Python是怎么誕生的

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Python的起源

Python的作者，Guido von Rossum，確實是荷蘭人。1982年，Guido從阿姆斯特丹大學(University of Amsterdam)獲得了數學和計算機碩士學位。然而，盡管他算得上是一位數學家，但他更加享受計算機帶來的樂趣。用他的話說，盡管擁有數學和計算機雙料資質，他總趨向于做計算機相關的工作，并熱衷于做任何和編程相關的活兒。

在那個時候，他接觸并使用過諸如Pascal、C、 Fortran等語言。這些語言的基本設計原則是讓機器能更快運行。在80年代，雖然IBM和蘋果已經掀起了個人電腦浪潮，但這些個人電腦的配置很低 (在今天看來)。比如早期的Macintosh，只有8MHz的CPU主頻和128KB的RAM，一個大的數組就能占滿內存。所有的編譯器的核心是做優化，以便讓程序能夠運行。為了增進效率，語言也迫使程序員像計算機一樣思考，以便能寫出更符合機器口味的程序。在那個時代，程序員恨不得用手榨取計算機每一寸的能力。有人甚至認為C語言的指針是在浪費內存。至于動態類型，內存自動管理，面向對象…… 別想了，那會讓你的電腦陷入癱瘓。

然而，這種思考方式讓Guido感到苦惱。Guido知道如何用C語言寫出一個功能，但整個編寫過程需要耗費大量的時間 (即使他已經準確的知道了如何實現)。他的另一個選擇是shell。Bourne Shell作為UNIX系統的解釋器(interpreter)已經長期存在。UNIX的管理員們常常用shell去寫一些簡單的腳本，以進行一些系統維護的工作，比如定期備份、文件系統管理等等。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的本質是調用命令。它并不是一個真正的語言。比如說，shell沒有數值型的數據類型，加法運算都很復雜。總之，shell不能全面的調動計算機的功能。

(關于shell，你可以參考 Linux架構和 Linux命令行與命令)

Guido希望有一種語言，這種語言能夠像C語言那樣，能夠全面調用計算機的功能接口，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CWI (Centrum Wiskunde & Informatica, 數學和計算機研究所)開發的。Guido在CWI工作，并參與到ABC語言的開發。ABC語言以教學為目的。與當時的大部分語言不同，ABC語言的目標是“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，容易學習，并以此來激發人們學習編程的興趣。比如下面是一段來自Wikipedia的ABC程序，這個程序用于統計文本中出現的詞(word)的總數：

HOW TO RETURN words document:
   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用于定義一個函數。一個Python程序員應該很容易理解這段程序。ABC語言使用冒號(:)和縮進來表示程序塊(C語言使用{}來表示程序塊)。行尾沒有分號。for和if結構中也沒有括號()。如果將HOW TO改為def，將PUT行改為collection = []，將INSERT行改為collection.append(word)，這就幾乎是一個標準的Python函數。上面的函數讀起來就像一段自然的文字。

盡管已經具備了良好的可讀性和易用性，ABC語言最終沒有流行起來。在當時，ABC語言編譯器需要比較高配置的電腦才能運行。而這些電腦的使用者通常精通計算機，他們更多考慮程序的效率，而非它的學習難度。除了硬件上的困難外，ABC語言的設計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，比如對圖形化的支持，就必須改動很多地方。

• 不能直接進行IO。ABC語言不能直接操作文件系統。盡管你可以通過諸如文本流的方式導入數據，但ABC無法直接讀寫文件。輸入輸出的困難對于計算機語言來說是致命的。你能想像一個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程序的意義，比如上面程序中的HOW TO (如何)。然而對于程序員來說，他們更習慣用function或者define來定義一個函數。同樣，程序員也習慣了用等號(=)來分配變量。這盡管讓ABC語言顯得特別，但實際上增加了程序員的學習難度 (程序員大都掌握不止一種語言)。

• 傳播困難。ABC編譯器很大，必須被保存在磁帶(tape)上。當時Guido在訪問的時候，就必須有一個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。

IBM tape drive：讀寫磁帶

1989年，為了打發圣誕節假期，Guido開始寫Python語言的編譯/解釋器。Python來自Guido所摯愛的電視劇Monty Python's Flying Circus (BBC1960-1970年代播放的室內情景幽默劇，以當時的英國生活為素材)。他希望這個新的叫做Python的語言，能實現他的理念(一種C和shell之間，功能全面，易學易用，可拓展的語言)。Guido作為一個語言設計愛好者，已經有過設計語言的(不很成功)的嘗試。這一次，也不過是一次純粹的hacking行為。

Python的誕生

1991年，第一個Python編譯器(同時也是解釋器)誕生。它是用C語言實現的，并能夠調用C庫(.so文件)。從一出生，Python已經具有了：類(class)，函數(function)，異常處理(exception)，包括表(list)和詞典(dictionary)在內的核心數據類型，以及模塊(module)為基礎的拓展系統。

最初的Python logo: 由Guido的兄弟Just von Rossum設計

Python語法很多來自C，但又受到ABC語言的強烈影響。來自ABC語言的一些規定直到今天還富有爭議，比如強制縮進。但這些語法規定讓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)。比如使用等號賦值，使用def來定義函數。Guido認為，如果“常識”上確立的東西，沒有必要過度糾結。

Python從一開始就特別在意可拓展性(extensibility)。Python可以在多個層次上拓展。從高層上，你可以引入.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。但當性能是考慮的重要因素時，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就好像是使用鋼構建房一樣，先規定好大的框架。而程序員可以在此框架下相當自由的拓展或更改。

