程语言称号，并独树一帜地成为该奖项中获得此殊荣次数最多的语言。

过去三年中，Python的价值显著提升。其价值在未来一直保持。由此可见，在未来投入时间和精力学习Python是值得的。

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当我在掌握了一定的基础知识后，在具备了一定的理解能力后

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五、实战案例

光学理论并非捷径可依，在实践中需要亲自动手进行操作和验证才能真正掌握其中的道理；切勿盲目模仿他人操作，在实际应用中只有通过亲自动手实践才能真正掌握所学知识并应用到实践中；这时候可以通过设计实战案例来进行深入学习。

六、Python练习题

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