編程語言Python的發(fā)展史

“好吧，我承認(rèn)Python不錯(cuò)，但它為什么叫Python呢？”

“呃，似乎是一個(gè)電視劇的名字。”

“那你說的Guido是美國人么？”

“他從Google換到Dropbox工作，但他的名字像是荷蘭人的?！?/p>

“你確定你很熟悉Python嗎？”

所以為了雪恥，我花時(shí)間調(diào)查了Python的歷史。我看到了Python中許多功能的來源和Python的設(shè)計(jì)理念，看到了一門編程語言的演化歷史，看到了Python與開源運(yùn)動(dòng)的奇妙聯(lián)系。從Python的歷史中，我們可以一窺開源開發(fā)的理念和成就。

這也可以作為我寫的Python快速教程的序篇。

起源

Python的作者，Guido von Rossum，確實(shí)是荷蘭人。1982年，Guido從阿姆斯特丹大學(xué)獲得了數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)碩士學(xué)位。然而，盡管他算得上是一位數(shù)學(xué)家，但他更加享受計(jì)算機(jī)帶來的樂趣。用他的話說，盡管擁有數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)雙料資質(zhì)，他總趨向于做計(jì)算機(jī)相關(guān)的工作，并熱衷于做任何和編程相關(guān)的活兒。

在那個(gè)時(shí)候，Guido接觸并使用過諸如Pascal、C、 Fortran等語言。這些語言的基本設(shè)計(jì)原則是讓機(jī)器能更快運(yùn)行。在80年代，雖然IBM和蘋果已經(jīng)掀起了個(gè)人電腦浪潮，但這些個(gè)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(gè)大的數(shù)組就能占滿內(nèi)存。所有的編譯器的核心是做優(yōu)化，以便讓程序能夠運(yùn)行。為了增進(jìn)效率，語言也迫使程序員像計(jì)算機(jī)一樣思考，以便能寫出更符合機(jī)器口味的程序。在那個(gè)時(shí)代，程序員恨不得用手榨取計(jì)算機(jī)每一寸的能力。有人甚至認(rèn)為C語言的指針是在浪費(fèi)內(nèi)存。至于動(dòng)態(tài)類型，內(nèi)存自動(dòng)管理，面向?qū)ο蟆?別想了，那會(huì)讓你的電腦陷入癱瘓。

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(gè)功能，但整個(gè)編寫過程需要耗費(fèi)大量的時(shí)間，即使他已經(jīng)準(zhǔn)確的知道了如何實(shí)現(xiàn)。他的另一個(gè)選擇是shell。Bourne Shell作為UNIX系統(tǒng)的解釋器已經(jīng)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(jìn)行一些系統(tǒng)維護(hù)的工作，比如定期備份、文件系統(tǒng)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(zhì)是調(diào)用命令。它并不是一個(gè)真正的語言。比如說，shell沒有數(shù)值型的數(shù)據(jù)類型，加法運(yùn)算都很復(fù)雜?？傊?，shell不能全面的調(diào)動(dòng)計(jì)算機(jī)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(diào)用計(jì)算機(jī)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(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)研究所開發(fā)的。Guido在該研究所工作，并參與到ABC語言的開發(fā)。ABC語言以教學(xué)為目的。與當(dāng)時(shí)的大部分語言不同，ABC語言的目標(biāo)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(xué)習(xí)，并以此來激發(fā)人們學(xué)習(xí)編程的興趣。比如下面是一段來自Wikipedia的ABC程序，這個(gè)程序用于統(tǒng)計(jì)文本中出現(xiàn)的詞的總數(shù)：

代碼如下:

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用于定義一個(gè)函數(shù)。一個(gè)Python程序員應(yīng)該很容易理解這段程序。ABC語言使用冒號(hào)和縮進(jìn)來表示程序塊。行尾沒有分號(hào)。for和if結(jié)構(gòu)中也沒有括號(hào)()。賦值采用的是PUT，而不是更常見的等號(hào)。這些改動(dòng)讓ABC程序讀起來像一段文字。

盡管已經(jīng)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(dāng)時(shí)，ABC語言編譯器需要比較高配置的電腦才能運(yùn)行。而這些電腦的使用者通常精通計(jì)算機(jī)，他們更多考慮程序的效率，而非它的學(xué)習(xí)難度。除了硬件上的困難外，ABC語言的設(shè)計(jì)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(duì)圖形化的支持，就必須改動(dòng)很多地方。

