python技術研究（python科研數據處理）

本文目錄一覽：

• 1、當下最火的Python有哪些作用？
• 2、python可以幹什麼
• 3、Python有哪些技術上的優點？比其他語言好在哪兒？
• 4、python可以做什麼

當下最火的Python有哪些作用？

Python是一種全棧的開發語言，你如果能學好 Python，前端，後端，測試，大數據分析，爬蟲 等這些工作你都能勝任,這樣說應該比較好理解吧。

當下Python有多火我不再贅述，Python有哪些作用呢？

就目前Python發展而言，Python主要有以下五大主要應用：

接下來和大家一一聊聊這幾個方面：

首先，什麼叫網路爬蟲？

網路爬蟲又稱網路蜘蛛，是指按照某種規則在網路上爬取所需內容的腳本程序。眾所周知，每個網頁通常包含其他網頁的入口，網路爬蟲則通過一個網址依次進入其他網址獲取所需內容。

爬蟲有什麼用？

用什麼語言寫爬蟲？

C，C++。

高效率，快速，適合通用搜索引擎做全網爬取。缺點，開發慢，寫起來又臭又長，

腳本語言：Perl, Python, Java, Ruby。

簡單，易學，良好的文本處理能方便網頁內容的細緻提取，但效率往往不高，適合對少量網站的聚焦爬取。

為什麼眼下最火的是Python？

個人用c#,java都寫過爬蟲。區別不大，原理就是利用好正則表達式。只不過是平台的問題。後來了解到很多爬蟲都是用python寫的，於是便一發不可收拾。

Python優勢很多，總結兩個要點：

1. 抓取網頁本身的介面

相比與其他靜態編程語言，如java，c#，C++，python抓取網頁文檔的介面更簡潔；相比其他動態腳本語言，如perl，shell，python的urllib2包提供了較為完整的訪問網頁文檔的API。（當然ruby也是很好的選擇）

此外，抓取網頁有時候需要模擬瀏覽器的行為，很多網站對於生硬的爬蟲抓取都是封殺的。

這是我們需要模擬user agent的行為構造合適的請求，譬如模擬用戶登陸、模擬session/cookie的存儲和設置。在python里都有非常優秀的第三方包幫你搞定，如Requests，mechanize。

2. 網頁抓取後的處理

抓取的網頁通常需要處理，比如過濾html標籤，提取文本等。python的beautifulsoap提供了簡潔的文檔處理功能，能用極短的代碼完成大部分文檔的處理。

其實以上功能很多語言和工具都能做，但是用python能夠幹得最快，最乾淨。

通過網路爬蟲數據之後，我們就可以對數據進行數據分析了。

與一般的數據分析工具相比，如excel，SASS，SPSS等等。python可以使用豐富的第三方庫達到近乎你想要的一切數據分析操作。

最常用在幾個第三方庫是：Numpy,Pandas,Scipy等。

那開發網站需要用到哪些知識呢？

上面這些知識會的話，開發一個簡單的網站就沒有問題了，如果想開發比較大型的網站，業務邏輯比較複雜的，那就得用到其他的知識了，比如說redis、MQ等等。

人工智慧（Artificial Intelligence），英文縮寫為AI。它是研究、開發用於模擬、延伸和擴展人工智慧的理論、方法、技術及應用系統的一門新的技術科學。

人工智慧是計算機科學的一個分支，它企圖了解智能的實質，並生產出一種新的能與人類智能相似的方式做出反應的智能機器，該領域的研究包括機器人、語言識別、圖像識別、自然語言處理和專家系統等。

人工智慧從誕生以來，理論和技術日益成熟，應用領域也不斷擴大，可以設想，未來人工智慧帶來的 科技 產品，將會是人類智慧的”容器」，也可能超過人的智能。

Python正在成為機器學習的語言。大多數機器語言課程都是使用Python語言編寫的，大量大公司使用的也是Python，讓許多人認為它是未來的主要編程語言。

Python擁有強大的腳本處理功能，它在操作Linux系統方面具有先天的優勢，許多雲平台、運維監控管理工具都是使用Python開發的，Python自動化運維讓運維工程師的工作量減少效率提高！

