深入解析Python语言核心特性：多范式、鸭子类型与函数式编程

本文不讨论Python丰富的库或框架，仅从语言本体及最小支持环境出发，剖析其语言特性。编程语言的发展趋势日益趋近于Lisp，这也正是Lisp被视为伟大语言的原因所在。

以下罗列笔者学习Python的主要原因： 支持多编程范式

Python是一门多范式编程语言，它结合了过程式、面向对象以及函数式编程三种风格。

大多数程序员接触编程语言时通常从过程式开始，因为过程式的程序结构与计算机的运行方式相统一，指令序列与执行过程高度一致。例如典型的C语言，笔者也是从C语言入门的。过程式程序设计编写相对简单，且符合人类的交互思考逻辑。

尽管Python是一门面向对象语言，甚至连空格（" "）都可以被视为一个对象，但Python完全能够胜任过程式编程的需求。

例如，当不需要使用类的静态方法时：

 def a_plus_b(a,b):
 　　return a+b

1. 鸭子类型（Duck typing）

Python在设计之初便将其作为一门面向对象语言来编写。且不论面向对象给软件设计带来的革命性影响，在Python这样的动态语言中，面向对象的一个亮点便是鸭子类型（Duck typing）。

关于鸭子类型的定义是：如果我认为一个抽象对象会游泳且会“嘎嘎”叫，那么我就可以把它当作鸭子。

 def use_duck( Duck ):
 　　Duck.swim()
 　　Duck.gaga()
 class Duck:
 　　def swim(self):
 　　　　...
 　　def gaga(self):
 　　　　...

如果使用方式如下： little_duck = Duck() use_duck( little_duck )

关于Duck类，你可以给它取任何名字，或者继承它并赋予另一个名字，只要实现了 swim() 和 gaga() 方法，就可以将其视为鸭子。

关于鸭子类型，许多人不理解为何不需要提供一个接口来规定鸭子的行为。我既不支持也不反对，我的观点如下：

• 对于参数的检查，不符合动态语言的特性
• 提供了接口规范，那就不是鸭子类型了，直接叫多态得了

2. Python支持的函数式编程

首先是lambda演算。

函数式编程的定义是将函数视为具有与变量同等的待遇。变量在程序中拥有哪些基本待遇呢？

• 可以赋值
• 可以作为参数
• 可以改变值（Erlang语言例外）
• 且不说生命周期和作用域了

λ演算背后蕴含着计算机可计算性的深厚知识，lambda也是图灵模型，是停机问题的一个否定答案，不仅仅是一个匿名函数那样简单。

关于 lambda 演算，看看这个程序做了什么：

 map(lambda n:2*n,[1,2,3,4,5])

lambda n:2*n 本身作为一个匿名函数 lambda 本身作为一个参数传入 map()函数，这也就是说我的高阶函数，可以将函数变身看成是一个变量作为参数传递，这也是它作为函数受到的高等待遇

关于赋值和改变值，两种方式：

f = fun() 不改变函数状态，只改变名称，但是说明函数是可以赋值的 可以使用闭包作为改变函数的状态方式，或者使用装饰器来完成函数状态改变

函数式编程的使用也可以提高程序的可读性和减少代码，而且能够清晰的表达函数的功能，如MapReduce就是来自函数式编程的思想：

 Map(func,List)

作用是将func 作用于List中的每一个元素。

以刚才的例子举例：

 map(lambda n:2*n,[1,2,3,4,5])

此函数返回

 [2,4,6,8,10]

重要的是在于知道这样的方式带给我们的清晰的设计方式。

当然函数式编程不是那么几句话就说完的，理解函数式编程的核心是理解 λ演算。 一些有意思的特性

1. 惰性计算：

看看完成一个斐波那契数列 python 可以怎么做：

 >>> def fib():
   a , b = 0 ,1
   while 1:
     yield b
     a , b = b ,a+b
 
 >>> f = fib()

实际上由yield 生成了一个可迭代对象，每次调用f.next()就可以产生一个斐波那那值，而函数的内部状态是由迭代对象存储的。至于返回一个可迭代对象，如果需要确定迭代到多少位，可以使用 itertools.islice。

2. 协程

协程也是一个基于yield的概念，主要的模式是微线程的协作式工作模式：

 def coroutine(func):
   def ret():
     f = func()
     f.next()
     return f
   return ret
 
 @coroutine
 def consumer():
   print "Wait to getting a task"
   while 1:
     n = (yield)
     print "Got %s",n
  
 import time
 def producer():
   c = consumer()
   while 1:
     time.sleep(1)
     print "Send a task to consumer"
     c.send("task")
  
 if __name__ == "__main__":
 producer()

协程带来的好处是可以直接调度你的线程，这也是它为什么叫做协程而不是线程的原因，线程属于抢占式并发，协程属于协作式并发。 动态语言带来的好处

从程序设计带来的快感(我相信只有热爱这方面的人才有的感觉)来说，动态语言，比如python，节约了更多的时间可以用来陪女朋友或者老婆，或者老公。

当然，作为互联网时代快速开发来说，赶鸭子上线，也是《黑客与画家》上面介绍的，快速开发很重要，当然需要符合这方面的需求。

动态语言的CPU密集型运算必然比不过C/C++。

总之：人生苦短，我用python。