Искусство программирования для Unix - Эрик Реймонд

Как и в предыдущем случае, ни один из других языков не предоставил бы такого непосредственного интерфейса к Tk GUI, который составляет большую часть кода.

14.4.6. Python

Python является языком написания сценариев, предназначенным для тесной интеграции с С. Он способен как импортировать, так и экспортировать данные в динамически загружаемые С-библиотеки, его также можно вызывать из С как встроенный язык сценариев. Синтаксис Python очень напоминает гибрид синтаксиса С и семейства Modula, но имеет ту необычную особенность, что структура блока фактически определяется отступами (в языке нет аналогов явных директив begin/end или фигурных скобок С). Первая публичная версия Python вышла в 1991 году.

Язык Python представляет собой очень четкую, элегантную конструкцию с превосходными свойствами модульности. Он предоставляет разработчикам возможность писать программы в объектно-ориентированном стиле, но не вынуждает делать этого (возможно программирование более традиционным, процедурным способом, подобным С). Язык имеет систему типов, сравнимую по выразительности с системой типов Perl, включая динамические контейнеры и ассоциативные списки, но менее характерную (документально подтвержден тот факт, что объектная система Perl была создана как подражание системе Python). Данный язык устраивает даже Lisp-хакеров, предоставляя безымянные лямбда-операторы (задаваемые функциями объекты, которые могут распространяться и использоваться итераторами). Python поставляется с Tk-инструментарием, который можно использовать для простого создания GUI-интерфейсов.

Стандартный дистрибутив Python включает в себя клиентские классы для большинства важных Internet-протоколов (SMTP, FTP, POP3, IMAP, HTTP) и порождающие классы для HTML. Поэтому рассматриваемый язык хорошо подходит для протокольных роботов и каналов сетевого администрирования. Он также превосходно подходит для работы в Web CGI и успешно конкурирует с Perl на участке высокой сложности в данной прикладной области.

Из всех рассматриваемых интерпретируемых языков Python и Java являются двумя наиболее точно подходящими для масштабирования в большие сложные проекты с множеством взаимодействующих разработчиков. Во многом Python проще, чем Java, и его предрасположенность к быстрому созданию прототипов может дать ему преимущество перед Java для автономного использования в приложениях, которые не являются ни чрезмерно сложными, ни требующими высокой скорости выполнения. Реализация Python на языке Java, предназначенная для облегчения смешанного использования обоих языков, доступна и используется в реальных проектах. Она называется Jython.

Python не может конкурировать с С или С++ по скорости выполнения (хотя использование стратегии смешанных языков на сегодняшних быстрых процессорах, возможно, делает этот недостаток сравнительно второстепенным). Фактически Python, как правило, считается наименее эффективным и самым медленным из основных языков сценариев — это цена, которую приходится платить за полиморфизм типов во время выполнения. Однако не стоит по этой причине отказываться от использования данного языка. Большинству приложений фактически не требуется производительность, большая, чем предоставляется Python. Приложения, в которых такая производительность действительно необходима, обычно ограничены внешними задержками, такими как задержки сети или дисков. Кроме того, в виде компенсации, Python исключительно просто комбинируется с С, поэтому для достижения существенного прироста скорости чувствительные к производительности Python-модули можно легко преобразовывать в С.

Python проигрывает в выразительности языку Perl для небольших проектов и связующих сценариев, сильно зависящих от возможностей обработки регулярных выражений. Данный язык был бы избыточным в мелких проектах, для которых более подходящим может быть shell или Tcl.

Как и Perl, Python имеет хорошо организованное сообщество разработчиков с центральным Web-сайтом <http://www.python.org>, содержащим множество полезных реализаций Python, инструментов и модулей расширения.

Наиболее полным справочником по языку Python является книга "Programming Python" [51]. Обширная документация по Python-расширениям также доступна на Web-сайте проекта Python.

