1.1 Python是进行人工智能编程的主要语言

当前,无论工业界还是学术界,进行人工智能(AI)编程的主流语言就是Python。Python在1989年由荷兰人Guido van Rossum发明,从发明之日起就由社区维护不断壮大。

Python是一门解释型的高级语言,其设计简洁优雅,对程序员友好,开发效率高。Python专注于缩短开发周期,让开发者尽力避免考虑底层细节,把宝贵的精力更多投入到功能开发本身上来。Python官方对Python的评价:“Python追求的是找到最好的解决方案,相比之下,其他语言追求的是多种解决方案。”多年的积淀让Python形成了强大的生态。由于Python非常容易扩展,在各个领域的开发者不断贡献代码的情况下,逐渐形成了各种各样的库。特别是人工智能开发常常用到的numpy、scipy、matplotlib等库。

开发者除了可以调用使用Python语言编写的库,还能通过各种方式轻松地调用其他语言编写的模块。一种常见的方式是:底层复杂且对效率要求高的模块用C/C++实现,顶层调用的API用Python语言封装,这样通过简单的语法实现顶层逻辑。因为这样的特性,Python又被称为“胶水语言”。这种特性的好处显而易见,一方面开发者可以更多地专注于思考问题的逻辑而不是把时间用在编程上,另一方面由于大量使用C/C++跟它配合,使得采用Python开发的真实程序运行起来非常快。尤其对于做人工智能的研发人员,这种方式非常理想。现在主流的深度学习框架都直接用Python语言或者提供了Python接口。由百度发起的深度学习框架PaddlePaddle的工作语言就是Python。

Python能成为人工智能的主流语言的一个重要原因就是其语法简单、容易掌握。Python已成为Web开发、游戏脚本、计算机视觉、物联网管理和机器人开发的主流语言之一。这些行业的从业人员都是专业的程序员,软件开发是他们的本职工作。但是在“新兴”领域越来越多的人开始了解和使用人工智能技术,越来越多的人将成为人工智能工程师,成为应用工程师和人工智能的用户。Python由于入门简单成为目前最受欢迎的人工智能工作语言。

注意 python由于历史原因分为了两个版本,2.x和3.x,因为PaddlePaddle目前只支持2.x版本,未来有计划支持3.x版本,所以本书中用到的例子都是在Python 2.7上运行和测试通过的,建议读者也使用2.x的版本。

Python是一种很优美的编程语言。希望读者在编写Python程序的时候,也能注重把代码写的优雅,易读性和可维护性好。事实上,Python的作者对于代码优雅有明确的建议,请在python console下输入import this,能看到被称为“Python之禅”的要求。下面是中英文对照:

补充阅读

Python之禅(The Zen of Python)

(注:翻译来自Python官方中文社区)

The Zen of Python, by Tim Peters

Python之禅 作者:Tim Peters

Beautiful is better than ugly.优美胜于丑陋(Python以编写优美的代码为目标)

Explicit is better than implicit.明了胜于晦涩(优美的代码应当是明了的,命名规范,风格相似)

Simple is better than complex.简洁胜于复杂(优美的代码应当是简洁的,不要有复杂的内部实现)

Complex is better than complicated.复杂胜于凌乱(如果复杂不可避免,那代码间也不能有难懂的关系,要保持接口简洁)

Flat is better than nested.扁平胜于嵌套(优美的代码应当是扁平的,不能有太多的嵌套)

Sparse is better than dense.间隔胜于紧凑(优美的代码有适当的间隔,不要奢望一行代码解决问题)

Readability counts.可读性很重要(优美的代码是可读性很高的)

Special cases aren't special enough to break the rules.即便假借特例的实用性之名,也不可违背这些规则(这些规则至高无上)

Although practicality beats purity.

Errors should never pass silently.

Unless explicitly silenced.

不要包容所有错误,除非你确定需要这样做(精准地捕获异常,不写except:pass风格的代码)

In the face of ambiguity, refuse the temptation to guess.

当存在多种可能,不要尝试去猜测

There should be one-- and preferably only one --obvious way to do it.

而是尽量找一种,最好是唯一一种明显的解决方案(如果不确定,就用穷举法)

Although that way may not be obvious at fi rst unless you're Dutch.

虽然这并不容易,因为你不是Python之父(这里的Dutch是指Guido,他开创了Python语言)

Now is better than never.

做也许好过不做

Although never is often better than *right* now.

但不假思索就动手还不如不做(动手之前要细思量)

If the implementation is hard to explain, it's a bad idea.

If the implementation is easy to explain, it may be a good idea.

如果你无法向人描述你的方案,那肯定不是一个好方案;如果方案容易描述,那也许是个好方案(方案测评标准)

Namespaces are one honking great idea -- let's do more of those!

命名空间是一种绝妙的理念,我们应当多加利用(倡导与号召)