這樣簡述應該算是比較明白了吧，干就完事！！

python可以幹什麼

1、Web開發：結合python、html、css、javascript、資料庫等開發一個網站。

2、數據科學

數據科學，包括了機器學習，數據分析和數據可視化。

將Python用於機器學習：可以研究人工智慧、機器人、語言識別、圖像識別、自然語言處理和專家系統等

將Python用於數據分析/可視化：大數據分析等等

3、網路爬蟲

網路爬蟲又稱網路蜘蛛，是指按照某種規則在網路上爬取所需內容的腳本程序。眾所周知，每個網頁通常包含其他網頁的入口，網路爬蟲則通過一個網址依次進入其他網址獲取所需內容。

在爬蟲領域，Python是必不可少的一部分。將網路一切數據作為資源，通過自動化程序進行有針對性的數據採集以及處理。

4、自動化運維

隨著技術的進步、業務需求的快速增長，一個運維人員通常要管理上百、上千台伺服器，運維工作也變的重複、繁雜。把運維工作自動化，能夠把運維人員從伺服器的管理中解放出來，讓運維工作變得簡單、快速、準確。

5、嵌入式應用開發

6、遊戲開發

7、桌面應用開發

Python有哪些技術上的優點？比其他語言好在哪兒？

Python有哪些技術上的優點

1. 面向對象和函數式

從根本上講，Python是一種面向對象的語言。它的類模型支持多態、運算符重載和多重繼承等高級概念，並且以Python特有的簡潔的語法和類型為背景，OOP十分易於使用。事實上，即使你不懂這些術語，仍會發現學習Python比學習其他OOP語言要容易得多。

除了作為一種強大的代碼組織和重用手段以外，Python的OOP本質使它成為其他面向對象系統語言的理想腳本工具。例如，通過適當的粘接代碼，Python程序可以對C++、Java和C#的類進行子類的定製。

OOP只是Python的一個選擇而已，這一點非常重要。即使不能立馬成為一個面向對象高手，但你同樣可以繼續深入學習。就像C++一樣，Python既支持面向對象編程也支持面向過程編程的模式。如果條件允許，其面向對象的工具可以立即派上用場。這對策略開發模式十分有用，該模式常用於軟體開發的設計階段。

除了最初的過程式（語句為基礎）和面向對象（類為基礎）的編程範式，Python在最近幾年內置了對函數式編程的支持——一個多數情況下包括生成器、推導、閉包、映射、裝飾器、匿名lambda函數和第一類函數對象的集合。這是對其本身OOP工具的補充和替代。

2. 免費

Python的使用和分發是完全免費的。就像其他的開源軟體一樣，例如，Tcl、Perl、Linux和Apache。你可以從Internet上免費獲得Python的源代碼。你可以不受限制地複製Python，或將其嵌入你的系統或者隨產品一起發布。實際上，如果你願意的話，甚至可以銷售它的源代碼。

但請別誤會：「免費」並不代表「沒有支持」。恰恰相反，Python的在線社區對用戶需求的響應和商業軟體一樣快。而且，由於Python完全開放源代碼，提高了開發者的實力，併產生了一個很大的專家團隊。

儘管研究或改變一種程序語言的實現並不是對每一個人來說都那麼有趣，但是當你知道如果需要的話可以做到這些，該是多麼的令人欣慰。你不需要去依賴商業廠商的智慧，因為最終的文檔和終極的凈土（源碼）任憑你的使用。

Python的開發是由社區驅動的，是Internet大範圍的協同合作努力的結果。Python語言的改變必須遵循一套規範而有約束力的程序（稱作PEP流程），並需要經過規範的測試系統進行徹底檢查。正是這樣才使得Python相對於其他語言和系統可以保守地持續改進。

儘管Python 2.X和Python 3.X版本之間的分裂有力並蓄意地破壞了這項傳統，但通常它仍然體現在Python的這兩個系列內部。

3. 可移植

Python的標準實現是由可移植的ANSI C編寫的，可以在目前所有主流平台上編譯和運行。例如，如今從掌上電腦（PDA）到超級計算機，隨處可見 Python的運行。Python可以在下列平台上運行（這裡只是部分列表）：