Python-программы в большинстве случаев хорошо переносятся между Unix-системами и даже на другие операционные системы. Стандартная библиотека достаточно мощная для того, чтобы значительно сократить использование непереносимых вспомогательных программ. Реализации Python доступны для операционных систем Microsoft и MacOS. Кроссплатформенная разработка GUI возможна с помощью либо Tk, либо двух других инструментариев. Python/C-приложения могут быть "замороженными", квази-скомпилированными в чистый исходный код С, который должен быть переносимым на системы без установленного Python.

Выводы: лучшей стороной Python является то, что он поддерживает четкий, читаемый код и комбинирует доступность с расширяемостью в крупных проектах; наибольший недостаток данного языка заключается в его неэффективности и медлительности не только по сравнению с компилируемыми языками, но и относительно других языков сценариев.

14.4.6.1. Небольшой учебный пример по Python: imgsizer

Imgsizer — утилита, которая переписывает WWW-страницы так, что теги включения изображений автоматически получают верные размеры изображения (это ускоряет загрузку страниц во многих браузерах). Исходные коды и документацию можно найти в подкаталоге "URL WWW tools" <http://www.ibiblio.org> архива ibiblio.

Программа imgsizer первоначально была написана на Perl, и была почти идеальным примером небольшого, управляемого шаблонами инструмента обработки текста. Позднее программа была транслирована в Python в целях получения преимущества библиотеки Python по поддержке HTTP-передачи. В результате этого зависимость от внешней утилиты доставки страницы была устранена. Примечательно использование утилит file(1) и identify(1) пакета ImageMagick в качестве специальных средств для получения размеров изображений в пикселях.

Динамическая обработка строк и необходимость замысловатой проверки регулярных выражений сделала бы написание imgsizer на С или С++ крайне сложным. Такая версия также была бы значительно больше и сложнее для чтения. Язык Java решил бы проблему неявного управления памятью, но он едва ли был бы более выразительным, чем С или С++ при проверке текстовых шаблонов.

14.4.6.2. Учебный пример по Python среднего размера: fetchmailconf

В главе 11 пара fetchmail/fetchmailconf рассматривалась как пример одного из способов отделения реализации от интерфейса. Преимущества Python хорошо иллюстрируются на примере утилиты fetchmailconf.

В программе fetchmailconf используется инструментарий Tk для реализации многопанельного редактора конфигурации с графическим интерфейсом (для GTK также существуют Python-привязки и другие инструментарии, но Tk-привязки поставляются с каждым интерпретатором Python).

В режиме для высококвалифицированных пользователей GUI-интерфейс поддерживает редактирование около 60 атрибутов, распределенных по трем уровням панелей. Элементы управления атрибутами включают в себя комбинацию из флажков, переключателей, текстовых полей и списков. Несмотря на эти сложности, автору книги потребовалось меньше недели, включая четыре дня на изучение Python и Tk, для проектирования и кодирования первой полнофункциональной версии.

Python превосходит другие языки в быстром создании прототипов GUI-интерфейсов, а (как показывает пример fetchmailconf) прототипы часто являются основными составляющими реальных проектов. Perl и Tcl имеют аналогичные сильные стороны в данной области (включая инструментарий Tk, который был написан для Tcl), но они сложнее в управлении на уровне сложности кода fetchmailconf (приблизительно 1400 строк). Emacs Lisp не подходит для GUI-программирования.

Выбор Java увеличил бы издержки сложности программной задачи, не создавая значительных преимуществ для данного приложения, которое не требует высокой скорости выполнения.

14.4.6.3. Большой учебный пример Python: PIL

Python-библиотека обработки графики (Python Imaging Library — PIL) поддерживает обработку растровой графики. Программа поддерживает множество популярных форматов, включая PNG, JPEG, BMP, TIFF, PPM, XBM и GIF. Python-программы могут использовать ее для того, чтобы конвертировать и трансформировать изображения. В число поддерживаемых трансформаций входит кадрирование, вращение, масштабирование и сдвиг. Также поддерживается пиксельное редактирование, искривление изображений и преобразования цветов. Дистрибутив PIL включает в себя Python-программы, которые делают доступными данные средства из командной строки. Таким образом, программу PIL можно использовать для трансформации изображений в пакетном режиме или в качестве мощного инструментария, посредством которого реализуется программируемая обработка растровых изображений.