潘石屹考了99分的Python，到底是一種什么存在？

原標(biāo)題：潘石屹考了99分的Python，到底是一種什么存在？

去年，當(dāng)?shù)禺a(chǎn)大佬潘石屹要把學(xué)習(xí)Python作為生日禮物送給自己的時(shí)候，微博上還多是一陣調(diào)侃之聲?？赡苷怯∽C了Python程序員們常常掛在嘴邊的“人生苦短，就學(xué)Python”的口頭禪，時(shí)年56歲的小潘同學(xué)要再一次抓住“青春”的尾巴吧。

為督促自己學(xué)習(xí)，小潘還在微博專門設(shè)置了一個(gè)#潘石屹用Python解決100個(gè)問題#的話題，鼓勵(lì)全民圍觀，監(jiān)督他的Python學(xué)習(xí)計(jì)劃。顯然，幾個(gè)月的堅(jiān)持，讓小潘同學(xué)的Python學(xué)習(xí)有了初步的成果。5月16號(hào)，他在參加完NCT全國(guó)青少年編程能力等級(jí)測(cè)試 Python 編程一級(jí)考試后，曬出了99分的優(yōu)秀成績(jī)單。

至于為啥要學(xué)Python，樸實(shí)的潘總在接受媒體采訪時(shí)表示，人到50歲以后一定要學(xué)點(diǎn)新東西，以防止老年癡呆。

但為什么選擇要學(xué)一個(gè)自己完全不懂的Python語(yǔ)言，這還是他在請(qǐng)教了李開復(fù)之后得到的啟發(fā)：Python語(yǔ)言是現(xiàn)在全世界使用最多的一個(gè)編程語(yǔ)言，也是非常成熟的一個(gè)語(yǔ)言。

最主要的呢？

未來社會(huì)是一個(gè)人工智能的社會(huì)，學(xué)習(xí)Python是打開人工智能時(shí)代的鑰匙。

Python對(duì)于人工智能很重要，對(duì)很多關(guān)注AI的人們來說想必是個(gè)基本常識(shí)，但是對(duì)于大部分并非專業(yè)從事編程的人，比如我來說，Python到底有多重要，其實(shí)還是一頭霧水的。

于是我默默地拿起了一本《Python編程：從入門到實(shí)踐》……

額，短期學(xué)會(huì)有點(diǎn)不太現(xiàn)實(shí)。我還是本著謙虛好學(xué)的態(tài)度，梳理下專業(yè)人士的觀點(diǎn)，來盡可能地搞清楚“Python之于AI”是一種怎樣的存在吧？

Python為何能這么流行？

衡量一門編程語(yǔ)言受歡迎程度的重要指標(biāo)，可以參考其在Stack Overflow（一家IT問答社區(qū)）上面的標(biāo)簽數(shù)量。下圖是近10年來全世界最主要的幾種編程語(yǔ)言在社區(qū)平臺(tái)的問答帖子中的標(biāo)簽數(shù)量的趨勢(shì)圖。

從2012年之后，Python就一直處在穩(wěn)步上升的趨勢(shì)，與此相對(duì)照的是其他主流編程語(yǔ)言，除了R語(yǔ)言一直處于停滯不前的狀態(tài)，其他編程語(yǔ)言則是在不同程度地穩(wěn)步下降。

這一指標(biāo)確實(shí)很好地印證了Python的流行程度和普及度。根據(jù)專業(yè)人士的說法，Python具有以下優(yōu)點(diǎn)：

一、Python的成熟和易用。

實(shí)際上，從1991年，van Rossum向全世界發(fā)布了第一個(gè)版本的Python至今已經(jīng)有30歲的高齡了。但Python卻沒有因?yàn)檫@種計(jì)算機(jī)時(shí)代略顯“古老”的年齡而走向衰敗，反而因?yàn)镻ython在可用性和功能性上面取得的平衡，讓越來越多的程序員開始使用這一語(yǔ)言。

一方面簡(jiǎn)單易用，一方面又可以用來開發(fā)大型的應(yīng)用程序，這兩個(gè)因素結(jié)合，正是 Python在上世紀(jì)90年代逐漸取得成功的原因?，F(xiàn)在，Python語(yǔ)言已經(jīng)形成一個(gè)龐大的成熟社區(qū)，一旦人們?cè)诰帉慞ython代碼遇到任何問題，都可以從中找到有用的答案。

