Python语言及其应用领域研究

张楠

摘   要：Python程序设计语言是一种面向对象的解释型语言，本文对Python语言的特点及其主要应用领域进行介绍，阐述了其语法之简短、应用之广泛，预示着Python语言未来更广阔的应用和发展前景。

关键词：Python  语言特点  應用领域

中图分类号：TP39                                   文献标识码：A                       文章编号：1674-098X（2019）06（b）-0122-02

1  Python简介

Python是一门脚本编程语言，它是开源的且代码清晰、易学易用，不仅适用于各种简单的脚本任务，甚至适用于面向对象的大型的独立应用。与众多其他语言相比，使用Python编写的代码阅读、调试和扩展更加容易。应用Python编程，面对现实生活中的很多任务我们都可以解决。

2  Python语言的特点

Python拥有自己独特的优点[1]，它不仅像简单解释型语言一样简单易用，同时还像传统编译型语言一样通用、强大。

（1）简单易学。

Python不仅结构简单、语法清晰，且关键字少，这样就使得阅读一个良好的Python程序像阅读英语一样轻松，使得你可以专注在如何解决问题而不是去弄明白语言本身。同时Python的说明文档非常简单，有助于学习和使用Python语言。

（2）面向对象。

面向对象的特点是Python与生俱来的。然而，Python不单纯是一门面向对象的语言，它的编程方式既可以是面向对象的也可以是面向过程的。其中，采用“面向过程”的编程方式，程序是由可重用代码的函数或过程组合而成。采用“面向对象”的编程方式，程序是由对象构建起来的，而对象又是由数据和功能组合而成。Python还融合了像Lisp和Haskell的一些函数语言的特点。

（3）可扩展性。

Python具有可扩展性，可以用C语言或者C++来编写部分程序从而使得某些关键代码运行速度更快或者使得某些重要算法不被公开，再把这部分程序放在Python中使用。Python语言的类库不仅强大而且十分丰富，可以轻松地联结使用其他语言（尤其是C语言或C++语言）制作的各类模块，Python的功能得以扩展。

（4）丰富的库。

Python拥有庞大的标准库，它可以用来处理正则表达式、线程、文档生成、单元测试、网页浏览器、FTP、数据库、WAV 文件、XML、HTML、GUI、电子邮件和其他与系统相关的操作。除了标准库外，还有如Python图像库、wxPython和Twisted等许多高质量的库。

（5）其他特点。

除以上4个主要优点之外，Python语言的优点还包括：免费开源、代码规范和可移植性强等。由于Python是解释型语言，相比而言它的运行速度显得较慢，但随着硬件性能的不断提升，这个问题将不再是问题，这也是Python语言的缺点所在。

3  Python的主要应用领域

Python虽然算作一门新兴的语言，但是它的应用前景广泛不容小觑。Python应用于诸多领域：解决商业问题、编写游戏、创建Web应用程序以及供各类公司开发内部工具等。

（1）Web应用开发。

Python语言跨平台和开源的特性，使得其在Web应用程序[2]开发中有很大优势。基于Python语言开发的Web框架非常多，其中以Flask和Django最为典型。Flask是一个使用Python编写的轻量级 Web 应用框架，用户可以主动选择实现方式以实现更多灵活、简单且细致的定制;Django[3]是一个使用Python编写的基于MVC构造的开放源代码的Web应用框架，它注重代码的复用，能够既简便又快速的设计数据库驱动的网站，Django的第三方插件不仅多而且功能强大，我们还可以开发自己的工具包也是非常的方便。

（2）网络爬虫。

网络爬虫即通过自动化程序对网络资源进行有针对性的数据采集和处理。爬虫[4]主要包括通用爬虫和聚焦爬虫两种。通用爬虫就是指传统的通用搜索引擎，提供按照关键字进行的搜索，无法实现针对具体语义信息提出的查询，类似于无差别的收集并存储数据;聚焦爬虫是面向主题的爬虫，是对某些特定类别的数据进行爬取，利用网页分析算法筛选出与主题不相关的信息，将相关信息保留同时放入URL池等待被抓取，接下来，采取一定的搜索策略在URL池中选择URL等待下一步的抓取，重复上述过程，直到完成需求时停止。

（3）数据分析。

随着SciPy，NumPy，Matplotlib等程序库的开发和完善，Python在科学计算和数据分析领域应用越来越广泛。鉴于用C语言设计的底层算法模式较为固定，因此对其进行封装后用Python进行调用，既方便又灵活，可以针对数据分析与统计的需求灵活的使用。Python不仅支持各种数学运算，还可以绘制高质量的2D和3D图像，与科学计算领域最流行的软件Matlab相比，Python处理的文件和数据类型更多，比Matlab的应用范围更广泛。

（4）人工智能。

在人工智能领域，Python同样占据一定的市场。人工智能需要的是即时性，Python的SimpleAI、pyDatalog、EasyAI和AIMA等AI库提供了强大支持。Python还提供了许多机器学习库，其中有PyBrain、PyML、scikit-learn和MDP-Toolkit 等。Python简单易学的语法，优质的文档，可扩展和可移植的特性，都使得Python语言当之无愧的作为人工智能的首要选择。像Facebook的PyTorch和Google的TensorFlow等当下最流行的神经网络框架就是采用了Python语言。

（5）其他领域。

除了上面4个主要的应用领域之外，Python还可以应对众多方向的技术编程[5]，Python中都有相应的库来提供支持。应用前景也非常广泛的领域包括常规软件开发、自动化运维、云计算等。其中，常规软件开发：由于Python支持函数式面向过程和OOP面向对象的编程，可以承担众多种类软件的开发工作，因此编写脚本、网络编程和常规软件的开发等都属于基本能力。自动化运维：在自动化运维方面Python已经深入人心，成为运维工程师首选的编程语言，比如Ansible和Saltstack都是十分流行的自动化平台。云计算：Python的强大之处在于其灵活性和模块化，云计算平台的IasS服务的OpenStack就是基于Python构建的，而云计算的其他服务也都是基于IasS服务之上的。

4  结语

Python 语言基于其自身独特的优点，在众多领域的应用都非常广泛，是一门当之无愧的全栈语言。我们对Python程序设计语言首先要有一个全面、清楚的认识，了解它的具体特征和应用，从而才能够更好的运用Python语言。在未来发展中，Python语言会继续发挥它的优势，来推进信息时代的持续发展。

参考文献

[1] 康计良.Python语言的可视化编程环境的设计与实现[D].西安电子科技大学，2012.

[2] 蔡敏.Python语言的Web开发应用分析[J].无线互联科技，2019，16（4）：27-28.

[3] 王常衡，李嘉伟，罗钦，等.浅析Python语言及其应用前景[J].计算机产品与流通，2019（4）：146.

[4] 张誉曜，陈媛媛.基于Python下的爬虫综述及应用[J].中国新通信，2019（6）：98.

[5] 王聪颖.基于Python的自动化测试框架的分析与设计[D].北京邮电大学，2017.