1   Python 是什麼？

各位好，今天我們要來介紹 Python 這一套功能強大、直譯式並且物件導向的程式語言。你或許聽過，或許沒聽過，但現在有機會來認識它了。

功能強大的直譯式程式語言不只有 Python，為什麼我們單單要來介紹它呢？Python 有幾項特點：

1. 容易撰寫。

   Python 具有許多物件導向的特性，然而並不要求一定得用物件導向的方式撰寫。撇開物件導向的議題不談，Python 通常可以靠比較短的程式碼完成比較多的功能，或者可以寫得比較清楚。

2. 功能強大。

   Python 自 1990 年由 Guido van Rossum 在荷蘭的 CWI 開始發展以來，從 0.9 進步到今天的 2.4.2，不但累積了相當完整的標準程式庫 (模組)，更有無以計數的非標準模組，而且絕大部分都是開放原始碼的。單以內建的模組來講，從簡單的數學運算、字串處理、網際網路協定連線、網際網路資料處理、各種壓縮格式，以及 POSIX 與主要作業系統的支援功能等等，含括的範圍非常地廣泛。

3. 跨平台。

   各種主要的作業系統都支援 Python。Python 程式常常不需要修改，便可以同時在 Linux 與 Windows 平台上執行，即使撰寫 GUI 程式 (透過 PyGTK, wxPython 等 binding) 也是一樣。所撰寫的 Python 程式透過標準的 distutils (模組) 進行包裝後，用標準的方式即可安裝於各種平台；在 Windows 下更可以自動產生方便的可執行 installer。

4. 容易擴充。

   Python 算是執行效率不錯的直譯式語言，但畢竟比不上 C 和 Fortran。然而只要我們想，大可以 C/C++ 或 Fortran 撰寫高效率的模組；這些模組的使用方式，與內建模組以及用 Python 撰寫的模組完全一樣。最好的是，撰寫的方法並不困難。

2   安裝 Python 執行環境

如果你使用 Linux，特別是 Debian GNU/Linux 的話，這個環境對 Python 是非常和善的，只要用 apt-get install python 即可安裝 Python 直譯器。若在安裝 Debian 的時候有選擇 task，那麼 Debian installer 可能已經幫你把 Python 裝好了。無論如何，安裝不費吹灰之力。

Debian 把 Python 直譯器拆成好幾個套件：python, python-doc, python-profiler 與 python-dev。非開發人員的系統上通常只會安裝 python 套件，它包含了直譯器程式與相關二進位程式庫；如果我們想寫 Python 程式的話 (這是你在看這篇文章的目的之一，不是嗎？)，python-doc 與 python-profiler 也應該要安裝起來。python-dev 包含的則是用來以其它語言開發延伸模組用的部分。

雖然目前最新版的 Python 已是 2.4.2 了，但 Debian 預設的 Python 版本仍是 2.3.5。Python 2.4 作了許多增強，但 Python 2.3 的套件 (協力套件) 支援性還是比較廣泛的。如果你想使用 2.4 版的 Python (或是倒回去 2.2, 2.1 版)，請 apt-get install python2.4 (可以把 2.4 改成 2.2, 2.1，以安裝相對的版本)。這些不同版本的 Python 能夠共存在 Debian 裡，有需要時可以手動叫用。在其它的 Linux distribution 上，使用預裝的 Python 即可。

如果你希望自己手動編譯 Python，請到下載頁²下載 source code distribution。熟練的程式員可能喜歡這樣作，然而當你有品質良好的 Debian 套件可以用的時候，需要自行編譯的機會就不是那麼多了。

Python 在 2.4 以後的版本加入了許多好用的語言功能與模組，在執行效率上也有所增進。如果你對新的 Generator Expressions³、Decorators⁴ 與其它新增的功能⁵有興趣，非常推薦使用 Python 2.4。

這是一本 Linux 專門雜誌，不過既然要談跨平台能力高強的 Python，實在不能不提一下 Windows 下的 Python 安裝。Windows 當然是沒有內建 Python 的，但 Windows 版 Python 的安裝和普通的應用程式一模一樣，你只要從 Python 的下載頁²把安裝程式抓下來，然後執行，所有選項都使用預設值即可完成。實在非常地簡單。

為了仔細地說明，我們拿 Python 2.3.5 安裝程式來當作範例，請至 http://www.python.org/2.3.5/ 下載 Windows 版的安裝程式 (Python-2.3.5.exe)。執行了安裝程式之後，我們會看到這個畫面：

Python 並不大；安裝完畢以後也只佔用了 20MB 多一點的磁碟空間，所以最好裝在安裝程式所建議的這個位置。未來我們若自行安裝了任何外加的 Python 模組或套件，也會放在這個目錄裡面；不過 Python 套件通常都很小，我們還是不必擔心空間問題。接著按 Next (下一步)，選擇是否要備份可能會被覆蓋的檔案：