二、Python對(duì)于初學(xué)者非常友好。

從一開始，Python就提供了清晰而明確的語(yǔ)法，使得發(fā)人員更容易閱讀和理解代碼，這是眾多程序員喜歡上Python的主要理由。

用三種語(yǔ)言來顯示“Hello World！”為例，相比起C語(yǔ)言和Java，Python更符合人類直覺的語(yǔ)言形式，對(duì)新手而言也更加友好，只需要一句“print”（發(fā)布）就可以了。

用van Rossum的原話來說就是，一門編程語(yǔ)言不僅要告訴計(jì)算機(jī)該做什么，還要便于在開發(fā)者之間傳遞思想。那還有什么比使用一種 “符合人性”的編程語(yǔ)言來實(shí)現(xiàn)更好的思想交流呢？

第三，Python的功能足夠強(qiáng)大。

經(jīng)過如此久的迭代開發(fā)，Python早已擁有各種各樣的支持庫(kù)。用一個(gè)形象的比喻來說，Python就像是編程界的“瑞士軍刀”，可以在各種各樣的場(chǎng)合里用到。比如處理矩陣和向量數(shù)據(jù)的NumPy、做技術(shù)和工程方面的計(jì)算的SciPy、數(shù)據(jù)處理和分析的Pandas以及支持?jǐn)?shù)據(jù)可視化的Matplotlib等等支持庫(kù)。

需要注意的是，正是Python在支持庫(kù)上面的功能擴(kuò)展，與AI技術(shù)發(fā)展息息相關(guān)。這些正是我們接下來要討論的問題。

為什么Python更適合人工智能？

我們知道第三次人工智能浪潮的興起得益于機(jī)器學(xué)習(xí)，特別是深度學(xué)習(xí)算法的成功。而訓(xùn)練一個(gè)AI算法模型就需要為其喂養(yǎng)大量的數(shù)據(jù)。在前期的AI發(fā)展中，“有多少智能就有多少人工”就是這一AI訓(xùn)練過程的典型描述。在這一過程中，Python因其有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理的生態(tài)庫(kù)，因而能夠?yàn)槠涮峁?shù)據(jù)的訪問和轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)AI算法的快速“喂養(yǎng)”。

舉個(gè)例子，機(jī)器學(xué)習(xí)或者深度學(xué)習(xí)的算法模型所要處理的數(shù)據(jù)實(shí)際上都是矩陣和向量。而NumPy則正好支持維度數(shù)組與矩陣運(yùn)算，結(jié)合Python內(nèi)置的math和random庫(kù)，可以輕松通過簡(jiǎn)單代碼實(shí)現(xiàn)矩陣的轉(zhuǎn)置、求逆、求和、叉乘、點(diǎn)乘和分解等功能。

而且，NumPy在實(shí)現(xiàn)層對(duì)矩陣運(yùn)算做了大量的并行化處理，通過數(shù)學(xué)運(yùn)算的精巧，而不是讓用戶自己寫多線程程序，來提升程序效率。有了Python這種強(qiáng)大的數(shù)據(jù)計(jì)算和處理能力，開發(fā)者就可以把工作重心放在模型和算法上，不用操心運(yùn)行的問題了。

就像上面所說，Python其實(shí)也是AI技術(shù)的“瑞士軍刀”。對(duì)于AI訓(xùn)練所需要的數(shù)據(jù)獲取、分析、建模等流程也都可以通過Python的各類支出庫(kù)來解決。

（用Python訓(xùn)練和使用一個(gè)logistic Regression模型）

比如，像requests、scrapy這類網(wǎng)絡(luò)爬蟲庫(kù)，可以從網(wǎng)絡(luò)上獲得源源不斷地海量數(shù)據(jù)；像scipy、pandas、matplotlib以及剛剛介紹的NumPy,幫助開發(fā)者進(jìn)行科學(xué)計(jì)算、數(shù)據(jù)處理、繪圖以及矩陣計(jì)算等操作；而像nltk、keras、sklearn這類用于建模的支持庫(kù)，即可用于NLP、DL的模型搭建，實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整的AI算法模型。

此外，Python也可以用于處理高效的C/C ++算法，以及CUDA/cuDNN的包裝語(yǔ)言，這讓現(xiàn)有的機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)庫(kù)可以在Python中高效運(yùn)行的原因之一。

