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一門編程語言的發展史-----python!(人生苦短,我用python)

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本文作者:Vamei “好吧,我承認Python不錯,但它為什麽叫Python呢?” “呃,似乎是一個電視劇的名字。” “那你說的Guido是美國人麽?” “他從Google換到Dropbox工作,但他的名字像是荷蘭人的。” “你確定你很熟悉Python嗎?” 起源: Python的作者,Guido van Rossum,確實是荷蘭人。1982年,Guido從阿姆斯特丹大學獲得了數學和計算機碩士學位。然而,盡管他算得上是一位數學家,但他更加享受計算機帶來的樂趣。用他的話說,盡管擁有數學和計算機雙料資質,他總趨向於做計算機相關的工作,並熱衷於做任何和編程相關的活兒。 在那個時候,Guido接觸並使用過諸如Pascal、C、 Fortran等語言。這些語言的基本設計原則是讓機器能更快運行。在80年代,雖然IBM和蘋果已經掀起了個人電腦浪潮,但這些個人電腦的配置很低。比如早期的Macintosh,只有8MHz的CPU主頻和128KB的RAM,一個大的數組就能占滿內存。當時所有編譯器的核心是做優化,以便讓程序能夠運行。為了增進效率,編程語言也迫使程序員像計算機一樣思考,以便能寫出更符合機器口味的代碼。在那個時代,程序員恨不得用手榨取計算機每一寸的能力。有人甚至認為C語言的指針是在浪費內存。至於動態類型,內存自動管理,面向對象…… 別想了,那會癱瘓你的電腦。 這種編程方式讓Guido感到苦惱。Guido知道如何用C語言寫出一個功能,但整個編寫過程需要耗費大量的時間,即使他已經準確的知道了如何實現。他的另一個選擇是shell。Bourne Shell作為UNIX系統的解釋器已經長期存在。UNIX的管理員們常常用shell去寫一些簡單的腳本,以進行一些系統維護的工作,比如定期備份、文件系統管理等等。shell可以像膠水一樣,將UNIX下的許多功能連接在一起。許多C語言下上百行的程序,在shell下只用幾行就可以完成。然而,shell的本質是調用命令。它並不是一個真正的語言。比如說,shell沒有數值型的數據類型,加法運算都很復雜。總之,shell不能全面的調動計算機的功能。 Guido希望有一種語言,這種語言能夠像C語言那樣,能夠全面調用計算機的功能接口,又可以像shell那樣,可以輕松的編程。ABC語言讓Guido看到希望。ABC是由荷蘭的數學和計算機研究所開發的。Guido在該研究所工作,並參與到ABC語言的開發。ABC語言以教學為目的。與當時的大部分語言不同,ABC語言的目標是“讓用戶感覺更好”。ABC語言希望讓語言變得容易閱讀,容易使用,容易記憶,容易學習,並以此來激發人們學習編程的興趣。比如下面是一段來自Wikipedia的ABC程序,這個程序用於統計文本中出現的詞的總數: HOW TO RETURN words document: PUT {} IN collection FOR line IN document: FOR word IN split line: IF word not.in collection: INSERT word IN collection RETURN collection HOW TO用於定義一個函數。一個Python程序員應該很容易理解這段程序。ABC語言使用冒號和縮進來表示程序塊。行尾沒有分號。for和if結構中也沒有括號()。賦值采用的是PUT,而不是更常見的等號。這些改動讓ABC程序讀起來像一段文字。 盡管已經具備了良好的可讀性和易用性,ABC語言最終沒有流行起來。在當時,ABC語言編譯器需要比較高配置的電腦才能運行。而這些電腦的使用者通常精通計算機,他們更多考慮程序的效率,而非它的學習難度。除了硬件上的困難外,ABC語言的設計也存在一些致命的問題: 可拓展性差。ABC語言不是模塊化語言。如果想在ABC語言中增加功能,比如對圖形化的支持,就必須改動很多地方。 不能直接進行IO。ABC語言不能直接操作文件系統。盡管你可以通過諸如文本流的方式導入數據,但ABC無法直接讀寫文件。輸入輸出的困難對於計算機語言來說是致命的。你能想像一個打不開車門的跑車麽? 過度革新。ABC用自然語言的方式來表達程序的意義,比如上面程序中的HOW TO 。然而對於程序員來說,他們更習慣用function或者define來定義一個函數。同樣,程序員更習慣用等號來分配變量。盡管ABC語言很特別,但學習難度也很大。 傳播困難。ABC編譯器很大,必須被保存在磁帶上。當時Guido在訪問的時候,就必須有一個大磁帶來給別人安裝ABC編譯器。 這樣,ABC語言就很難快速傳播。 1989年,為了打發聖誕節假期,Guido開始寫Python語言的編譯器。Python這個名字,來自Guido所摯愛的電視劇Monty Python‘s Flying Circus。他希望這個新的叫做Python的語言,能符合他的理想:創造一種C和shell之間,功能全面,易學易用,可拓展的語言。Guido作為一個語言設計愛好者,已經有過設計語言的嘗試。這一次,也不過是一次純粹的hacking行為。 一門語言的誕生: 1991年,第一個Python編譯器誕生。它是用C語言實現的,並能夠調用C語言的庫文件。從一出生,Python已經具有了:類,函數,異常處理,包含表和詞典在內的核心數據類型,以及模塊為基礎的拓展系統。 Python語法很多來自C,但又受到ABC語言的強烈影響。來自ABC語言的一些規定直到今天還富有爭議,比如強制縮進。但這些語法規定讓Python容易讀。另一方面,Python聰明的選擇服從一些慣例,特別是C語言的慣例,比如回歸等號賦值。Guido認為,如果“常識”上確立的東西,沒有必要過度糾結。 