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Python

通用高級編程語言
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Python（英式發音：/ˈpaɪθən/；美式發音：/ˈpaɪθɑːn/），是一種廣泛使用的直譯式、進階和通用的程式語言。Python支援多種程式設計範式，包括結構化、程序式、反射式、物件導向和函數式程式設計。它擁有動態型別系統和垃圾回收功能，能夠自動管理主記憶體使用，並且其本身擁有一個巨大而廣泛的標準庫。它的語言結構以及物件導向的方法，旨在幫助程式設計師為小型的和大型的專案編寫邏輯清晰的程式碼。

Python
編程範型多範式：程序式、結構化、模組化、反射式、物件導向、函數式
設計者吉多·范羅蘇姆
實作者Python軟體基金會
釋出時間1991年，​33年前​（1991）[1]
目前版本
  • 3.13.0（2024年10月7日；穩定版本）[2][3][4]
  • 3.14.0a1（2024年10月15日；預覽版本）[5][6]
編輯維基數據連結
型態系統鴨子型別[7]、動態、強型別[8]、漸進（英語：gradual typing）（自從3.5）[9]
作業系統跨平臺
特許條款Python軟體基金會特許條款
副檔名.py、.pyi、.pyc、.pyd、.pyo（3.5之前）[10]、.pyw、.pyz（自從3.5）[11]
網站www.python.org 編輯維基數據連結
主要實作產品
CPython、PyPy、Stackless Python、MicroPython、CircuitPython（英語：CircuitPython）、IronPython、Jython
衍生副語言
Cython、RPython
啟發語言
ABC[12]、ALGOL 68[13]、APL[14]、C[15]、C++[16]、CLU[17]、Dylan[18]、Haskell[19]、Icon[20]、Java[21]、Lisp[22]、Modula-3[16]、Perl[23]、Standard ML[14]
影響語言
Boo、Cobra（英語：Cobra (programming language)）、CoffeeScript[24]、D、F#、GDScript[25]、Genie[26]、Go[27]、Groovy、JavaScript[28][29]、Julia[30]、Mojo[31]、Nim、Ruby[32]、Starlark（英語：Bazel (software)#Starlark language）[33]、Swift[34]

吉多·范羅蘇姆於1980年代後期開始研發Python，作為ABC語言的後繼者[20]，它也可以被視為採用了叫做M-表達式（英語：M-expression）的中綴表示法的一種LISP方言[35]。吉多·范羅蘇姆於1991年首次釋出 Python 0.9.0[36]。Python 2.0於2000 年釋出並引入了新功能。Python 3.0於2008年釋出，它是該語言的主要修訂版，並非完全向下相容。Python 2於2020年隨2.7.18版停止支援[37]。

Python的設計哲學，強調程式碼的可讀性和簡潔的語法，尤其是使用空格縮排來劃分程式碼塊。相比於C語言或Java，Python讓開發者能夠用更少的代碼表達想法。

Python直譯器本身幾乎可以在所有的作業系統中執行，它的官方直譯器CPython是用C語言編寫的。Python是一個由社群驅動的自由軟體，目前由Python軟體基金會管理。Python是最受歡迎的程式語言之一[38][39][40][41]。

歷史

主條目：Python的歷史
 
Python創始人吉多·范羅蘇姆在2006年O'Reilly開源大會（英語：O'Reilly Open Source Convention）（OSCON）的相片

Python的創始人吉多·范羅蘇姆，在1982年至1995年間，參與了荷蘭數學和電腦科學研究學會多個專案的工作[42]。1989年的聖誕節期間，他決心開發一個新的指令碼解釋程式，作為ABC語言的繼承者，並且用它替代Unix shell和C語言來進行系統管理[20]，擔負與Amoeba作業系統（英語：Amoeba (operating system)）[43]之間的互動操作並進行例外處理[12]。他是BBC電視劇《Monty Python的飛行馬戲團》的愛好者，所以選取了Python作為這個程式語言的名字[44]。范羅蘇姆作為Python的主要開發者，獨自擔負這個專案的發展決策者職責，直到2018年7月12日，他宣佈從終身仁慈獨裁者（BDFL）的職位上「永久休假」[45][46]。他在2019年1月至11月參與了第一屆五人掌控委員會繼續領導專案發展[47][48]。

