【基礎教程】Python能幹什麼,Python的應用領域

Python 作爲一種功能強大的編程語言,因其簡單易學而受到很多開發者的青睞。那麼,Python 的應用領域有哪些呢?

Python 的應用領域非常廣泛,幾乎所有大中型互聯網企業都在使用 Python 完成各種各樣的任務,例如國外的 Google、Youtube、Dropbox,國內的百度、新浪、搜狐、騰訊、阿里、網易、淘寶、知乎、豆瓣、汽車之家、美團等等。

概括起來,Python 的應用領域主要有如下幾個。
Web應用開發
Python 經常被用於 Web 開發,儘管目前 PHP、JS 依然是 Web 開發的主流語言,但 Python 上升勢頭更勁。尤其隨着 Python 的 Web 開發框架逐漸成熟(比如 Django、flask、TurboGears、web2py 等等),程序員可以更輕鬆地開發和管理複雜的 Web 程序。

例如,通過 mod_wsgi 模塊,Apache 可以運行用 Python 編寫的 Web 程序。Python 定義了 WSGI 標準應用接口來協調 HTTP 服務器與基於 Python 的 Web 程序之間的通信。

舉個最直觀的例子,全球最大的搜索引擎 Google,在其網絡搜索系統中就廣泛使用 Python 語言。另外,我們經常訪問的集電影、讀書、音樂於一體的豆瓣網(如圖 1 所示),也是使用 Python 實現的。

用 Python 實現的豆瓣網

不僅如此,全球最大的視頻網站 Youtube 以及 Dropbox(一款網絡文件同步工具)也都是用 Python 開發的。
自動化運維
很多操作系統中,Python 是標準的系統組件,大多數 Linux 發行版以及 NetBSD、OpenBSD 和 Mac OS X 都集成了 Python,可以在終端下直接運行 Python。

有一些 Linux 發行版的安裝器使用 Python 語言編寫,例如 Ubuntu 的 Ubiquity 安裝器、Red Hat Linux 和 Fedora 的 Anaconda 安裝器等等。

另外,Python 標準庫中包含了多個可用來調用操作系統功能的庫。例如,通過 pywin32 這個軟件包,我們能訪問 Windows 的 COM 服務以及其他 Windows API;使用 IronPython,我們能夠直接調用 .Net Framework。

通常情況下,Python 編寫的系統管理腳本,無論是可讀性,還是性能、代碼重用度以及擴展性方面,都優於普通的 shell 腳本。
人工智能領域
人工智能是項目非常火的一個研究方向,如果要評選當前最熱、工資最高的 IT 職位,那麼人工智能領域的工程師最有話語權。而 Python 在人工智能領域內的機器學習、神經網絡、深度學習等方面,都是主流的編程語言。

可以這麼說,基於大數據分析和深度學習發展而來的人工智能,其本質上已經無法離開 Python 的支持了,原因至少有以下幾點:
目前世界上優秀的人工智能學習框架,比如 Google 的 TransorFlow(神經網絡框架)、FaceBook 的 PyTorch(神經網絡框架)以及開源社區的 Karas 神經網絡庫等,都是用 Python 實現的;
微軟的 CNTK(認知工具包)也完全支持 Python,並且該公司開發的 VS Code,也已經把 Python 作爲第一級語言進行支持。
Python 擅長進行科學計算和數據分析,支持各種數學運算,可以繪製出更高質量的 2D 和 3D 圖像。
VS Code 是微軟推出的一款代碼編輯工具(IDE),有關它的下載、安裝和使用,後續章節會做詳細介紹。

總之,AI 時代的來臨,使得 Python 從衆多編程語言中脫穎而出,Python 作爲 AI 時代頭牌語言的位置,基本無人可撼動!
網路爬蟲
Python 語言很早就用來編寫網絡爬蟲。Google 等搜索引擎公司大量地使用 Python 語言編寫網絡爬蟲。

從技術層面上將,Python 提供有很多服務於編寫網絡爬蟲的工具,例如 urllib、Selenium 和 BeautifulSoup 等,還提供了一個網絡爬蟲框架 Scrapy。
科學計算
自 1997 年,NASA 就大量使用 Python 進行各種複雜的科學運算。

並且,和其它解釋型語言(如 shell、js、PHP)相比,Python 在數據分析、可視化方面有相當完善和優秀的庫,例如 NumPy、SciPy、Matplotlib、pandas 等,這可以滿足 Python 程序員編寫科學計算程序。
遊戲開發
很多遊戲使用 C++ 編寫圖形顯示等高性能模塊,而使用 Python 或 Lua 編寫遊戲的邏輯。和 Python 相比,Lua 的功能更簡單,體積更小;而 Python 則支持更多的特性和數據類型。

比如說,國際上指明的遊戲 Sid Meier's Civilization(文明,如圖 2 所示)就是使用 Python 實現的。


除此之外,Python 可以直接調用 Open GL 實現 3D 繪製,這是高性能遊戲引擎的技術基礎。事實上,有很多 Python 語言實現的遊戲引擎,例如 Pygame、Pyglet 以及 Cocos 2d 等。
 
以上也僅是介紹了 Python 應用領域的“冰山一角”,例如,還可以利用 Pygame  進行遊戲編程;用 PIL 和其他的一些工具進行圖像處理;用 PyRo 工具包進行機器人控制編程,等等。有興趣的讀者,可自行搜索資料進行詳細瞭解。

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