㈠ python 在編程語言中是什麼地位為什麼很多大學不教 Python
Python是當下非常熱門的一種編程語言。熱門到什麼程度?我們首先看看最近流行的編程語言排行榜:
這是 TIOBE編程語言社區發布的2018年1月排行榜,Python已經超過C#躍居熱門編程語言的第四位。
那麼,Python為什麼會成長為如此熱門的語言呢?
首先,跟最近大熱的AI人工智慧和深度學習技術是分不開的。現在流行的AI人工智慧技術大部分都是用Python語言編寫的,這大大促進了的Python語言的發展。AI深度學習技術本身的特點決定了其不適合靜態編譯型語言,而Python語言被選作AI技術框架的基礎語言,更多的是源於Python的動態特性及其開發效率高等性能優勢。
說起來Ruby、Perl等與Python同屬動態語言,三者的運行效率相差並不大,而Python既可以寫網路又可以處理數據,所以Python當仁不讓的成為了AI技術的首選。
豆瓣的崛起是對Python語言性能的實例鑒證。豆瓣是最早使用Python作為語言的網站,其創始人用3個月時間使用基於Python的Quixote框架開發搭建了最初的豆瓣社區的框架。當時,PHP和JAVA是絕對的主流技術,但是想要用PHP或JAVA開發網站,需要自己動手處理大量的工作,單靠一個人在短時間內完成開發一個功能齊全的大型網站幾乎是不可能的,所以Python的敏捷性與高效性使其當選為豆瓣的網站語言。
其次,Python涉及多領域的應用范圍,促進了其成為熱門語言。除了web開發,Python也應用於學術研究及科學領域。對於科研人員來說,Python簡單易學,容易上手,即使非計算機專業的科研學者利用Python龐大的庫和簡單的語法,也可以編寫工具幫助進行科學學術研究。
Python擁有Matplotlib(matplotlib.org/)及numPy(www.numpy.org/)這樣強大的繪圖庫和數值擴展,能幫助科研學術人員進行繪圖和數值分析。這使得Python在該領域成為難以替代的選擇。基於同樣的原因,Python在國外政府部門也被大量運用。
Python還廣泛應用於電子製造行業,比如布線模擬等CAD領域,比起傳統的TCL編程,Python語言要友好的多。很多使用C/C++/JAVA編寫的測試工具,由於靜態編譯語言維護成本相對較高,現在已經開始轉為用Python編寫了。在金融領域,比如量化交易,Python同樣有許多強大的擴展庫。
隨著Python擴展庫不斷發展壯大,Python在科研、電子、政府、數據分析、web、金融、圖像處理、AI技術各方面都有強大的類庫、框架和解決方案,以致有了「已經沒有任何語言能夠動搖Python在今後生產生活的核心語言地位」的說法。因此也出現了在義務教育階段就開始教授Python語言的情況出現。據說在美國,連嬰幼兒都有 Python 編程書,Python 要從娃娃抓起。
第三,國家對於人工智慧的重視,助推了Python的熱門。2018年1月16日上午,教育部召開新聞發布會,介紹了《普通高中課程方案和語文等學科課程標准(2017年版)》的有關情況,並重新修訂了語文等14門學科的課程標准。在此次「新課標」改革中,正式將人工智慧、物聯網、大數據處理劃入新課標,這也就意味著今年秋季入學的高中生,將要開始學習Python了。
㈡ Rust VS Python:為什麼越來越流行,取代榜一 Python
2021 年,Python 又獲得了 TIOBE 年度編程語言,排名已經是第一。而 Rust 依然在 20 名以外。但依然有人認為,Rust 甚至可能取代 Python。不過這不重要,認清兩者的優缺點,進而合適的地方使用合適的語言,這才最重要。
在這個指南中,我們將比較 Rust 和 Python 這兩門語言,同時將討論它們各自的應用場景,回顧使用 Rust vs. Python 的優缺點,並解釋 Rust 為什麼越來越受歡迎(甚至可能取代 Python)。