Linux和UNIX系統

微軟Windows（所有現代版本）

Mac OS（包括OS X 和經典版）

BeOS、OS/2、VMS和QNX

實時操作系統，例如VxWorks

Cray超級計算機和IBM大型機

運行Palm OS、PocketPC和Linux的PDA

運行 Symbian OS和Windows Mobile 的行動電話

遊戲終端和iPod

運行谷歌安卓系統和蘋果iOS系統的平板和智能手機

以及更多

除了語言解釋器本身以外，Python發行時自帶的標準庫和模塊在實現上也都儘可能地考慮到了跨平台的移植性。此外，Python程序自動編譯成可移植的位元組碼，這些位元組碼在已安裝兼容版本Python的平台上運行的結果都是相同的。

這些意味著Python程序的核心語言和標準庫可以在Linux、Windows和其他帶有Python解釋器的平台上無差別地運行。大多數Python外圍介面都有平台相關的擴展（例如COM支持Windows），但是核心語言和庫在任何平台都一樣。

就像之前我們提到的那樣，Python還包含了一個叫作tkinter（Tkinter的2.X版本）的Tk GUI工具包，它可以使Python程序實現功能完整的，無須做任何修改即可在所有主流GUI桌面平台運行的用戶圖形界面。

4. 功能強大

從語言特性的角度來看，Python是一個混合體。它豐富的工具集使它介於傳統的腳本語言（如Tcl、Scheme和Perl）和系統語言（如C、C++和Java）之間。Python提供了所有腳本語言的簡單和易用性，並且具有那些在編譯語言中才能找到的高級軟體工程工具。

不像其他腳本語言不同，這種結合使Python在長期大型的開發項目中十分有用。下面是一些Python工具箱中的工具簡介：

動態類型

Python在程序運行過程中跟蹤對象的類型，不需要代碼中進行關於複雜的類型和大小的聲明。事實上，Python中沒有類型或變數聲明這種做法。因為Python代碼不約束數據的類型，它往往自動地應用了一種廣義上的對象。

自動內存管理

Python自動為對象分配空間，並且當對象不再使用時將自動撤銷空間（「垃圾回收」），當需要時自動擴展或收縮。正如你將學到的，Python能夠幫你完成底層的內存管理。

大型程序支持

為了能建立更大規模的系統，Python包含了模塊、類和異常等工具。這些工具允許你把系統組織為組件，使用OOP重用並定製代碼，並以一種優雅的方式處理事件和錯誤。前面提到的Python函數式編程工具，提供了實現相同目標的其他方法。

內置對象類型

Python提供了常用的數據結構作為語言的基本組成部分。例如，列表（list）、字典（dictionary）、字元串（string）。我們將會看到，它們靈活並易於使用。例如，內置對象可以根據需求擴展或收縮，可以任意地組織複雜的信息等。

內置工具

為了對以上對象類型進行處理，Python自帶了許多強大的標準操作，包括拼接（concatenation）、分片（slice）、排序（sort）和映射（mapping）等。

庫工具

為了完成更多特定的任務，Python預置了許多預編碼的庫工具，從正則表達式匹配到網路都支持。當你掌握了語言本身，就能在應用級的操作中使用Python的庫工具。

第三方工具

由於Python是開源的，它鼓勵開發者提供Python內置工具之外的預編碼工具。你可以在網上找到COM、圖像處理、數值編程、XML、資料庫訪問等許多免費的支持工具。

除了這一系列的Python工具外，Python保持了相當簡潔的語法和設計。綜合這一切得到的就是一個具有腳本語言所有可用性的強大編程工具。

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5. 可混合

Python程序可以以多種方式輕易地與其他語言編寫的組件「粘接」在一起。例如，Python的C語言API可以幫助Python程序靈活地調用C程序。這意味著可以根據需要給Python程序添加功能，或者在其他環境系統中使用Python。

例如，將Python與C或者C++寫成的庫文件混合起來，使Python成為一個前端語言和定製工具。就像之前我們所提到過的那樣，這使Python成為一個很好的快速原型工具；系統可以在開發初期出於速度考慮使用Python實現，然後轉移至C，根據不同時期性能的需要逐步實現系統。