在1991年2月，范羅蘇姆在alt.sources上釋出了最初程式碼（標記為版本0.9.0）[1]，這時就已經存在了帶繼承的類、例外處理、函數和核心類型list、dict、str等。在這個最初發行中就有了從Modula-3引進的模組系統[49]，和例外處理機制[12]。在1994年1月，Python達到了版本1.0[50]，其主要新特徵是由Amrit Prem提供的函數式程式設計工具lambda、map、filter和reduce[51]。受Modula-3啟發，Python 1.1介入了預設參數值，Python 1.3介入了關鍵字參數。Python 1.4介入了對複數的內建支援，還包含了採取名字修飾的一種基本形式的數據隱藏（英語：Information hiding）[52]。

在2000年10月，Python 2.0發佈，它從函數式程式設計語言Haskell中引進了列表推導式，並且支援了Unicode，還向垃圾回收系統增加了環檢測演算法[53]。Python 2.1支援了靜態巢狀作用域和閉包[54]。Python 2.2進行了重大革新，將Python中用C語言寫成的類型，和用Python語言寫成的類，統一成在同一個層級中，使得Python的對象模型成為純粹而一致的對象模型[55]；還介入了迭代器[56]，受CLU和Icon啟發的生成器[57]，和描述器協定[58]。Python 2.3介入了從Dylan引進的方法決定次序[18]。Python 2.4介入了集合（英語：Set (abstract data type)）類型，和函數修飾器[59]。Python 2.5介入了with陳述式[60]，並在官方實現中介入了抽象語法樹[61]。

在2008年12月，Python 3.0發佈，它對語言做了較大修訂而不能完全後向相容[62]，儘管提供了進行自動轉換2to3實用工具，仍有大量現存程式碼不能移植，故而Python 2.7的產品壽命結束延期至2020年元旦。Python 3.4介入了非同步I/O模組[63]。Python 3.5介入了類型提示[64]，和採用async/await語法的協程[65]。Python 3.8介入了賦值表達式[66][67]。

在2020年10月，Python 3.9介入了內建的針對容器類的泛化別名（types.GenericAlias）類型[68]，並在官方實現中介入了新的語法解析器[69]。Python 3.10介入了結構式模式匹配[70]，和內建的聯合類型（types.UnionType）[71]。Python 3.11對官方實現進行了最佳化提速[72]。Python 3.12介入了類型參數語法和type陳述式[73]，並廢棄或移除了一些過時的模組和功能。Python 3.13介入了新的互動式直譯器，並實驗性的支援了在自由線程模態下執行和即時編譯器[74]。

每個版本首次發行後，享有2年的完全支援，隨後是3年的安全支援。當前只有Python 3的穩定版本3.12與3.13正在被完全支援，但仍提供對3.9、3.10和3.11版本的安全性修正[75]。

在2023年12月，活躍的Python核心開發者，選舉Pablo Galindo Salgado、Gregory P. Smith、Barry Warsaw、Emily Morehouse和Thomas Wouters，為2024年度「掌控委員會」的五位成員來領導這個專案[76]。

特徵與設計哲學

Python是多範式程式語言。它完全支援結構化程式和物件導向程式設計，還有很多特徵支援函數式程式設計和元程式設計比如元對象協定（元類和魔術方法[77]）。通過擴充還可以支援很多範式，包括面向方面程式[78]、契約式設計[79]和邏輯程式[80]。

Python使用動態型別，在主記憶體管理上採用的垃圾回收器基於了參照計數[81]，並且結合了檢測環參照的分代垃圾回收最佳化[82]。它的特徵還有動態名字解析（後期繫結（英語：late binding）），即在程式執行期間繫結方法和變數的名字。