Rust [1] 是一門系統編程語言,專注於安全,尤其是並發安全,支持函數式和命令式以及泛型等編程範式的多範式語言。Rust 在語法上和 C++ 類似,但是設計者想要在保證性能的同時提供更好的內存安全。Rust 最初是由 Mozilla 研究院的 Graydon Hoare 設計創造,然後在 Dave Herman, Brendan Eich 以及很多其他人的貢獻下逐步完善的。Rust 的設計者們通過在研發 Servo 網站瀏覽器布局引擎過程中積累的經驗優化了 Rust 語言和 Rust 編譯器。
Rust 擁有 優秀的文檔 [2] 、友好的編譯器和有用的錯誤消息,以及頂級工具,包括集成包管理器、構建工具、支持自動完成和類型檢查的智能多編輯器、自動格式化程序等等。
Rust 發布於 2010 年。雖然和 Python 相比,Rust 是一門年輕的語言,但是它的社區正在穩步增長。事實上,Rust 已經連續五年(2016,2017,2018,2019,2020)在 Stack Overflow 開發者調查的「最受喜愛編程語言」評選項目中摘取桂冠。
乍一看,Rust 的靜態化和強類型化可能看起來有點極端。但從長遠來看,這有助於防止意外的代碼行為。
Python [3] 是一門旨在幫助開發人員更有效地工作和更有效地集成系統的編程語言。Python 提供了高效的高級數據結構,還能簡單有效地面向對象編程。Python 語法和動態類型,以及解釋型語言的本質,使它成為多數平台上寫腳本和快速開發應用的編程語言,隨著版本陵純的不斷更新和語言新功能的添加,逐漸被用於獨立的、大型項目的開發。如果速度是最重要的,可以使用較低級別的 API 調用,如 CPython [4] 。
1991 年 Guido van Rossum 推出了 Python,以其代碼的可讀性、無分號和花括弧而著稱。
除了可擴展性之外,Python 還是一門解釋型語言,這使得它比大多數編譯型語言要慢。正如您可能期望的那樣,Python 擁有一個龐大的庫生態系統和一個龐大的專業社區。
Rust 被應用於系統開發、操作系統、企業系統、微控制器應用、嵌入式系統、文件系統、瀏覽器組件、虛擬現實的模擬引擎等。
當性能很重要的時候,Rust 是一種常用的語言,因為它能很好地處理大量數據。它可以處理 CPU 密集型的操作,如執行演算法,這就是為什麼 Rust 比 Python 更適合系統開發的原因。
Rust 保證了內存的安全性,讓你可以控制線程行為和線程之間滲歷的資源分配方式。這使你能夠構建復雜的系統,也使得 Rust 比 Python 更有優勢。
總而言之,你應在以下情況下使用 Rust:
Python 可以用於許多應用領域,從 Web 開發,到數據科學和分析,到 AI 和機器學習,再到軟體開發。
Python 被廣泛用於機器學習,數據科學和 AI,因為它:
在以下情況下,你應該使用 Python:
考慮到 Rust 的迅速普及、受歡迎程度和廣泛的使用案例,它幾乎不可避免地會在不久的將來超越 Python,以下是一些原因。
Rust 超越 Python 的一個主要原因是性能。因為 Rust 是直接編譯成機器代碼的,所以在你的代碼和計算機之間沒有虛擬機或解釋器。
與 Python 相比,另一個關鍵優叢汪搜勢是 Rust 的線程和內存管理。雖然 Rust 不像 Python 那樣有垃圾回收機制,但 Rust 中的編譯器會強制檢查無效的內存引用泄漏和其他危險或不規則行為。
編譯語言通常比解釋語言要快。但是,使 Rust 處於不同水平的是,它幾乎與 C 和 C ++一樣快,而且沒有額外開銷。
讓我們看一個用 Python 編寫的 O(log n) 程序的示例,並使用迭代方法計算完成任務所需的時間:
輸出:
現在,讓我們來看一下使用迭代方法用 Rust 編寫的定時 O(log n) 程序:
輸出
在沒有使用任何優化技術的情況下,Rust 和 Python 在同一台機器上執行類似的操作分別需要 4.6 微秒和 8.6 微秒。這意味著 Python 花費的時間幾乎是 Rust 的兩倍。
Python 和大多數現代編程語言一樣,被設計成內存安全的。然而,即使沒有垃圾回收。Rust 在內存安全方面卻讓 Python 望塵莫及。
Rust 採用了一種獨特的方式來確保內存安全,其中涉及所有權系統和借用檢查器(borrow checker)。Rust 的借用檢查器確保引用和指針不會超過它們所指向的數據。
Python 和其他語言一樣,提供了錯誤檢查和日誌機制。但是在讓開發者知道哪裡出了什麼問題的時候,Rust 和 Python 之間有一些差異。
舉一個 Python 變數錯誤的典型例子:
Python 輸出
Rust 中的類似示例:
Rust 輸出
在這里,Rust 推薦了可能的變數,這些變數可能是你想輸入的。Python 只會拋出錯誤,而不會給出如何修復的建議。
再舉個例子:
此代碼引發錯誤,因為默認情況下 Rust 中的變數是不可變的。除非它具有關鍵字 mut ,否則無法更改。
錯誤:
修正錯誤:
如你所見,現在它不會引發任何錯誤。除此之外,Rust 不允許不同的數據類型相互操作,除非將它們轉換為相同的類型。
因此,維護 Rust 代碼庫通常很容易。除非指定,否則 Rust 不允許更改。Python 是允許這種性質的更改的。
與大多數編譯語言相比,Rust 因其速度快、內存安全有保證、超強的可靠性、一致性和用戶友好性而備受青睞。在編程中,我們已經到了速度開始變得毫不費力的地步。
隨著技術的發展,它變得越來越快,試圖在更短的時間內做更多的事情,而不需要那麼多的權衡。Rust 幫助實現了這一點,同時又不妨礙開發者的工作。當技術試圖推動可以實現的邊界時,它也會考慮系統的安全性和可靠性,這是 Rust 背後的主要思想。
除了速度外,Python 在並行計算方面也有局限性。
Python 使用全局解釋器鎖(GIL),它鼓勵只有一個線程同時執行,以提高單線程的性能。這是一大局限,因為它意味著你不能使用多個 CPU 核進行密集計算。
如前所述,Stack Overflow 的「 2020 開發人員調查」中有 86%的受訪者將 Rust 稱為 2020 年最喜歡的編程語言。
同樣,「 2020 HackerRank 開發人員技能報告」的受訪者將 Rust 列為他們計劃下一步學習的十大編程語言:
相比之下,2019 年的調查將 Rust 排在列表的底部,這表明 Rust 開發人員社區正在迅速增長。
這些數據表明,Rust 正在成為主流開發者社區的一部分。許多大公司都在使用 Rust,一些開發者甚至用它來構建其他編程語言使用的庫。著名的 Rust 用戶包括 Mozilla、Dropbox、Atlassian、npm 和 Cloudflare 等等。
Amazon Web Service 還對 Lambda,EC2 和 S3 中的性能敏感組件採用了 Rust。在 2019 年,AWS 宣布贊助 Rust 項目,此後為 Rust 提供了 AWS 開發工具包。
公司正越來越多地用更高效的編程語言(如 Rust)取代速度較慢的編程語言。沒有其他語言能像 Rust 一樣在簡單和速度之間做出平衡。
Rust 已經發展成為一門易於使用的編程語言,因此它的使用率有所提高。盡管 Python 在機器學習/數據科學社區中佔有堅實的地位,但 Rust 在未來很可能被用作 Python 庫更有效的後端。
Rust 具有取代 Python 的巨大潛力。目前的趨勢是,在應用程序、性能和速度方面,Rust 不僅僅是一種編程語言,它還是一種思維方式。
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