Python: что это за язык программирования и для чего он нужен

Python — это язык программирования, имеющий динамическую типизацию, широко применяемый в таких сферах разработки, как создание веб-приложений и проектирование моделей машинного обучения. Python приобрел всеобщее признание в мире программирования благодаря относительно простому синтаксису, читабельности и универсальности применения. Он совместим с объектно-ориентированной, процедурной и функциональной парадигмами программирования.  

Зачем нужен язык Python

Давайте рассмотрим основные сферы использования этого языка.  

• Разработка веб-приложений. Python стал базой при создании многих известных платформ, социальных сетей и стриминговых сервисов. На ней часто пишут крупные масштабируемые веб-проекты. Python также активно применяется в бэкенде, управлении базами данных, проектах с открытым исходным кодом и разработках API. Отличительной особенностью этого языка является то, что он дает возможность кодеру писать веб-приложения на стороне сервера. Целый ряд опытных кодеров выбирают Python, не в последнюю очередь, потому на нем легче реализовывать сложные серверные функции. 
• Data Science и Machine Learning. Язык Python давно завоевал признание среди специалистов, занимающихся анализом данных и разработкой моделей машинного обучения. Благодаря таким библиотекам, как NumPy, pandas, Scikit-learn, TensorFlow и PyTorch, можно делать максимально точные прогнозы и создавать новые алгоритмы. Используя библиотеку Python ML можно классифицировать изображения, тексты, интернет-трафик, выполнять распознавание лиц и речи. 
• Разработка и автоматизация программного обеспечения. Python очень часто применяется для написания скриптов автоматизации: например, для обработки файлов и парсинга сайтов. Еще одна сфера использования этого языка: разработка и тестирования прототипов приложений и игр.  

Как уже упоминалось, Python относительно легкий для новичков. Поэтому именно на нем часто останавливают свой выбор начинающие программисты. У него не очень сложный синтаксис и интуитивно понятная структура кода. 

История разработки

Язык Python разработал в 1991 году нидерландский ученый и программист Гвидо ван Россум. Поначалу это была просто идея, которой разработчик увлекся в свободное время на зимних каникулах. Название нового языка возникло из известного британского телешоу «Летающий цирк Монти Пайтона». Свой язык программирования Гвидо так и назвал в честь комик-труппы Python (в переводе с английского — питон).

Первый релиз Python 0.9.0 представили мировому IT-сообществу уже через два месяца после того, как автор приступил к созданию синтаксиса — в феврале 1991 года. Несмотря на то, что в самом начале 90-х интернет находился в зачаточном состоянии, новинка получила признание других программистов и довольно широкое на то время применение. Уже через три года после релиза первой версии, у Питона появилось своё сообщество во всемирной паутине — группа comp.lang.python. Позднее она стала основным форумом поддержки языка. 

Премьерный релиз был довольно прост: в нем присутствовали классы с наследованием, обработка исключений, функции и основные типы данных. Стабильную версию 1.0 дополнили обработкой списков данных. В синтаксисе появились систематизация, фильтрация, сокращения и сопоставления. 

Спустя еще 6 лет, в октябре 2000 года, на суд публики представили Python 2.0.  Язык стал более универсальным за счет появления функции списковых включений. Нечто похожее уже было в синтаксисе SETL и Haskell. Создатели Пайтона позаимствовали ее из функционала этих двух языков. 

Следующая версия языка появилась в 2008 году. Python 3.0 запомнился несколькими улучшениями, самым значительным из которых стало уменьшение дублирующих функций и ускоренное время выполнения. 

В 2001 году возникла общественная организация Python Software Foundation. Она занимается развитием и усовершенствованием языка, проведением тематических мероприятий, работой над расширением функционала. 

