Python探索之旅 | 第一部分第一课：Python是什么？

frogoscar

墨衍会员 · AI 创作全网分发码龄16年

关注

原创 2020-06-27 22:03:04 627 阅读 AI 写同款· GEO 优化 ›

作者谢恩铭，公众号「程序员联盟」（微信号：coderhub）。
转载请注明出处。
原文：https://www.jianshu.com/p/2b63eb1c1613

《Python探索之旅》全系列

内容简介

前言
什么是编程语言
Python 是什么
总结
第一部分第二课预告

1. 前言

如果你决定学习这个系列课程，那我替你感到高兴！

因为我坚信：学一点 Python，以及围绕 Python 展开的 Web 开发、数据分析和人工智能，等等知识，对于程序员特别是这个时代的程序员来说是非常有好处的。
当然，我不是培训机构，我不会告诉你 Python 无所不能，不学 Python 就“错过一个亿”，等等。

最近几年，Python、人工智能、数据分析，等等占据了各大媒体的头版头条，可以算是最热门的几个词汇了。有很多人开始以人工智能创业，不少公司也以高薪聘请人工智能方面的专业人士。但是供需不平衡，目前人工智能方面的人才还很稀缺，专家更是寥寥。

之前我写过一篇文章：《最近迫切应学的编程语言》，说的就是 Python 语言。

现在，Python 在我国也越来越受重视，很多 Python 相关的职位薪资也不错，Python 还被编写进了中小学乃至幼儿园的编程书籍。Python 目前在编程语言排行榜（如 TIOBE 排行榜）中也位列前三。

这个系列教程首先会带大家学习 Python 这门有趣的语言，入门 Python 的面向对象编程。之后会学习 Python 可以做的不同事情，例如 Python 的著名库（Numpy，Pandas，Matplotlib，等等）。再到数据分析、Web 开发、人工智能的不同内容。会讲到 Python 的更多框架，例如 Django 和 Flask 等 Web 框架；人工智能的一些热门框架（比如 TensorFlow，PyTorch，等等），再用这些框架来开发一些有趣的应用。Python 在爬虫领域的使用也会涉及。

如果你已经有一定编程经验，学过编程语言，那学习这个系列课程会很轻松。如果你是还没入门编程的新人，那也无妨，因为这个系列教程就和我的大多数教程一样，都是适合零基础入门的。

Python 相对容易入门（当然，要精通也有难度），相比于 C 语言、C++ 和 Java 的入门，要轻松不少。

我之前写过一篇文章：《第一门编程语言选什么好》，里面讲了可以从 C 语言或 Python 入门编程。当然了，也有不少人推荐从 Java 入门，也是不错的选择。

如果你想学习 C语言，可以看我的很受欢迎的免费系列教程《C语言探索之旅》。我的其他系列教程请大家在我的账号中搜索~

在这第一课中，我会首先带大家了解一下 Python 这门语言。我们首先会解释一下什么是编程语言，然后我们会回顾一下 Python 的历史（Python 还是有点“年纪”的），并讲解 Python 可以做什么。

好了，坐好扶稳，我们要发车了~

2. 什么是编程语言

人类的交流

放心，我们不会讨论生物学和哲学的理论，所以请不要离开！

人类的交流是比较容易理解的。你目前正在看我的文章，可以看到很多中文字。

你可以看懂我在写什么，那是因为我们在语言和书写方面都遵守了某些约定。在中文（或英语、法语，乃至其他语言）中，有语法和拼写规则。通过有意识地了解这些规则，并根据情况或多或少地善用这些规则，人与人就可以进行交流了。

然而，这些语法和拼写规则，也是很容易规避的：没有人可以说自己记住了某种人类语言的所用语法和拼写的规则。而且，也很少有人特别在意。毕竟，即使你犯了错误，与你交流的人也可以理解你。

如果我们看到的一篇文章里有几个错别字，并不会妨碍我们理解文章的意思。如果有老外用中文和我们交流，即使他们的中文语法不是很标准，发音有点失准，也不妨碍我们理解彼此。

人与电脑的交流，和人与人之间的交流是不一样的。是的，电脑也可以交流。

你的电脑也会交流

是的，你的计算机（computer，也被称为“电脑”）会与你交流，并且你也会与之交流。

虽然，你的计算机应该不会告诉你“我饿了”，“冬天很冷”，“你刚才播放的电影是部欢乐的喜剧”，等等。

但其实，你和计算机之间的交流也并没有什么特别神秘的东西。当你双击浏览器的应用图标时，它会被打开。当你点击浏览器应用的左上角或右上角的红叉时，浏览器就知道要被关闭了。

机器语言

我们人类交流最常用的还是语言（Language），比如我们中国人就用中文，国际上用得比较多的语言是英语，也有用西班牙语和法语的，等等。

实际上，你的电脑不管是跟你交流还是自己与自己“对话”，都是基于一门特别的语言：机器语言（Machine Language）。

你也许会说：“好吧，人说人话，机器说机器话。那什么是机器语言呢？”

