Python

Python è un potente linguaggio di programmazione interpretato creato da Guido van Rossum. Prende il nome dalla serie televisiva Monty Python's Flying Circus.

Filosofia

Python è un linguaggio multi-paradigma. Infatti permette in modo agevole di scrivere programmi seguendo il paradigma object oriented, oppure la programmazione strutturata, oppure la programmazione funzionale. Il controllo dei tipi viene fatto a runtime (dynamic typing) e usa un garbage collector per la gestione automatica della memoria.

Python ha qualche similarità con Perl, ma i suoi progettisti hanno scelto la via di una sintassi molto più essenziale e uniforme, con l'obiettivo di aumentare la leggibilità del codice. Come il Perl spesso è classificato linguaggio di scripting, ma pur essendo utile per scrivere script di sistema (in alternativa ad esempio a bash), la grande quantità di librerie disponibili e la facilità con cui questo linguaggio permette di scrivere software modulare favoriscono anche lo sviluppo di applicazioni molto complesse.

Tipi di dati e strutture

Python ha un gran numero di tipi base. Oltre ai tipi interi e floating point classici, supporta trasparentemente numeri interi arbitrariamente grandi e numeri complessi.

Supporta tutte le operazione classiche sulle stringhe con questa eccezione: le stringhe in Python sono oggetti immutabili, cosicchè qualsiasi operazione che in qualche modo potrebbe alterare una stringa (come ad esempio la sostituzione di un carattere) restituirà invece una nuova stringa.

Essendo il Python fortemente dinamico tutte le variabili sono in realtà semplici puntatori ad oggetto (reference), sono gli oggetti invece ad essere dotati di tipo. Ad esempio ad una variabile cui era assegnato un intero, un istante dopo può essere assegnata una stringa o un array.

In Python c'è un moderato controllo dei tipi a runtime. Si ha conversione implicita per i tipi numerici, per cui si può ad esempio moltiplicare un numero complesso per un intero, ma non c'è ad esempio conversione implicita tra numeri e stringhe, per cui un numero è un argomento non valido per le operazioni su stringa.

Contenitori standard

Python ha una serie di tipi contenitori come ad esempio liste, tuple e dizionari. Liste, tuple e stringhe sono sequenze e condividono la maggior parte dei metodi: si può iterare sui caratteri di una stringa con la stessa facilità con cui lo si può fare sugli elementi di una lista. Le liste sono array estendibili, invece le tuple sono array immutabili di lunghezza prefissata.

Altri contenitori di grande utilità sono i dizionari, conosciuti in altri contesti con il nome di hash table oppure array associativi. Come chiavi dei dizionari possono essere usati solo oggetti immutabili, in modo che in ogni caso sia preservata la consistenza, invece come valori associati alla chiave vanno bene oggetti arbitrari.

Organizzazione ad oggetti

Il sistema dei tipi Python è ben integrato con il sistema delle classi. Anche i tipi base non sono precisamente classi, una classe può ereditare da essi. In questo modo è possibile estendere stringhe, dizionari, ... o perfino gli interi. L'ereditarietà multipla è supportata.

Vengono supportate anche funzionalità estensive di introspezione sui tipi e sulle classi. I tipi e le classi sono a loro volta oggetti che possono essere esplorati e confrontati. Gli attributi sono gestiti in un dizionario.

Sintassi

Python è stato progettato in modo da essere altamente leggibile. Visivamente si presenta in modo molto semplice e ha pochi costrutti sintattici rispetto a molti altri linguaggi strutturati come C, Perl o Pascal.

Per esempio, Python ha solo due forme di ciclo -- for, che cicla sugli elementi di una lista o su di un iteratore (come il foreach del Perl); e while, che cicla fin tanto che l'espressione booleana indicata risulta vera. In sostanza manca dei cicli in stile C for, do...while, oppure di un until in stile Perl, ma tutti questi naturalmente possono essere espressi con dei semplici equivalenti. Allo stesso modo ha solamente il costrutto if...elif...else per le scelte condizionate -- niente switch oppure goto.

Uso degli spazi

Una cosa inusuale del Python è il metodo che usa per delimitare i bocchi di programma, cosa che lo rende unico fra tutti i linguaggi più diffusi.

Nei linguaggi derivati dall'Algol -- come ad esempio Pascal, C e Perl -- i blocchi di codice sono indicati con le parentesi oppure con parole chiave. (Il C ed il Perl usano { }; il Pascal usa begin ed end.) In questi linguaggi è solo una convenzione degli sviluppatori il fatto di indentare il codice interno ad un blocco, per metterlo in evidenza rispetto al codice circostante.