總體而言，Python成為一門理想的集成語(yǔ)言，可以讓開發(fā)者關(guān)注真正的問題，而不是花很多時(shí)間在細(xì)節(jié)實(shí)現(xiàn)上。

Python語(yǔ)言十全十美嗎？

當(dāng)然不是，像任何一門編程語(yǔ)言一樣，Python也會(huì)有自身的缺陷。

首先，Python的執(zhí)行速度不夠快。由于Python是一門解釋型語(yǔ)言。編程語(yǔ)言和機(jī)器語(yǔ)言之間需要解釋器的翻譯，而Python是一次執(zhí)行一個(gè)任務(wù)，因而需要每翻譯一行程序敘述就立刻運(yùn)行，然后再翻譯下一行再運(yùn)行，這樣就導(dǎo)致Python要比像C、Java這類編譯型語(yǔ)言執(zhí)行速度慢的原因。

但對(duì)于現(xiàn)在的服務(wù)器算力來說，Python速度的劣勢(shì)幾乎沒有什么影響，因?yàn)閷?duì)于開發(fā)者而言根本察覺不到明顯的延時(shí)。此外，還可以通過和C語(yǔ)言的結(jié)合，將需要優(yōu)化速度的應(yīng)用轉(zhuǎn)換為編譯好的擴(kuò)展語(yǔ)言，并在系統(tǒng)中使用Python腳本將這部分應(yīng)用連接起來，以提高程序的整體效率。

其次，Python源代碼加密困難。Python不像編譯型語(yǔ)言的源程序會(huì)被編譯成目標(biāo)程序，而是會(huì)直接運(yùn)行源程序，因此對(duì)源代碼加密比較困難。

此外，Python不太適用于移動(dòng)開發(fā)。Python在設(shè)計(jì)時(shí)并沒有考慮到移動(dòng)開發(fā)，因而還不支持在非x86硬件平臺(tái)上編譯代碼，而且Python的測(cè)試套件很容易在移動(dòng)平臺(tái)崩潰。隨著移動(dòng)設(shè)備的數(shù)量和流量開始遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過PC設(shè)備，Python也應(yīng)該要努力進(jìn)化以支持移動(dòng)平臺(tái)了。

盡管Python在未來幾年內(nèi)會(huì)依然興盛，但是一些潛在的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手也正在成長(zhǎng)——Rust、Go以及Julia。這些語(yǔ)言都各自超過Python的優(yōu)點(diǎn)，也能修補(bǔ)Python的薄弱環(huán)節(jié)，正在成為Stack Overflow近幾年受歡迎趨勢(shì)上升很快的三種語(yǔ)言，但是零點(diǎn)幾的份額還不足以挑戰(zhàn)Python。

然而總體上，Python因其開放的開源社區(qū)以及全球最多的開發(fā)者生態(tài)，使其成為近十年來最成功的編程開發(fā)語(yǔ)言之一。

如果列舉Python的廣泛應(yīng)用，我們可以列舉出一系列的名單。包括人工智能學(xué)習(xí)框架如Google的TensorFlow?、Facebook的PyTorch、開源社區(qū)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)庫(kù)Karas以及云計(jì)算開源平臺(tái)OpenStack等使用python實(shí)現(xiàn)。此外，Python還在Web開發(fā)、操作系統(tǒng)運(yùn)維、金融大數(shù)據(jù)分析和圖形GUI上面都是強(qiáng)大的支持工具。

（MIT研究員在通過Python代碼跑出黑洞圖片后，沒有報(bào)錯(cuò)時(shí)的小興奮）

如果這些領(lǐng)域還是離我們的日常生活太過遙遠(yuǎn)的話，我們不妨就記住Python這樣的一個(gè)小應(yīng)用吧。

還記得去年媒體瘋傳的那張黑洞照片嗎？這張據(jù)說用了2年時(shí)間拍攝而成的黑洞照片，其實(shí)并不是一個(gè)望遠(yuǎn)鏡拍攝到的，而是采用了遍布全世界的望遠(yuǎn)鏡連接起來，共同拍攝而成的。那么來自多個(gè)望遠(yuǎn)鏡拍攝的數(shù)據(jù)的處理就需要用到Python。

簡(jiǎn)單來說，人類看到的第一張真實(shí)的黑洞照片，其實(shí)是用Python合成的。如果今后有人問起Python能做什么，你還能記得這個(gè)知識(shí)點(diǎn)就可以了。

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