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作为瑞士军刀的Python 2015年6月26日

本文转自“编程随想”博客

"瑞士军刀",大伙儿应该很熟悉,俺就不解释了。拿"瑞士军刀"来比喻 Python,意思是:Python 不但短小精悍,而且功能强大。今天就来介绍一下 Python 的这两个特点(尤其是后者)。

一、短小精悍

◇轻量级的的代码

要吹嘘 Python 的轻量级,首先要吹嘘的,自然是它简洁的代码。为了让大伙儿有个初步的印象,举几个例子。

举例1
要得到100-200之间所有奇数的3次方,只需如下一行
[x**3 for x in range(100, 200) if (x%2)==1]

举例2
如果要把上述结果拼成一个逗号分隔的字符串,还是只要一行
','.join([str(x**3) for x in range(100, 200) if (x%2)==1])

举例3
可能有人觉得上面2个例子是小儿科,再来举一个稍微复杂点的。只需一行代码,即可实现网络扫描(用的是第三方的 Scapy 工具)。

# 传统的 ping 扫描,基于 ICMP 协议
ans,unans = sr(IP(dst='192.168.1.1-254')/ICMP())
# 局域网扫描,基于 ARP 协议
ans,unans = srp(Ether(dst='ff:ff:ff:ff:ff:ff')/ARP(pdst='192.168.1.0/24'), timeout=2)

◇轻量级的安装环境

比如 Python 的安装包只有十几兆,而 Java 的 JDK 安装包动辄接近100兆。

◇轻量级的运行环境

同样是运行一个 Hello World,Python 进程占用的内存更小(相比很多其它编程语言)。而且 Python 的运行环境(Python 虚拟机)可以很方便地嵌入到 C/C++ 程序中,只需额外带一个动态库即可。

二、功能强大之1——跟非常多的语言整合

很多程序员喜欢"在一棵树上吊死"——始终只用一种编程语言。俺非常反对这种倾向。要想成为一个优秀的程序员,有必要掌握不同风格的编程语言。编程语言多样化的好处在于,你可以利用不同语言的特色,以取长补短。
而 Python 在跨语言整合方面,堪称佼佼者——你很难找到哪个语言,能像 Python 这样,跟如此多的语言进行整合。
下面简单举几个例子:

◇跟 C/C++ 整合

咱们常用的 Python 运行环境也称为 CPython,是用 C 语言写的。所以 Python 天生就具有跟 C/C++ 整合的能力。而且这种整合是双向的——也就是说,既可以在 Python 模块调用 C/C++ 模块,也可以在 C/C++ 模块调用 Python 模块。
Python 跟 C/C++ 整合,可以有如下三个优点:

1. 丰富的第三方资源
因为 C/C++ 具有非常丰富的第三方模块(包括开源和闭源),其丰富程度超过 Java。所以 Python 可以利用这种整合能力,直接调用各种 C/C++ 的模块,来丰富自己的功能。
举个例子
比如 cURL 是一个C语言编写的应用层网络工具,功能非常强。而 Python 可以通过整合 cURL 直接获得 cURL 的强大功能。

2. 性能的提升
除了第三方模块丰富,C/C++ 开发的模块还有一个优点——性能好。所以,Python 整合了 C/C++ 模块之后,还能趁机获得性能提升。
举个例子
比如你要写一个 3D 游戏,其中的 3D 渲染引擎是性能瓶颈。那么你可以用 Python 整合一个 C/C++ 的 3D 渲染引擎。而 Python 只用来实现跟游戏高层应用逻辑相关的部分。这样可以一举两得:性能不差,代码不多。
顺便说一下:如今有不少游戏都走这个开发思路——底层引擎用重型的 C或C++ 实现,以确保高性能;而高层的业务逻辑则用轻型的脚本语言开发。

3. 跟操作系统整合
地球上所有的操作系统,只要是有点名气的,内核都是 C 语言写的;除了操作系统内核,大部分操作系统的运行库也都是 C/C++ 编写的。所以,Python 跟 C/C++ 整合,可以带来第三个好处——跟操作系统的整合。关于这点,待会儿俺还会专门聊。

◇跟 JVM(Java) 整合

通过 Jython 这个开源项目,Python 可以无缝整合到 JVM 环境中。如此一来,Python 能直接调用所有 JVM 标准库(比如 JDBC)和第三方库(比如 Lucene),还可以跟各种 JVM 语言(比如:Java、Scale、Groovy、等)进行互操作。

◇跟 dotNet 整合

通过 IronPython 这个开源项目,Python 可以无缝整合到 dotNet 环境中。如此一来,Python 能直接调用所有 dotNet 的标准库(比如 ADO.NET)和第三方库,还可以跟各种 dotNet 语言(比如:C#、F#、等)进行互操作。
顺便说一下:Jython 跟 IronPython 貌似同一个作者,牛人啊!

三、功能强大之2——既可以跨平台,又可以跟操作系统深度整合

◇语言的平台性

说到跨平台这个话题,俺给编程语言分一下类:
1. 可以跨平台,但无法跟操作系统深度耦合(比如 JavaScript、PHP)
2. 可以跟操作系统深度耦合,但无法跨平台(比如 VB、VBScript)
3. 既可以跨平台,又可以跟操作系统深度耦合(比如 C C++ Python)

为啥第三类语言能做到两者兼得?因为这类语言把选择权留给了程序猿——
一方面,如果程序猿遵循跨平台的开发规范,那么写出来的代码就是跨平台的;
另一方面,程序猿也可以写出跟系统耦合很紧密的代码——这样的代码虽然不能跨平台,但可以发挥特定平台的强项。
显然俺喜欢第三类编程语言,因为这类语言给了程序猿自由。

◇Python 举例

Python 的跨平台特性,懂 Python 的同学估计都晓得了。所以俺单独说一下 Python 如何跟操作系统深度整合。为了照顾到大多数人,俺拿 Windows 来说事儿。
在 Python 社区有一个很有名气的库,叫做 PyWin32。通过这个库,可以让 Python 代码很容易地调用 Windows 的 API 以及 COM 组件。
比方说,可以用 Python 代码直接操作 Windows 注册表
比方说,可以用 Python 代码直接读写 Windows 的系统日志
比方说,可以用 Python 代码直接操作某个窗口句柄
比方说,可以利用 COM 组件,直接调用 Word 来处理 doc 格式的文档
......

四、功能强大之3——具有很丰富的第三方模块

最后一个方面,也是最重要的一个方面,就是 Python 社区具有非常非常丰富的资源(第三方库),而且几乎都是开源的。形形色色的编程领域几乎都可以看到 Python 的身影。
为了让众多程序员读者领略 Python 的丰富资源,俺特地整理了一个 wiki 页面(请用鼠标猛击"这里"),放上 Python 在各个编程领域的常用模块。为了显示出 Python 代码的简洁,某些模块还放上示例代码。
最后提一下:写这篇博文只花了不到一小时,而整理这个 wiki 页面累计超过10个小时。不过这时间没白花——整理的时候顺便对某些领域有了更多的了解。这也就是写博客的好处,既可以帮助别人,又可以帮助自己。大伙儿如果觉得俺整理的清单有遗漏,欢迎到本页面留言补充。

 
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