不能直接進(jìn)行IO。ABC語言不能直接操作文件系統(tǒng)。盡管你可以通過諸如文本流的方式導(dǎo)入數(shù)據(jù)，但ABC無法直接讀寫文件。輸入輸出的困難對(duì)于計(jì)算機(jī)語言來說是致命的。你能想像一個(gè)打不開車門的跑車么？

過度革新。ABC用自然語言的方式來表達(dá)程序的意義，比如上面程序中的HOW TO 。然而對(duì)于程序員來說，他們更習(xí)慣用function或者define來定義一個(gè)函數(shù)。同樣，程序員更習(xí)慣用等號(hào)來分配變量。盡管ABC語言很特別，但學(xué)習(xí)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(dāng)時(shí)Guido在訪問的時(shí)候，就必須有一個(gè)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(fā)圣誕節(jié)假期，Guido開始寫Python語言的編譯器。Python這個(gè)名字，來自Guido所摯愛的電視劇Monty Python's Flying Circus。他希望這個(gè)新的叫做Python的語言，能符合他的理想：創(chuàng)造一種C和shell之間，功能全面，易學(xué)易用，可拓展的語言。Guido作為一個(gè)語言設(shè)計(jì)愛好者，已經(jīng)有過設(shè)計(jì)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(gè)Python編譯器誕生。它是用C語言實(shí)現(xiàn)的，并能夠調(diào)用C語言的庫文件。從一出生，Python已經(jīng)具有了：類，函數(shù)，異常處理，包含表和詞典在內(nèi)的核心數(shù)據(jù)類型，以及模塊為基礎(chǔ)的拓展系統(tǒng)。

Python語法很多來自C，但又受到ABC語言的強(qiáng)烈影響。來自ABC語言的一些規(guī)定直到今天還富有爭議，比如強(qiáng)制縮進(jìn)。但這些語法規(guī)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(hào)賦值。Guido認(rèn)為，如果“常識(shí)”上確立的東西，沒有必要過度糾結(jié)。

Python從一開始就特別在意可拓展性。Python可以在多個(gè)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(dāng)性能是考慮的重要因素時(shí)，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(gòu)建房一樣，先規(guī)定好大的框架。而程序員可以在此框架下相當(dāng)自由的拓展或更改。

最初的Python完全由Guido本人開發(fā)。Python得到Guido同事的歡迎。他們迅速的反饋使用意見，并參與到Python的改進(jìn)。Guido和一些同事構(gòu)成Python的核心團(tuán)隊(duì)。他們將自己大部分的業(yè)余時(shí)間用于hack Python。隨后，Python拓展到研究所之外。Python將許多機(jī)器層面上的細(xì)節(jié)隱藏，交給編譯器處理，并凸顯出邏輯層面的編程思考。Python程序員可以花更多的時(shí)間用于思考程序的邏輯，而不是具體的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。這一特征吸引了廣大的程序員。Python開始流行。

人生苦短，我用python

時(shí)勢造英雄

我們不得不暫停我們的Python時(shí)間，轉(zhuǎn)而看一看瞬息萬變的計(jì)算機(jī)行業(yè)。1990年代初，個(gè)人計(jì)算機(jī)開始進(jìn)入普通家庭。Intel發(fā)布了486處理器，windows發(fā)布window 3.0開始的一系列視窗系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)的性能大大提高。程序員開始關(guān)注計(jì)算機(jī)的易用性 ，比如圖形化界面。

Windows 3.0

由于計(jì)算機(jī)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(gè)人電腦的需要。硬件廠商甚至渴望高需求軟件的出現(xiàn)，以帶動(dòng)硬件的更新?lián)Q代。C++和Java相繼流行。C++和Java提供了面向?qū)ο蟮木幊谭妒?，以及豐富的對(duì)象庫。在犧牲了一定的性能的代價(jià)下，C++和Java大大提高了程序的產(chǎn)量。語言的易用性被提到一個(gè)新的高度。我們還記得，ABC失敗的一個(gè)重要原因是硬件的性能限制。從這方面說，Python要比ABC幸運(yùn)許多。

另一個(gè)悄然發(fā)生的改變是Internet。1990年代還是個(gè)人電腦的時(shí)代，windows和Intel挾PC以令天下，盛極一時(shí)。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(jì)算機(jī)用戶已經(jīng)在頻繁使用Internet進(jìn)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(fā)模式開始流行：開源。程序員利用業(yè)余時(shí)間進(jìn)行軟件開發(fā)，并開放源代碼。1991年，Linus在comp.os.minix新聞組上發(fā)布了Linux內(nèi)核源代碼，吸引大批hacker的加入。Linux和GNU相互合作，最終構(gòu)成了一個(gè)充滿活力的開源平臺(tái)。