如果你是第一次安裝 Python，當然選不選備份都沒有差別；應該不會有被覆蓋的檔案。按 Next 選要安裝的組件：

完全安裝也只需要 20MB 的空間，我們沒必要就不取消任何一個項目。最後一個可以選擇的是程式集裡出現的名稱，這就隨你喜好了：

只用了四個畫面就設定完畢，這比安裝遊戲還簡單。最後一個畫面只是請求確認安裝，按下 Next 就開始安裝了：

如果你將來後悔了，到程式集裡的 Python 2.3 (看你有沒有改過) 就可以找到反安裝程式。

我們順便也展示一下在 Windows 下安裝 Python 模組有多簡單。Python 下有一個非常方便的影像處理程式庫：Python Imaging Library (PIL)⁶，我們用它來示範。因為剛剛示範的是 Python 2.3，所以這裡也用 Python 2.3 版的包裝檔。請下載 PIL-1.1.5.win32-py2.3.exe 檔，點擊後開始安裝：

一開始是歡迎畫面，按下 Next 後繼續流程，會請求你指定要安裝的 Python 位置：

我們可以在一台電腦裡安裝好幾個不同的 Python；如果你有這麼作，此處便提供一個指定 Python installation 的機會。接下去確認安裝動作：

按下 Next 以後就開始安裝：

很快就會裝完，最後按 Finish 即結束安裝動作。

3   Python 基本語法

受限於篇幅，本文不可能學一般書籍的作法來列出 Python 所有的語法元素；我們要用幾個簡單的範例程式，從 Python 最有特色的地方進行介紹。由於這麼作無法精確完整地描述 Python 的寫法，所以推薦你繼續 (依序) 閱讀葉平 (PingYeh) 教授的 Python 教材⁷ (中文)、Python Online Tutorial⁸，以及比較硬的 Python Language Reference⁹；另外，Dive into Python¹⁰ 也是一本可以在網路上免費下載的好書，值得參考。

#!/usr/bin/env python
print "Hello, world"

$ ./hello.py
Hello, world

#!/usr/bin/env python
f = open( "/var/log/messages" )
lines = f.readlines()
f.close()
for line in lines:
    print line

$ python
Python 2.3.5 (#2, Aug 30 2005, 15:50:26)
[GCC 4.0.2 20050821 (prerelease) (Debian 4.0.1-6)] on linux2
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>>

>>> print "a b c".split()
['a', 'b', 'c']

>>> print 'this is an apple'.split()[2]
an

f = open( "newfilename.txt", 'w' )

f.write( "string data" )

import sys

#!/usr/bin/env python
import sys
print sys.argv

$ ./echoargs.py arg1 arg2
['./echoargs.py', 'arg1', 'arg2']

int main(){
    int i;
  double d;
      d = 1.d0;
        i = 2;
}

print "Hi"
      print "hi"

print "Hi"
print "hi"

if 1 == 1:
print "1 == 1, of course"

if 1 == 1:
    print "1 == 1, of course"

4   Python 的應用

本文對 Python 作了粗淺的介紹，其實還非常地殘缺不全。你可能仍然不太了解 Python，所以最後我們要用一點篇幅來看看目前 Python 這個語言究竟有用在哪些地方？看過以後，你或許會比較有繼續研究下去的動力。

1. Zope 應用程式伺服器與相關系統。Zope 是一套以 Python 撰寫的高效率應用程式伺服器，主要用於網頁應用程式的開發；而在 Zope 之上則有 Plone 這套全功能的內容管理系統。Zope 與 Python 的發展息息相關，嶄新的 ZopeX3 與 Python 模組系統有相當優雅的結合，即使你對網頁應用程式沒興趣，其程式碼也非常值得參考。
2. 科學計算。在要求效率的科學計算領域，Python 是強力工具。SciPy, Matplotlib, ScientificPython 等等都是專為科學計算設計的套件，而另有一些工具可以用來彌補身為描述式語言的 Python 在執行效率上先天弱勢的缺點，請參考 SciPy 網頁上的報告¹¹，基本上可以讓以 Python 為主體的程式和純 C++ 程式的執行效率差距在 10% 以內。
3. Web application。在 Python 上有許多以網頁應用為標的的計畫，在 Python wiki 上有好幾組列表¹²，光應用程式框架就有二十個左右，其中 Django 和 Turbogears 是近來討論最多的框架，值得注意。
4. 圖形介面程式。以 Python 撰寫一般的圖形介面程式是相當理想的選擇。GTK、Qt 和 wxWidget 等常用的 GUI 框架都有 Python binding，程式員可以丟開複雜的 C/C++ 介面，把記憶體管理交給 Python，用最快的速度製作程式的雛形。若應用環境允許，直接以 Python 程式碼發行更是方便的選擇。
5. 作業系統管理。談到作業系統管理很難不提到 Perl，Perl 一直以來都是 Unix-like 系統上的瑞士刀，而且是最高級的那一種。然而 Perl 程式設計的藝術性也造成了一些問題，Python 可能是更輕鬆的另一種選擇。在處理字串上，Perl 仍然勝過 Python 不少，但在字串處理不那麼吃動的系統上，譬如 Windows，配合 win32all 套件，Python 可能就比 Perl 更合適了。

以上列出的是 Python 被大量應用的領域；沒有提到的地方代表了筆者的見聞不足，尚請讀者指正。

在下一期的內容裡，我們要來討論一些以 Python 管理 Linux 作業系統的技巧；一方面看看如何實際應用 Python，再方面進一步地深入 Python 的程式設計。

5   參考資料