Python能用來做什么？以下是Python的三大主要用途

如果你想學(xué)Python，或者你剛開始學(xué)習(xí)Python，那么你可能會問：“我能用Python做什么？”

這個問題不好回答，因為Python有很多用途。

但是隨著時間，我發(fā)現(xiàn)有Python主要有以下三大主要應(yīng)用：

· Web開發(fā)

· 數(shù)據(jù)科學(xué)

包括機(jī)器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)可視化

· 腳本

讓我們來依次介紹。

一、Web開發(fā)

Django和Flask等基于Python的Web框架最近在Web開發(fā)中非常流行。

這些Web框架可以幫助你用Python編寫服務(wù)器端代碼(后端代碼)。這是在你的額服務(wù)器上運行的代碼，而不是運行在用戶設(shè)備和瀏覽器的代碼(前端代碼)。

為什么需要Web框架

因為用Web框架可以更容易地構(gòu)建通用后端邏輯。這包括將不同的URL映射到Python代碼塊，處理數(shù)據(jù)庫以及生成用戶在瀏覽器中看到的HTML文件。

應(yīng)該使用哪種Python Web框架

Django和Flask是最流行的兩種Python Web框架。如果你剛剛?cè)腴T，我建議使用其中一種。

Django和Flask有什么區(qū)別

Gareth Dwyer 關(guān)于這個問題有一篇出色的文章，在這里我引用幾段：

主要區(qū)別

Flask：能夠?qū)崿F(xiàn)簡單、靈活和細(xì)致的控制。并能讓你自己決定實現(xiàn)方式。

Django：提供了全面的體驗：你可以獲得管理面板、數(shù)據(jù)庫接口、ORM(對象關(guān)系映射)以及開箱即用的應(yīng)用程序和項目的目錄結(jié)構(gòu)。

如何選擇

Flask：如果你關(guān)注的是經(jīng)驗和學(xué)習(xí)的機(jī)會，或者你想更多地控制使用哪些組件，比如你想使用哪些數(shù)據(jù)庫以及如何與其進(jìn)行交互。

Django：如果你關(guān)注最終產(chǎn)品，或者你正在研究一個簡單的應(yīng)用，比如新聞網(wǎng)站、網(wǎng)店或博客，并且你希望有單一實現(xiàn)的方式。

換句話說，如果你是初學(xué)者，F(xiàn)lask可能是更好的選擇，因為它要掌握的組件更少。此外，如果你想要更多的定制，那就選Flask。

根據(jù)我的數(shù)據(jù)工程師朋友Jonathan T Ho的說法，由于Flask 的靈活性，在創(chuàng)建REST API時，F(xiàn)lask 比Django 更適合。

另一方面，如果你想直接構(gòu)建一些東西，Django可能會讓你更快實現(xiàn)。

二、數(shù)據(jù)科學(xué)

數(shù)據(jù)科學(xué)，這里包括機(jī)器學(xué)習(xí)，數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)可視化。

機(jī)器學(xué)習(xí)是什么

假設(shè)你想開發(fā)一個能夠自動檢測圖片內(nèi)容的程序。給出圖1，你希望程序識別這是一只狗。

圖1

給出圖2，希望程序能識別這是一張桌子。

圖2

你可能會說，我可以寫一些代碼來做到這點。例如，如果圖片中有很多淺棕色像素，那么可以識別是狗。

或者可以檢測圖片中的邊緣，如果有很多直的邊緣，那么就是桌子。

但這種方法很快就不好用了。如果圖片中的狗不是棕色毛的怎么辦？如果圖片只顯示桌子的圓形部分怎么辦？

這里就需要用到機(jī)器學(xué)習(xí)了。

機(jī)器學(xué)習(xí)通過實現(xiàn)算法，該算法能夠自動檢測輸入中的模式。

例如，你將1000張狗的圖片和1000張桌子的圖片輸入給機(jī)器學(xué)習(xí)算法，讓它掌握狗和桌子間的區(qū)別。那么當(dāng)你給出新的圖片讓它識別是狗還是桌子時，它就能夠進(jìn)行判斷。

這有點類似孩子學(xué)習(xí)新事物的方式。孩子是如何學(xué)習(xí)認(rèn)知狗或桌子的呢？就是通過大量的例子。

你不會明確告訴孩子：“如果某個毛茸茸的東西有淺棕色的毛發(fā)，那么就可能是狗。”

你會說，“這是狗，這也是狗。而這是桌子，那個也是桌子?！?

機(jī)器學(xué)習(xí)算法的方式大致相同。

我們可以將相同的想法應(yīng)用于：

· 推薦系統(tǒng)

(比如YouTube，亞馬遜和Netflix)

· 人臉識別

· 語音識別

以及其他應(yīng)用。

你聽過的熱門機(jī)器學(xué)習(xí)算法包括：

· 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

· 深度學(xué)習(xí)

· 支持向量機(jī)

· 隨機(jī)森林

你可以使用上述任何算法來解決前面提到的圖片標(biāo)簽問題。

將Python用于機(jī)器學(xué)習(xí)

有一些熱門的機(jī)器學(xué)習(xí)庫和Python框架。其中兩個最熱門的是scikit-learn和TensorFlow。

· scikit-learn帶有一些內(nèi)置的熱門機(jī)器學(xué)習(xí)算法。

· TensorFlow是一個低級庫，能讓你創(chuàng)建自定義機(jī)器學(xué)習(xí)算法。

如果你剛開始進(jìn)行機(jī)器學(xué)習(xí)項目，我會建議你先從scikit-learn開始。如果你開始遇到效率問題，那么可以使用TensorFlow。