硬件性能不是瓶頸，Python又容易使用，所以許多人開始轉(zhuǎn)向Python。Guido維護(hù)了一個(gè)maillist，Python用戶就通過郵件進(jìn)行交流。Python用戶來自許多領(lǐng)域，有不同的背景，對(duì)Python也有不同的需求。Python相當(dāng)?shù)拈_放，又容易拓展，所以當(dāng)用戶不滿足于現(xiàn)有功能，很容易對(duì)Python進(jìn)行拓展或改造。隨后，這些用戶將改動(dòng)發(fā)給Guido，并由Guido決定是否將新的特征加入到Python或者標(biāo)準(zhǔn)庫中。如果代碼能被納入Python自身或者標(biāo)準(zhǔn)庫，這將極大的榮譽(yù)。由于Guido至高無上的決定權(quán)，他因此被稱為“終身的仁慈獨(dú)裁者”。

Python被稱為“Battery Included”，是說它以及其標(biāo)準(zhǔn)庫的功能強(qiáng)大。這些是整個(gè)社區(qū)的貢獻(xiàn)。Python的開發(fā)者來自不同領(lǐng)域，他們將不同領(lǐng)域的優(yōu)點(diǎn)帶給Python。比如Python標(biāo)準(zhǔn)庫中的正則表達(dá)是參考Perl，而lambda, map, filter, reduce等函數(shù)參考了Lisp。Python本身的一些功能以及大部分的標(biāo)準(zhǔn)庫來自于社區(qū)。Python的社區(qū)不斷擴(kuò)大，進(jìn)而擁有了自己的newsgroup，網(wǎng)站，以及基金。從Python 2.0開始，Python也從maillist的開發(fā)方式，轉(zhuǎn)為完全開源的開發(fā)方式。社區(qū)氣氛已經(jīng)形成，工作被整個(gè)社區(qū)分擔(dān)，Python也獲得了更加高速的發(fā)展。

到今天，Python的框架已經(jīng)確立。Python語言以對(duì)象為核心組織代碼，支持多種編程范式，采用動(dòng)態(tài)類型，自動(dòng)進(jìn)行內(nèi)存回收。Python支持解釋運(yùn)行，并能調(diào)用C庫進(jìn)行拓展。Python有強(qiáng)大的標(biāo)準(zhǔn)庫。由于標(biāo)準(zhǔn)庫的體系已經(jīng)穩(wěn)定，所以Python的生態(tài)系統(tǒng)開始拓展到第三方包。這些包，如Django、web.py、wxpython、numpy、matplotlib、PIL，將Python升級(jí)成了物種豐富的熱帶雨林。

啟示錄

Python崇尚優(yōu)美、清晰、簡單，是一個(gè)優(yōu)秀并廣泛使用的語言。Python在TIOBE排行榜中排行第八，它是Google的第三大開發(fā)語言，Dropbox的基礎(chǔ)語言，豆瓣的服務(wù)器語言。Python的發(fā)展史可以作為一個(gè)代表，帶給我許多啟示。

在Python的開發(fā)過程中，社區(qū)起到了重要的作用。Guido自認(rèn)為自己不是全能型的程序員，所以他只負(fù)責(zé)制訂框架。如果問題太復(fù)雜，他會(huì)選擇繞過去，也就是cut the corner。這些問題最終由社區(qū)中的其他人解決。社區(qū)中的人才是異常豐富的，就連創(chuàng)建網(wǎng)站，籌集基金這樣與開發(fā)稍遠(yuǎn)的事情，也有人樂意于處理。如今的項(xiàng)目開發(fā)越來越復(fù)雜，越來越龐大，合作以及開放的心態(tài)成為項(xiàng)目最終成功的關(guān)鍵。

Python從其他語言中學(xué)到了很多，無論是已經(jīng)進(jìn)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?？梢哉f，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(gè)語言都是混合體，都有它優(yōu)秀的地方，但也有各種各樣的缺陷。同時(shí)，一個(gè)語言“好與不好”的評(píng)判，往往受制于平臺(tái)、硬件、時(shí)代等等外部原因。程序員經(jīng)歷過許多語言之爭。其實(shí)，以開放的心態(tài)來接受各個(gè)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。

無論P(yáng)ython未來的命運(yùn)如何，Python的歷史已經(jīng)是本很有趣的小說。

聲明：本網(wǎng)頁內(nèi)容旨在傳播知識(shí)，若有侵權(quán)等問題請及時(shí)與本網(wǎng)聯(lián)系，我們將在第一時(shí)間刪除處理。TEL:177 7030 7066 E-MAIL:11247931@qq.com