1.1 Python语言简介

Python是一种高级编程语言，以其简洁、易读的语法和强大的功能而闻名。以下是有关Python语言的一些重要信息。

1.1.1 Python的应用领域

Python是一种高级语言，它不能直接访问硬件，也不能编译为本地代码运行。此外，Python几乎可以做任何事情。下面是Python语言主要的应用领域。

（1）桌面应用开发。Python语言可以开发传统的桌面应用程序，Tkinter、PyQt、PySide、wxPython和PyGTK等Python库可以快速开发桌面应用程序。

（2）Web应用开发。Python也经常被用于Web开发。有很多网站是基于Python Web开发的，如豆瓣、知乎和Dropbox等。有很多成熟的Python Web框架，如Django、Flask、Tornado 、Bottle和web2py等，可以帮助开发人员快速开发Web应用。

（3）自动化运维。Python可以编写服务器运维自动化脚本。很多服务器采用Linux和UNIX系统，以前很多运维人员编写系统管理Shell脚本实现运维工作。而现在使用Python编写系统管理，在可读性、性能、代码可重用性、可扩展性等方面都优于普通Shell脚本。

（4）科学计算。Python语言广泛地应用于科学计算，NumPy、SciPy和Pandas是优秀的数值计算和科学计算库。

（5）数据可视化。Python语言也可以将复杂的数据通过图表展示出来，便于数据分析。Matplotlib库是优秀的可视化库。

（6）网络爬虫。Python语言很早就被用来编写网络爬虫。谷歌等搜索引擎公司大量地使用Python语言编写网络爬虫。Python语言有很多这方面的工具，如urllib、Selenium和BeautifulSoup等，还有网络爬虫框架Scrapy。

（7）人工智能。Python广泛应用于深度学习、机器学习和自然语言处理等方向。由于Python语言的动态特点，很多人工智能框架是采用Python语言实现的。

（8）大数据。大数据分析中涉及的分布式计算、数据可视化、数据库操作等，Python中都有成熟库可以完成这些工作。Hadoop和Spark都可以直接使用Python编写计算逻辑。

（9）游戏开发。Python可以直接调用Open GL实现3D绘制，这是高性能游戏引擎的技术基础。有很多Python语言实现的游戏引擎，如Pygame、Pyglet和Cocos2d等。

1.1.2 Python的特点

Python语言能够流行起来，并长久不衰，得益于它的很多特点，其特点如下。

（1）简单易学。Python的语法简单易懂，代码可读性高，非常适合初学者。它使你能够专注于解决问题，而不是过多关注语言本身。

（2）面向对象。与C++和Java相比，Python以一种非常强大又简单的方式实现面向对象编程。

（3）解释性。Python是解释执行的，即Python程序不需要编译成二进制代码，可以直接从源代码运行程序。在计算机内部，Python解释器把源代码转换为中间字节码形式，再把它解释为计算机使用的机器语言并执行。

（4）免费开源。Python是免费开放源代码软件。简单说，你可以阅读它的源代码、对它做改动、把它的一部分用于新的软件中。

（5）可移植性。Python解释器已经被移植在许多平台上，Python程序无需修改就可以在多个平台上运行。

（6）胶水语言。Python被称为胶水语言，所谓胶水语言是用来连接其他语言编写的软件组件或模块。Python能够称为胶水语言是因为标准版本Python是用C编译的，称为CPython。所以Python可以调用C语言，借助C接口，Python可以驱动所有已知的软件。

（7）丰富的库。Python标准库（官方提供的）种类繁多，它可以帮助处理各种工作，这些库不需要安装可以直接使用。除了标准库以外，还有许多高质量的库可以使用。

（8）规范的代码。Python采用强制缩进的方式使得代码具有极佳的可读性。

（9）支持函数式编程。虽然Python并不是一种单纯的函数式编程，但是也提供了函数式编程的支持，如函数类型、Lambda表达式、高阶函数和匿名函数等。

（10）动态类型。Python是动态类型语言，它不会检查数据类型，在变量声明时不需要指定数据类型。