В чем преимущества Python: синтаксис и структуры данных

Если постараться кратко изложить основные преимущества языка программирования Python, то в этот перечень войдет: 

• Простой читабельный синтаксис. Поскольку Python очень похож на обычный человеческий язык, что заметно облегчает его изучение неподготовленными людьми.
• Большое количество библиотек и фреймворков. Приступив к работе с кодом, вас приятно удивит широкий набор инструментов, совместимых с Python. Они заметно ускоряют работу программиста.
• Совместимость с другими платформами. Python позволяет работать не только на Windows, но и на macOS и Linux. Благодаря этому свойству язык можно назвать универсальным кроссплатформенным инструментом для разработки.
• Многочисленное сообщество. Популярность Python во всем мире очевидна. На нем пишут код более 10 миллионов программистов в самых разных странах. Наличие большого количества форумов и интернет-сообществ позволит новичку получить ответы на любые интересующие его вопросы, связанные с кодом или проблемами в работе.
• Поддержка нескольких парадигмов программирования. Это улучшает применение разных подходов и методов в решении задач. 

Недостатки Python: есть ли они? 

Ни один язык программирования нельзя назвать совершенным. Недостатки и недоработки можно найти практически в любом из них. Не исключение здесь и наш Python. Но, стоит заметить, в нем намного меньше проблем, чем в большинстве аналогов. Итак, недостатки Пайтона: 

• Скорость выполнения. Считается, что Python уступает в скорости выполнения языкам C, С++ и даже Java. Хотя этот недостаток с лихвой компенсируется простотой Пайтона, нельзя возразить, что он чуть медленнее по сравнению с компилируемыми языками.
• Использование памяти. Python занимает больше памяти, чем многие другие языки. Если у вас ограничены ресурсы, это может стать проблемой.
• Не самая лучшая многозадачность. Хотя Пайтон поддерживает многопоточность, многозадачная обработка данных у него не на высоте, даже на многоядерных устройствах.
• Плохо подходит для мобильной разработки. Python не очень часто выбирают как основу для мобильных приложений. В этой сфере долгие годы господствуют Swift, Kotlin и Java.

Сравнение Python с Java и C: кто выиграет?

Чтобы получить представление о том, что лучше: Python или его извечный конкуренты Java и C, давайте сравним все три языка. Вероятно, вы уже знаете, что Python более краток и лаконичен. Java же, напротив, требует куда больше кода для создания классов и, в целом, у Джавы более сложный синтаксис при работе с вводом и выводом. Что касается C, то среди этой троицы он самый сложный и требует от программиста максимальной внимательности к деталям. Например, в C нужно явно управлять памятью (через malloc и free). Это увеличивает риск возникновения ошибок. 

Python не нуждается в явном указании типов переменных. Например, он самостоятельно определяет тип переменной как список. А вот в Java вам понадобится явно указывать тип данных. А это сделает код немного более громоздким.

Управление памятью в Python полностью автоматизировано. Встроенный сборщик мусора сам освобождает память, когда объекты больше не используются. Нечто подобное существует и в Java. Но вот в языке C все наоборот: там программисты самостоятельно управляют памятью. Это улучшает контроль, но увеличивает вероятность утечек памяти и ошибок. 

У Python имеются встроенные функции, такие как sum(), благодаря которым можно выполнять операции с небольшими усилиями. В Java для этого вам придется использовать циклы или сторонние библиотеки. 

Python довольно медленный. Java чуть быстрее, но все равно оба этих языка заметно уступают C, который сразу компилируется в машинный код, что делает его чрезвычайно быстрым и эффективным. Это одна из главных причин, почему C применяется в разработке операционных систем. 

Python — это интерпретируемый язык, что добавляет ему плюс в карму как при запуске, так и при тестировании кода. В противовес этому, Java нуждается в предварительной компиляции перед выполнением. А это чаще всего приводит к замедлению процесс разработки.

Заключение

Python — это широко используемый язык программирования, который характеризуется своей простотой и универсальностью использования. Несмотря на определенные ограничения, его очевидные преимущества делают его великолепным выбором как для новичков, так и для опытных специалистов. Если в первом случае Пайтон привлекает простотой своего синтаксиса, но во втором — он станет лучшим выбором при разработке систем машинного обучения и автоматизации вычисления. Если вас интересует обучение программированию, Python подходит на 100%.