最初的Python完全由Guido本人開發。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。Guido和一些同事構成Python的核心團隊。他們將自己大部分的業余時間用于hack Python (也包括工作時間，因為他們將Python用于工作)。隨后，Python拓展到CWI之外。Python將許多機器層面上的細節隱藏，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間用于思考程序的邏輯，而不是具體的實現細節 (Guido有一件T恤，寫著：人生苦短，我用Python)。這一特征吸引了廣大的程序員。Python開始流行。

我們不得不暫停我們的Python時間，轉而看一看這時的計算機概況。1990年代初，個人計算機開始進入普通家庭。Intel發布了486處理器，windows發布window 3.0開始的一系列視窗系統。計算機的性能大大提高。程序員開始關注計算機的易用性  (比如圖形化界面)。

Windows 3.0

由于計算機性能的提高，軟件的世界也開始隨之改變。硬件足以滿足許多個人電腦的需要。硬件廠商甚至渴望高需求軟件的出現，以帶動硬件的更新換代。C++和Java相繼流行。C++和Java提供了面向對象的編程范式，以及豐富的對象庫。在犧牲了一定的性能的代價下，C++和Java大大提高了程序的產量。語言的易用性被提到一個新的高度。我們還記得，ABC失敗的一個重要原因是硬件的性能限制。從這方面說，Python要比ABC幸運許多。

另一個悄然發生的改變是Internet。1990年代還是個人電腦的時代，windows和Intel挾PC以令天下，盛極一時。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算機用戶已經在頻繁使用Internet進行交流 (包括email和newsgroup)。Internet讓信息交流成本大大下降。一種新的軟件開發模式開始流行：開源 (open source)。程序員利用業余時間進行軟件開發，并開放源代碼。1991年，Linus在comp.os.minix新聞組上發布了Linux內核源代碼，吸引大批hacker的加入。Linux和GNU相互合作，最終構成了一個充滿活力的開源平臺。

硬件性能不是瓶頸，Python又容易使用，所以許多人開始轉向Python。Guido維護了一個maillist，Python用戶就通過郵件進行交流。Python用戶來自許多領域，有不同的背景，對Python也有不同的需求。Python相當的開放，又容易拓展，所以當用戶不滿足于現有功能，很容易對Python進行拓展或改造。隨后，這些用戶將改動發給Guido，并由Guido決定是否將新的特征加入到Python或者標準庫中。如果代碼能被納入Python自身或者標準庫，這將極大的榮譽。Python自身也因此變得更好。

(Guido不得不作出許多決定，這也是他被稱為 Benevolent Dictator For Life的原因)

Python被稱為“Battery Included”，是說它以及其標準庫的功能強大。這些是整個社區的貢獻。Python的開發者來自不同領域，他們將不同領域的優點帶給Python。比如Python標準庫中的正則表達(regular expression)是參考Perl，而lambda, map, filter, reduce函數參考Lisp。Python本身的一些功能以及大部分的標準庫來自于社區。Python的社區不斷擴大，進而擁有了自己的newsgroup，網站(python.org)，以及基金 (Python Software Foundation)。從Python 2.0開始，Python也從maillist的開發方式，轉為完全開源的開發方式。社區氣氛已經形成，工作被整個社區分擔，Python也獲得了更加高速的發展。

(由于Guido享有絕對的仲裁權，所以在Python早期maillist的開發時代，不少愛好者相當擔心Guido的生命。他們甚至作出假設：如果Guido掛了的話，Python會怎樣。見 If Guido was hit by a bus)

到今天，Python的框架已經確立。Python語言以對象為核心組織代碼(Everything is object)，支持多種編程范式(multi-paradigm)，采用動態類型(dynamic typing)，自動進行內存回收(garbage collection)。Python支持解釋運行(interpret)，并能調用C庫進行拓展。Python有強大的標準庫 (battery included)。由于標準庫的體系已經穩定，所以Python的生態系統開始拓展到第三方包。這些包，如Django, web.py, wxpython, numpy, matplotlib,PIL，將Python升級成了物種豐富的熱帶雨林。

今天Python已經進入到3.0的時代。由于Python 3.0向后不兼容，所以從2.0到3.0的過渡并不容易。另一方面，Python的性能依然值得改進，Python的運算性能低于C++和Java(見 Google的討論)。Python依然是一個在發展中的語言。我期待看到Python的未來。

Python啟示錄

Python崇尚優美、清晰、簡單，是一個優秀并廣泛使用的語言 (TIOBE語言排行第八，Google的第三大開發語言，Dropbox的基礎語言，豆瓣的服務器語言)。這個世界并不缺乏優秀的語言，但Python的發展史作為一個代表，帶給我許多啟示。

在Python的開發過程中，社區起到了重要的作用。Guido自認為自己不是全能型的程序員，所以他只負責制訂框架。如果問題太復雜，他會選擇繞過去，也就是cut the corner。這些問題最終由社區中的其他人解決。社區中的人才是異常豐富的，就連創建網站，籌集基金這樣與開發稍遠的事情，也有人樂意于處理。如今的項目開發越來越復雜，越來越龐大，合作以及開放的心態成為項目最終成功的關鍵。

Python從其他語言中學到了很多，無論是已經進入歷史的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。可以說，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。每個語言都是混合體，都有它優秀的地方，但也有各種各樣的缺陷。同時，一個語言“好與不好”的評判，往往受制于平臺、硬件、時代等等外部原因。程序員經歷過許多語言之爭。我想，為什么不以開放的心態和客觀的分析，去區分一下每個語言的具體優點缺點，去區分內部和外部的因素。說不定哪一天發現，我不喜歡的某個語言中，正包含了我所需要的東西。

到此，相信大家對“Python是怎么誕生的”有了更深的了解，不妨來實際操作一番吧！這里是億速云網站，更多相關內容可以進入相關頻道進行查詢，關注我們，繼續學習！