Python從一開始就特別在意可拓展性。Python可以在多個層次上拓展。從高層上,你可以直接引入.py文件。在底層,你可以引用C語言的庫。Python程序員可以快速的使用Python寫.py文件作為拓展模塊。但當性能是考慮的重要因素時,Python程序員可以深入底層,寫C程序,編譯為.so文件引入到Python中使用。Python就好像是使用鋼構建房一樣,先規定好大的框架。而程序員可以在此框架下相當自由的拓展或更改。 最初的Python完全由Guido本人開發。Python得到Guido同事的歡迎。他們迅速的反饋使用意見,並參與到Python的改進。Guido和一些同事構成Python的核心團隊。他們將自己大部分的業余時間用於hack Python。隨後,Python拓展到研究所之外。Python將許多機器層面上的細節隱藏,交給編譯器處理,並凸顯出邏輯層面的編程思考。Python程序員可以花更多的時間用於思考程序的邏輯,而不是具體的實現細節。這一特征吸引了廣大的程序員。Python開始流行。 時勢造英雄: 我們不得不暫停我們的Python時間,轉而看一看瞬息萬變的計算機行業。1990年代初,個人計算機開始進入普通家庭。Intel發布了486處理器,windows發布window 3.0開始的一系列視窗系統。計算機的性能大大提高。程序員開始關註計算機的易用性 ,比如圖形化界面。 由於計算機性能的提高,軟件的世界也開始隨之改變。硬件足以滿足許多個人電腦的需要。硬件廠商甚至渴望高需求軟件的出現,以帶動硬件的更新換代。C++和Java相繼流行。C++和Java提供了面向對象的編程範式,以及豐富的對象庫。在犧牲了一定的性能的代價下,C++和Java大大提高了程序的產量。語言的易用性被提到一個新的高度。我們還記得,ABC失敗的一個重要原因是硬件的性能限制。從這方面說,Python要比ABC幸運許多。 另一個悄然發生的改變是Internet。1990年代還是個人電腦的時代,windows和Intel挾PC以令天下,盛極一時。盡管Internet為主體的信息革命尚未到來,但許多程序員以及資深計算機用戶已經在頻繁使用Internet進行交流,比如使用email和newsgroup。Internet讓信息交流成本大大下降。一種新的軟件開發模式開始流行:開源。程序員利用業余時間進行軟件開發,並開放源代碼。1991年,Linus在comp.os.minix新聞組上發布了Linux內核源代碼,吸引大批hacker的加入。Linux和GNU相互合作,最終構成了一個充滿活力的開源平臺。 硬件性能不是瓶頸,Python又容易使用,所以許多人開始轉向Python。Guido維護了一個maillist,Python用戶就通過郵件進行交流。Python用戶來自許多領域,有不同的背景,對Python也有不同的需求。Python相當的開放,又容易拓展,所以當用戶不滿足於現有功能,很容易對Python進行拓展或改造。隨後,這些用戶將改動發給Guido,並由Guido決定是否將新的特征加入到Python或者標準庫中。如果代碼能被納入Python自身或者標準庫,這將極大的榮譽。由於Guido至高無上的決定權,他因此被稱為“終身的仁慈獨裁者”。 Python被稱為“Battery Included”,是說它以及其標準庫的功能強大。這些是整個社區的貢獻。Python的開發者來自不同領域,他們將不同領域的優點帶給Python。比如Python標準庫中的正則表達是參考Perl,而lambda, map, filter, reduce等函數參考了Lisp。Python本身的一些功能以及大部分的標準庫來自於社區。Python的社區不斷擴大,進而擁有了自己的newsgroup,網站,以及基金。從Python 2.0開始,Python也從maillist的開發方式,轉為完全開源的開發方式。社區氣氛已經形成,工作被整個社區分擔,Python也獲得了更加高速的發展。 到今天,Python的框架已經確立。Python語言以對象為核心組織代碼,支持多種編程範式,采用動態類型,自動進行內存回收。Python支持解釋運行,並能調用C庫進行拓展。Python有強大的標準庫。由於標準庫的體系已經穩定,所以Python的生態系統開始拓展到第三方包。這些包,如Django、web.py、wxpython、numpy、matplotlib、PIL,將Python升級成了物種豐富的熱帶雨林。 啟示錄: Python崇尚優美、清晰、簡單,是一個優秀並廣泛使用的語言。Python在TIOBE排行榜中排行第八,它是Google的第三大開發語言,Dropbox的基礎語言,豆瓣的服務器語言。Python的發展史可以作為一個代表,帶給我許多啟示。 在Python的開發過程中,社區起到了重要的作用。Guido自認為自己不是全能型的程序員,所以他只負責制訂框架。如果問題太復雜,他會選擇繞過去,也就是cut the corner。這些問題最終由社區中的其他人解決。社區中的人才是異常豐富的,就連創建網站,籌集基金這樣與開發稍遠的事情,也有人樂意於處理。如今的項目開發越來越復雜,越來越龐大,合作以及開放的心態成為項目最終成功的關鍵。 Python從其他語言中學到了很多,無論是已經進入歷史的ABC,還是依然在使用的C和Perl,以及許多沒有列出的其他語言。可以說,Python的成功代表了它所有借鑒的語言的成功。同樣,Ruby借鑒了Python,它的成功也代表了Python某些方面的成功。每個語言都是混合體,都有它優秀的地方,但也有各種各樣的缺陷。同時,一個語言“好與不好”的評判,往往受制於平臺、硬件、時代等等外部原因。程序員經歷過許多語言之爭。其實,以開放的心態來接受各個語言,說不定哪一天,程序員也可以如Guido那樣,混合出自己的語言。

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