6. 相對簡單易用

同其他語言（如C++、Java和C#）相比，Python編程對大多數用戶來講出奇得簡單。要運行Python程序，你只需簡單地鍵入Python程序並運行就可以了。不需要其他語言（如C或C++）所必需的編譯和鏈接等中間步驟。

Python可立即執行程序，這形成了一種互動式編程體驗和不同情況下快速調整的能力，往往在修改代碼後幾乎能立即看到程序改變後的效果。

當然，開發周期短僅僅是Python易用性的一方面的體現。Python提供了簡潔的語法和強大的內置工具。實際上，Python曾被稱為「可執行的偽代碼」。由於它減少了其他工具常見的複雜性，在實現相同的功能時，Python程序比採用其他流行語言編寫的程序更為簡單、小巧，也更靈活。

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7. 相對簡單易學

這一部分引出了本書的重點：尤其同其他廣泛使用的編程語言比較時，Python語言的核心相當簡單易學。實際上，如果你是一位有經驗的程序員，你可以期望在幾天內寫出小規模的Python代碼，你也許能在幾個小時之內習得Python的一招一式，但是你並不能指望在如此短的時間內成為專家（忘掉市面上的那些宣傳廣告吧）。

當然，掌握任何像今天Python這樣的充實主題都不是一件輕鬆事，我們將在本書的剩餘部分致力於此項任務。但是為了掌握Python而進行的真正投資是非常值得的——最終你會獲取幾乎在每個計算機應用程序領域都適用的編程技能。此外，很多人還發現Python的學習曲線比其他的編程語言更加平緩。

這對於那些想學習語言以在工作中應用的專業人員來說是一個好消息，同樣對於那些使用Python層進行定製和控制的系統的終端用戶來說，也是一個好消息。如今，許多系統都依賴於這一事實：用戶可以在沒有或者得到很少支持的情況下就學到足夠的Python知識以便當場增刪他們的Python定製化代碼。

此外，Python還孕育出一群不以編程為生而以編程為樂的用戶，他們並不需要掌握全面的軟體開發技巧。儘管Python還是有很多高級編程工具，但不論對初學者還是行家來說，Python的核心語言精髓仍是相當簡單的。

8. 以Monty Python命名

好的，在講完這麼多技術方面的優勢後，我想再揭露一個Python世界裡面令人驚奇而保守良好的小秘密。

儘管Python的書和圖標中有很多爬行動物，真相卻是Python以英國喜劇組「Monty Python」命名——這是BBC 在20世紀70年代喜劇《Monty Python’s Flying Circus》的製片方，也是至今仍在流行的少量包括《Monty Python and the Holy Grai》在內的大電影的製片方。Python的最初創作者是Monty Python的粉絲，這同其他許多的軟體開發者一樣（事實上，這兩個領域存在某種對稱性……）。

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▲《Python學習手冊》書封上的爬行動物

這段有趣的歷史無疑增加了Python代碼例子的幽默屬性。例如，作為一般變數名命名傳統的「foo」和「bar」在Python世界中變成了「spam」和「eggs」。而在Python中偶爾出現的「Brian」，「ni」和「shrubbery」表現得也同此類似。它甚至影響了Python的整個社區。

當然了，如果你對這部喜劇非常熟悉，就能體會這其中的笑點，但如果不熟悉則相反。你不必非得熟悉Monty Python這部劇來了解從劇中獲得靈感的例子（包括你將在本書中看到的許多例子），但至少你現在知道它們的起源了。（嗨——我已經告訴你啦。）

02

Python和其他語言比較起來怎麼樣

最後，你也許已經知道了，人們往往將Python與Perl、Tcl和Javat等語言相比較。這部分總結這方面的一些普遍共識。

我想預先表明我個人並不喜歡通過詆毀競爭者來獲勝——這在長期是行不通的，而且也不是這裡的目的。此外，這並不是一場零和遊戲——絕大多數的程序員在他們的職業生涯中都會使用許多語言。儘管如此，編程工具也展示出值得考慮的選擇和權衡。畢竟，如果Python沒有比它的競爭者提供更多的東西，那麼它一開始就不會被人們使用了。