數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)可視化

假設(shè)你在一家在線銷售產(chǎn)品的公司工作。作為數(shù)據(jù)分析師，你會繪制這樣的條形圖。

條形圖1 - 用Python生成

從這張圖中可以看到在某個周日，男性用戶購買了400多件產(chǎn)品，女性用戶購買了350件產(chǎn)品。

作為數(shù)據(jù)分析師，對此你會提出一些可能的解釋。明顯的解釋是，該產(chǎn)品在男性用戶中更受歡迎。另一種是樣本量太小，而這種差異是偶然的。還可能呢是由于某種原因，男性往往在周日才購買該產(chǎn)品。

為了理解哪種解釋是正確的，你可以繪制另一個圖。

折線圖1 - 用Python生成

不止看周日的數(shù)據(jù)，還要看到一周的數(shù)據(jù)。從這張圖表中可以看出，在不同的日子里這種差異比較一致。

從這個分析中你會得出結(jié)論：這種產(chǎn)品在男性中比在女性中更受歡迎。

但如果你看到像這樣的圖表呢？

折線圖2 - 用Python生成

那么，怎么解釋周日的差異呢？

你可能會說，也許出于某種原因男性只在周日才會更多地購買這款產(chǎn)品?；蛟S這只是巧合。

我在谷歌和微軟工作時所做的數(shù)據(jù)分析工作與這個例子非常相似，只是更復(fù)雜一些。在谷歌時我使用Python進(jìn)行分析，而我在微軟使用JavaScript。

在這兩家公司我都使用SQL從數(shù)據(jù)庫中提取數(shù)據(jù)。然后，我用Python和Matplotlib(在谷歌)或JavaScript和D3.js(在微軟)來可視化和分析這些數(shù)據(jù)。

使用Python進(jìn)行數(shù)據(jù)分析/可視化

進(jìn)行數(shù)據(jù)可視化時，Matplotlib是非常熱門的庫。

Matplotlib很棒，因為：

· 容易上手

· seaborn等庫是基于它的，學(xué)習(xí)Matplotlib可以幫助你以后學(xué)習(xí)其他庫。

如何用Python學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析/可視化

你首先應(yīng)該了解數(shù)據(jù)分析和可視化的基礎(chǔ)知識。在學(xué)習(xí)了數(shù)據(jù)分析和可視化的基礎(chǔ)知識之后，學(xué)習(xí)統(tǒng)計學(xué)基礎(chǔ)知識也將會很有幫助。

三、腳本

什么是腳本？

腳本通常是指編寫能夠自動執(zhí)行簡單任務(wù)的小程序。

我曾經(jīng)在日本的一家小型創(chuàng)業(yè)公司工作，公司有郵件支持系統(tǒng)，這用來回復(fù)客戶通過郵件發(fā)送給我們的問題。

在那兒工作時，我的任務(wù)是計算包含關(guān)鍵字的郵件數(shù)量，以便分析我們收到的電子郵件。這可以手動完成，但我寫了一個簡單的腳本來自動執(zhí)行此任務(wù)。

當(dāng)時我們使用了Ruby，但對于這類任務(wù)Python也是不錯的選擇。Python適合這類任務(wù)，因為它語法簡單，易于編寫，而且進(jìn)行測試也很快。

其他用途

嵌入式應(yīng)用

我不是這方面的專家，但我知道Python可以與Rasberry Pi一起用，在硬件愛好者中很流行。

游戲開發(fā)

你可以用PyGame來開發(fā)游戲，但這并不是最受歡迎的游戲引擎。你可以用它來開發(fā)業(yè)余愛好項目，但如果你對游戲開發(fā)很認(rèn)真，建議不要選它。

我建議使用Unity的C＃，這是最受歡迎的游戲引擎之一。它能讓你為許多平臺開發(fā)游戲，包括Mac、Windows、iOS和Android。

桌面應(yīng)用

你可以用Python的Tkinter，但這并不是最熱門的選擇。Java，C＃和C ++等語言似乎更受歡迎。

最近，一些公司也開始使用JavaScript來開發(fā)桌面應(yīng)用程序。例如，Slack的桌面應(yīng)用是Electron構(gòu)建的。它能讓你用JavaScript構(gòu)建桌面應(yīng)用程序。

就個人而言，如果我要開發(fā)桌面應(yīng)用，我會選擇使用JavaScript。它能讓你重新使用網(wǎng)絡(luò)版本的一些代碼。

當(dāng)然，我并不是桌面應(yīng)用的專家，所以如果你有不同的看法，評論中告訴我。

Python 3還是Python 2

我會推薦Python 3，因為它更新而且更受歡迎。

后端代碼與前端代碼的區(qū)別

假設(shè)你想開發(fā)類似Instagram的產(chǎn)品，那么你需要為想要支持類型的設(shè)備創(chuàng)建前端代碼。

你可能會用到：

· 面向iOS端的Swift 

· 面向Android的Java

· 面向Web瀏覽器的JavaScript

每組代碼將在每種類型的設(shè)備上運行。這類代碼將決定應(yīng)用的布局樣式，點擊按鍵的樣式等。

但，您還需要存儲用戶信息和照片的功能。你要將它們存儲在服務(wù)器上，而不僅僅存儲在用戶的設(shè)備上，以便每個用戶的關(guān)注者都可以查看其照片。

這時需要用到后端代碼/服務(wù)器端代碼。你需要編寫后端代碼來執(zhí)行以下操作：

· 記錄關(guān)注情況

· 壓縮照片，從而不占用太多存儲空間

· 在發(fā)現(xiàn)功能中向每個用戶推薦照片和新帳戶

這是后端代碼和前端代碼之間的區(qū)別。

順便說一下，Python不是編寫后端代碼的唯一選擇，還有基于JavaScript的Node.js等選擇。