Python, invece, prende a prestito una caratteristica dal meno noto linguaggio di programmazione Occam -- invece di usare parentesi o parole chiavi, usa l'indentazione stessa per indicare i blocchi nidificati. Di seguito un esempio per chiarire questo. La versione C e Python di funzioni che fanno la stessa cosa -- calcolare il fattoriale di un intero:

Fattoriale in C:

int fattoriale(int x) {      
    if (x == 0) {                      
        return(1);                   
    } else {
        return(x * fattoriale(x-1));
    }
}

Fattoriale in Python:

def fattoriale(x):
    if x == 0:
        return 1
    else:
        return x * fatoriale(x-1)

All'inizio questo modo di indicare i blocchi può confondere le idee a chi viene da altri linguaggi, ma poi si rivela molto vantaggioso, perchè risulta molto conciso e obbliga a scrivere sorgenti indentati correttamente, aumentando alquanto la leggibilità del codice quando passa di mano in mano.

Programmazione funzionale

Come detto sopra, un altro punto di forza del Python è la disponibilità di elementi che facilitano la programmazione funzionale. Come ci si può aspettare, questo rende ancora più comodo operare con liste o altri tipi contenitore. Uno di questi costrutti è stato preso dal linguaggio funzionale Haskell e consente il "riempimento" di una lista, come possiamo vedere nel seguente esempio in cui vengono calcolate le prime cinque potenze di due:

numeri = [1, 2, 3, 4, 5]
potenze_di_due = [ 2 ** n for n in numeri ]

Dal momento che Python permette di avere funzioni come argomenti, è anche possibile avere costrutti funzionali più sottili, come ad esempio la continuation.

In Python esiste la parola chiave lambda, ma i blocchi lambda possono contenere solo espressioni, non statement. Non sono quindi il modo più generale per ritornare una funzione. Si può usare invece la seguente tecnica, che ritorna una funzione il cui nome è definito in uno scope locale.

def add_and_print_maker(x):
    def temp(y):
        print "%d + %d = %d" % (x, y, x+y)
    return temp

Gestione delle eccezioni

Python supporta e usa estensivamente la gestione delle eccezioni come un mezzo per controllare la presenza di eventuali condizioni di errore. Addirittura è possibile intercettare l'eccezione generata da un errore di sintassi (syntax error)!

Le eccezioni permettono un controllo degli errori più conciso ed affidabile rispetto a molti altri modi possibili usati in genere per segnalare errori o situazioni anomale. Le eccezioni sono thread-safe; non sovraccaricano il codice sorgente come fanno invece in C i controlli sui valori di errore ritornati, e inoltre possono facilmente propagarsi verso l'alto nello stack delle chiamate a funzione quando un errore deve venire segnalato ad un livello più alto del programma.

In modo di fare frequente consiste, invece che fare controlli preventivi, nell'eseguire direttamente l'azione desiderata e catturare invece le eventuali eccezioni che si verificassero.

Libreria standard

Python has a large standard library, which makes it well suited to many tasks. The modules of the standard library can be augmented with custom modules written in either C or Python. The standard library is particularly well tailored to writing Internet-facing applications, with a large number of standard formats and protocols (such as MIME and HTTP) supported. Modules for creating graphical user interfaces, connecting to relational databases, and manipulating regular expressions are also included.

The standard library is one of Python's greatest strengths. The bulk of it is cross-platform compatible, meaning that even heavily leveraged Python programs can often run on Unix, Windows, Macintosh, and other platforms without change.

Altre caratteristiche

Like Lisp, and unlike Perl, the Python interpreter also supports an interactive mode in which expressions can be entered from the terminal and results seen immediately. This is a boon for those learning the language and experienced developers alike: snippets of code can be tested in interactive mode before integrating them into a program proper. Python also sports a nice unit testing framework for creating exhaustive test suites.

Misc

• Code example and explanation to illustrate the differences between an excplicitely and implicity typed language. Namely Python and Java
• Here is some comparison between C++ and Python with a pretty lengthy example.
• Java implemetation of Python programming language is called Jython.

External Links

• http://www.python.org/ -- The Python Homepage
• http://www.python.org/cgi-bin/moinmoin -- Python Wiki
• http://www.python.org/doc/ -- Python Tutorials and References
• http://www.diveintopython.org/toc.html -- Dive into Python
• http://www.zope.org/ -- an application server and Content Management System
• http://www.mojonation.net/

Altri linguaggi

Tcl, Perl, Scheme, Java, Ruby.

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