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我們之前已經介紹過性能上的權衡，那麼這裡重點談一下功能。儘管下面列舉的這些語言也是值得學習和使用的有力工具，但人們通常認為Python：

比Tcl強大。Python強有力地支持「大規模編程」，使其適用於開發大型系統，它的應用程序庫也更加豐富。

比Perl更具可讀性。Python有著簡潔的語法和簡單連貫的設計，這反過來使得Python更具可讀性和更易於維護，同時有助於減少程序bug。

比Java和C#更簡單、更易於使用。Python是一門腳本語言，但Java和C#兩者從像C++這樣更加大型的OOP系統語言中繼承了許多語法和複雜性。

比C++更簡單、更易於使用。Python代碼比等效的C++代碼更加簡單，長度只有其五分之一到三分之一。儘管作為腳本語言，Python有時能扮演許多不同的角色。

比C更加簡單和高級。Python遠離底層硬體架構從而降低了代碼複雜性，擁有更好的組織結構，並比C（C++的祖先）更加友善。

比Visual Basic更強大，用途廣泛，也更具備跨平台特性。Python是更加廣泛使用的更豐富的語言，它的開源本質意味著它不可能被某一個公司所掌控。

比PHP更易懂並且用途更廣。Python也用來構建Web站點，但是，它也應用於幾乎每個計算機領域，從機器人到電影動畫和遊戲。

比JavaScript更強大和用途廣泛。Python有一個更大的工具集，也並不是牢牢地束縛於Web開發。它也用於科學建模、儀器調試等。

比Ruby更具可讀性，並更為人們所接受。Python的語法混亂更少，尤其在較複雜代碼中，同時它的OOP對用戶和和不太使用OOP的工程中是完全可選的。

比Lua更成熟和受到更廣泛關注。Python更加龐大的特性集合和更加擴展的庫支持給予其比Lua（一門和Tcl一樣的嵌入式「膠水」語言）更加寬廣的視野。

比SmallTalk、Lisp和Prolog更不晦澀。Python擁有這類函數式語言的動態品味，但是也擁有開發者和定製系統終端用戶都可接受的傳統語法。

特別是對不僅僅用於個人掃描文本文件，未來會被人們（包括你在內）讀到的程序而言，很多人會發現Python比目前任何可用的腳本或編程語言都划得來。不僅如此，除非你的應用要求最尖端的性能，Python往往是C、C++和Java等系統開發語言的一個不錯的替代品：Python代碼能夠常常實現相同的目標，卻會減少很多編寫、調試和維護的麻煩。

當然，本文作者從1992年就已經是Python的正式佈道者了，所以儘可能接受這些意見吧（其他語言的擁護者的利益可能會受到些損失）。然而，所有這些觀點的確代表了投入時間和精力來探索Python的眾多開發者的一致看法。

關於作者：Mark Lutz是一位世界級的Python培訓講師。他是Python暢銷書籍的作者，同時從1992年起就成為Python社區的引領者，有著30餘年的軟體開發經驗。

本文摘編自《Python學習手冊》（原書第5版），經出版方授權發布。

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python可以做什麼

Python實際上是一種編程語言，在許多領域中都有廣泛的應用，例如最熱門的大數據分析，人工智慧，Web開發等。

1989年聖誕節，阿姆斯特丹，為了度過無聊的聖誕節，年輕人Guido決定開發一種新的編程語言。 Python(Boa Constrictor)的名字是因為他是Monty Python喜劇小組的粉絲。你看，技術是如此隨意…

Python的語法非常接近英語，樣式統一，非常漂亮，並且內置了許多有效的工具。例如，同一作業需要1000行C語言，100行Java和10行Python。

Python簡潔，易於閱讀且可擴展。大多數科研機構都使用Python進行研究。卡內基梅隆大學和麻省理工學院的編程課程以Python講授。許多開源科學計算軟體包都提供Python調用介面，例如著名的計算機視覺庫OpenCV，三維可視化庫VTK和醫學圖像處理庫ITK。還有更多專門用於Python的科學計算擴展庫，例如NumPy，SciPy和matplotlib，它們分別提供矩陣計算，科學計算和繪圖功能。