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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.

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 è forte (strong typing) e viene eseguito runtime (dynamic typing). In altre parole una variabile può assumere nella sua storia valori di tipo diverso, tuttavia in ogni istante appartiene ad un tipo ben definito. 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 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.

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. Dalla versione 2.4 sono disponibili anche i numeri decimali (decimal), ovvero numeri con la virgola a precisione illimitata, come quelli disponibili in Rexx o in Cobol, che non soffrono di problemi di arrotondamento e stabilità tipici dei numeri floating point classici.

Supporta tutte le operazione classiche sulle stringhe con questa eccezione: le stringhe in Python sono oggetti immutabili, cosicché 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 a tipizzazione dinamica, 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 (come avviene ad esempio in PHP).

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.

Il sistema dei tipi Python è ben integrato con il sistema delle classi. Anche se 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.

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.

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.

Il 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.

Python ha una vasta libreria standard, il che lo rende adatto a molti impieghi. Oltre ai moduli della libreria standard se ne possono aggiungere altri scritti in C oppure Python per soddisfare le proprie esigenze particolari. Tra i moduli già disponibili ce ne sono per scrivere applicazioni web (sono supportati MIME, HTTP e tutti gli altri standard internet). Sono disponibili anche moduli per creare applicazioni con interfaccia grafica, per connettersi a database relazionali, per usare le espressioni regolari e per fare molte altre cose.

La libreria standard è uno dei punti forti di Python. Essa infatti è compatibile con tutte le piattaforme, ad eccezione di poche funzioni, segnalate chiaramente nella documentazione come specifiche di una piattaforma particolare. Grazie a questo generalmente anche programmi Python molto grossi possono funzionare su Linux, Mac, Microsoft Windows e altre piattaforme senza dover essere modificati.

Come il Lisp e a differenza del Perl, l'interprete Python supporta anche un modo d'uso interattivo attraverso il quale è possibile inserire codice direttamente da un terminale, vedendo immediatamente il risultato. Questo è un bel vantaggio per chi sta imparando il linguaggio, ma anche per gli sviluppatori esperti: brevi tratti di codice possono essere provati in modo interattivo prima di essere integrati nel programma principale.

L'interprete è inoltre contenuto nella libreria standard, e come in molti altri linguaggi interpretati è possibile fargli valutare stringhe arbitrarie nel contesto corrente. È però possibile passare all'interprete anche un contesto completamente diverso, sotto forma di liste che contengono l'elenco dei simboli definiti.

Python dispone anche di un framework per lo unit testing che permette di creare serie esaustive di test.

Se paragonato ai linguaggi compilati statically typed, come ad esempio il C, la velocità di esecuzione non è uno dei punti di forza di Python, specie nel calcolo matematico. Esiste un'estensione, Psyco, che è una sorta di compilatore JIT e permette di velocizzare in modo notevole alcuni tipi di codice, specialmente l'implementazione di algoritmi, pur pagando un prezzo in termini di memoria utilizzata. Comunque, anche in questo modo un qualunque compito che preveda numerosi calcoli puri non è adatto ad un programma Python.

Le performance di Python sono invece allineate o addirittura superiori ad altri linguaggi interpretati, quali PHP e Ruby, e in certe condizioni può rivaleggiare anche con Java. Non va inoltre dimenticato che Python permette di aggirare in modo facile l'ostacolo delle performance pure: è infatti relativamente semplice scrivere un'estensione in C o C++ e poi utilizzarla all'interno di Python, sfruttando così l'elevata velocità di un linguaggio compilato solo nelle parti in cui effettivamente serve, e sfruttando invece la potenza e versatilità di Python per tutto il resto del software.