计算机可以执行的基本操作是非常基础的，包括两个数字的加法，减法，乘法，除法，整数与否。但是，这五项操作却是最复杂的仿真软件或超大型游戏的底层机制。

所有这些软件的工作方式基本相同：

用机器语言编写的一系列指令组成程序；
在程序的执行过程中，这些指令向计算机描述了它应该要做什么（计算机是很“憨”的，可不会猜测）。

一系列指令？这又是什么意思呢？

例如，如果你单击浏览器的右上角或左上角的红叉，就可以要求浏览器程序关闭。但是，就机器语言而言，仅此一项操作就需要大量机器语言的指令。

你可以想象，用机器语言（也就是二进制语言。二进制语言仅包含 0 和 1）与计算机（计算机只能理解二进制）交谈，既不丰富，也不是非常实用，在任何情况下都不是很有趣。

例如，1000100110111101101110001101011100110111101110101011001 也许可以表示“你好”（当然了，这只是假设。我并不知道这一长串二进制码表示什么）。简而言之，与计算机进行二进制聊天是非常累人的（至少对于我们人类来说）。

为此，我们发明了编程语言，来简化与计算机的通信。

编程语言

编程语言（Programming Language）是我们人类更容易理解的语言。编程语言和机器语言的机制是类似的，却更易于被人类理解。

但是，为了让机器能够理解，还是必须将编程语言写的程序先翻译成 0 和 1 的二进制语言（也就是机器语言）。如下图：

大体来说，程序员“只需要”用所选择的编程语言编写代码行，后面的步骤一般不需要特别操心，你选择的编程语言的某些软件和操作系统自会处理。

目前来说，还没有必要对这些比较复杂的机制进行更多的解释。如果你未能理解上面所说的词汇和所有的解释，对后续课程的学习也并不会有什么妨碍。但是我觉得给出一些与计算机进行通信的方式的细节是很有趣的。

3. Python 是什么

编程语言种类繁多，Python 也是一门编程语言。

Python 就相对比较接近人类的自然语言。比 Java，C语言和汇编语言，离机器语言更远：

这也是 Python 相对容易入门的一大原因。

Python 被称为“小白首选高级语言，老鸟必备第二语言”，是一种通用（general-purpose）语言，这意味着它可以用于构建几乎所有东西！

Python 非常适合用于 Web 后端开发、数据分析、人工智能和科学计算。许多开发人员还使用 Python 构建生产力工具，游戏和桌面应用程序。

例如：

Instagram 是用 Python 构建的。YouTube 也是。
Python 是 Google（谷歌）工程师使用的三种官方语言之一（另外两种是 Java 和 C++）。
Netflix 使用 Python 在服务器端支持其数据分析。
Dropbox 的桌面客户端使用了 Python。
国内的知乎、豆瓣、果壳等网站最早是用 Python 写的。美团、字节跳动等公司，也大量使用了 Python。

对于数据科学（Data Science），由于有许多可用的库，Python 经常被用于数据操作和可视化。

Python 这门编程语言还算比较年轻，第一个版本是 1991 年发布的。相比于 1972 年发布的 C 语言，算是“小伙子”了。

也许有不少人认为 Java 比 Python “年纪更大”（主要因为在我们中国，Java 比 Python 更早普及。一开始 Python 也没有得到太多重视），其实 Python 比 Java 更早出现，Java 是 1995 年由著名的 Sun 公司（已被 Oracle 收购）发布的。

Python 的作者是荷兰人，叫 Guido van Rossum（吉多·范罗苏姆。外号“龟叔”）。见下图：

可以看到，Python 之父的发量还是很多的。

而最复杂的编程语言（之一。其实我并不太想加这个“之一”）的 C++ 语言的发明人 Bjarne Stroustrup（本贾尼·斯特劳斯特卢普）的发量就有点尴尬了，见下图：

所以说，“C++ 之难，难于上青天”，此话不假。

当然了，这是玩笑话。编程语言的发明人的发量并不能作为语言难易程度的衡量标准。

Python 诞生的小历史

1989 年，在一个寒冷的夜里，来自荷兰的开发者 Guido van Rossum 感到很无聊。他正在寻找一种在圣诞节打发时间的方法，因为他的公司在圣诞节期间不开门。

当人们正在准备圣诞节，布置圣诞树时，他却用自己的电脑（苹果的 Mac 电脑）发明了一种语言（严格地说，是开始用 C语言来编写 Python 的编译器）。作为喜剧团体 Monty Python 的忠实拥护者，他将这门新的编程语言命名为 Python。这也是为什么 Python 开发人员大多“具有幽默感”（参看 Python 官网的 https://www.python.org/doc/humor “幽默”栏目）并乐于在他们的代码中放置一些小玩笑的原因。

2001 年，Python 的非营利组织 Python Software Foundation（Python 软件基金会）成立了。

Python 的官网是 https://www.python.org 。

Python 在英语中是“巨蟒”的意思，因此 Python 的 logo 使用了“蠢萌”的大蟒蛇，尽管它的命名与蟒蛇并没有什么关系。