芻議Python在數據科學與大數據技術專業中的地位和作用

黃曉燕 劉文昊

摘 要 在最新的2019TIOBE排行榜中，Python語言趕超C++語言穩居排行榜第三位，Python語言以崇尚優美、清晰、簡單的特性，使得其應用者越來越廣泛并且也逐漸得到業內的普遍認可。Python語言尤其在解決數據科學任務與挑戰方面持續處于領先地位。本文首先闡述了Python語言的發展歷史與熱門應用領域，然后詳細分析了其在數據科學與大數據技術專業內的應用與作用，最后研究了Python語言在數據科學方面的重要意義。

關鍵詞 Python;數據分析;人工智能

1Python語言的發展歷史

Python是一個高層次的結合了解釋性、編譯性、互動性和面向對象的腳本語言[1]，是由Guido van Rossum在80年代末至90年代初，于Netherlands National Institute of Mathematics and Computer Science設計出來的。這門語言本身也吸收了很多不同編程語言的精華，包括ABC、Modula-3、C、C++、Algol-68、SmallTalk、Unix shell和其他的腳本語言等等，發展到現在，Python以其優美、清晰、簡單的特性在全世界內廣泛流行，成為最主流的編程語言之一。截至2019年6月，Python在TIOBE流行編程語言排行榜中的排名已經上升到第三名，創下了新紀錄，并且其使用率達到8.530%，超過C++的7.384%。TIOBE表示，Python之所以排名快速上升，是因為軟件工程正在蓬勃發展，而Python作為一門簡潔而有效的編程語言吸引了很多新手進入開發領域。它在過去5年中被選擇率增長最多，達到了17.6%，并且還在呈增長趨勢。

2Python語言的特點與應用

其主要特點如下：第一，Python語言的關鍵詞比較簡潔，因此其框架基礎、語法規則等十分清晰，使用時十分方便。第二，Python語言程序行注釋很明了，因此能夠被輕松閱讀。第三，Python語言的廣泛傳播的主要原因是后臺數據是易于調用且根據具體需要修改的。第四，Python語言支持引入部分C/C++語言，因此用戶可以方便調用。第五，Python語言的具備多種內庫，并且支持連接外庫，在UNIX、Windows和Macintosh等系統都有其適配的版本。第六，易于調試，支持放入設定好的條件并給出程序結果，同時支持多次性能試驗和運行部分程序模塊。第七，因為Python語言有開放的github等平臺，可以在其他相似的項目中直接下載引用。第八，在Python程序中可以直接調用C或C++完成編程，從而可以保證關鍵算法的私密性。第九，Python可以直接接入許多主流商業DB，使用其數據。第十，Python可以進行GUI編程，能夠在許多版本直接寫入和引調。

3Python在數據分析與大數據領域的作用

Python語言是數據科學與大數據技術領域主要應用語言之一，因為Python在處理大量數據時具有高效率、自動化、可運用算法建立數據模型等特點。傳統的數據分析中使用最廣泛的軟件為Excel，但在大數據方面，Execl、SPSS等傳統分析軟件無法處理海量數據的降維。在計算量有限時，Excel表格的數據處理和Python的計算維度相似，在當計算量較大或者引入較多復雜公式時，Excel表格的數據處理速度就會變得很慢，而Python對于復雜計算的運行時間或迭代次數會明顯少于Excel表格的數據處理時間。Python具備程序編寫所需要的所有條件，因此，對于大數據也十分適用，數據分析編程包含的引入數據庫、構建圖表、建立算法模型等，在Python中都有相應的部分與之對應，可以直接調用。此外，Python語言在大數據處理的應用也不可忽視，Python與R相比速度要更快，Python可以直接處理上G的數據;R分析數據時則需要先通過數據庫把大數據轉化為小數據才能交給R做分析，在某些分析領域，Python代替R的趨勢逐漸顯現。

4Python語言的發展趨勢

隨著科技產業發展持續簡潔化、高科技化，其依賴的底層設計必然越來越完整化、細化，同時基礎程序的高性能、高兼容、低崩潰就成了對每一個合格程序腳本的新要求。因此Python語言的第三方庫與開源代碼都會更為簡潔、快速，豐富性也會更高。首先，在未來小工具小程序指數增加的前提下，無論是大體量的網站架構還是小體量的腳本都可以使用Python，這樣在前后端接口的融洽性上會十分有效。一定會同時醞釀新技術的革新，從而激發創造力的噴發;其次，人工智能、深度學習的井噴式熱度會越來越高，Python的相關第三方庫的豐富度會更上一層樓，其應用人群也會逐漸擴大到絕大多數研發工程師、算法工程師、數據分析師等職業，成為計算機行業就業的必備技能;最后，強大的生態結構決定了其良性循環的能力，越多的程序員共同開發，行業的整體效率就越高，因此引入更多的程序員加入，生生不息。

5結束語

Python由于具有豐富的第三方庫、開發高效等優點，已成為數據科學、智能科學等應用領域最流行的編程語言之一，Python強調了對科學與工程計算的支持，目前已積累了豐富的科學與工程計算庫和工具。綜上所述，Python編程語言作為基礎語言對從個人到國家都深有益處，進而切實落實科技強國的方針政策。在當今社會，人工智能和深度學習盛行，為了不落后于行業平均水平，將數據化變革引入企業已經成為新的熱門趨勢，這給很多軟件創新帶來新的機遇，程序員必須具備與之相匹配的能力，如可以建立行業專用數據庫和運算庫等專屬編程框架，將至引入github平臺，使其他行業從業者也可方便調用，從而以一點帶動整個行業進步與發展。這支持了許多行業的改革換代與加速發展，這些行業的發展會加速社會市場經濟的發展，從而對數據分析行業帶來正反饋，加速整體社會結構的高科技化轉型。

參考文獻

[1] 楊張海，鄭亞卿，王超，等.ArcGIS下基于Python的矢量點在線上拓撲方法[J].信息技術與信息化，2019（5）：136-138.