Python對遵循LISP傳統的函數式程式設計提供了有限的支援[83]，它提供了 map、filter和reduce函數[84]；列表推導式、字典、集合（英語：Set (abstract data type)）和生成器表達式。標準庫中的模組functools和itertools，實現了從Haskell和Standard ML借鑑來的函數式工具[85]。

Python的設計理念是「優雅」、「明確」、「簡單」，它的一些重要準則被合稱為「Python之禪」。在Python解釋器內運行import this可以獲得完整的列表，下面舉出其中首要：

  • 優美優於醜陋。明瞭優於隱晦。
  • 簡單優於複雜。複雜優於凌亂。
  • 扁平優於巢狀。稀疏優於稠密。
  • 可讀性很重要。

Python開發者的方法論是「用一種方法，最好是只有一種方法來做一件事」，顯著不同於以Perl語言為代表的「不止一種方法去做一件事」風格。Python開發者在設計語言時，如果面臨多種選擇，一般會選擇明確沒有或者很少有歧義的語法。

范羅蘇姆認為ABC語言非常優美和強大，它沒有取得成功的原因是不開放造成的[86]，故而將Python本身設計為可擴充的[87]。Python並不把所有的特性和功能都整合到語言核心，而是提供了豐富的API和工具，以便程式設計師能夠輕鬆地使用Python、C語言、Cython來編寫擴充模組。Python還可以通過外界函數介面（英語：Foreign function interface）如標準庫中的ctypes等，來提供C語言相容資料類型，並訪問動態連結庫或共用庫中的函數[88]，從而對用其他語言編寫的程式進行整合和封裝。

在Python的官方實現CPython中，一般避開不成熟的或者對非重要部位的加快運行速度的優化。在某些對運行速度要求很高的情況，可以使用具備JIT技術的Python實現或安裝JIT擴充模組[89]。

語法和語意

主條目：Python語法及語義

Python為了讓程式碼具備高度的可閱讀性，在設計時盡量使用了其它語言常用的符號和英文單字。

行結構

Python支援使用反斜槓作為行接續符，將多個物理行合成為一個邏輯行[90]。在圓括號、方括號或花括號之中的表達式，可以分裂跨越多於一個物理行而不使用反斜槓，這被稱為「隱式行接續」[90]。註釋開始於並非字串文字（英語：string literal）一部份的一個井號#，並結束於物理行結尾；註釋標示邏輯行的結束，除非已受制於隱式行接續規則；註釋在語法上被忽略[91]。

簡單陳述式包含在一個單一的邏輯行之內，Python支援使用分號作為分隔符，將多個簡單陳述式合併入語法意義上的一行之中[92]。

縮排

Python語法中的複合陳述式，包含（成組的）其他陳述式；它們以某種方式影響或控制這些其他陳述式的執行。Python的複合陳述式包含一個或多個子句（clause），子句構成自一個頭部（header）和一個套件（suite）。特定複合陳述式的子句頭部都在同樣的縮排層級上，每個子句頭部開始於一個唯一標識關鍵字，並結束於一個冒號。套件是這個子句所控制的一組陳述式，套件有兩種形式，可以是與頭部在同一行上的一個或多個由分號分隔的簡單陳述式，它們跟隨在這個頭部的冒號之後；或者是在後續諸行上的一個或多個縮排的陳述式，只有這種套件形式可以包含巢狀的複合陳述式[93]。

Python語言遵循越位規則，利用縮排來形成陳述式套件，即語法意義上的塊。連續諸行的縮排層級，被用來生成語法解析器才能見到的INDENT和DEDENT記號[94]，二者的作用相當於C語言家族的花括號，或Pascal語言家族的關鍵字begin和end。增加縮排就生成INDENT記號，減少縮排就生成DEDENT記號。根據PEP 8的規定[95]，使用4個空格來表示每級縮排。[a]

tab字元（從左至右）被替代為1至8個空格，使得直到tab之前的諸字元加上這些替代空格的字元總數，是8的倍數（這意圖同於Unix所用規則）。前導於第一個非空白字元的空格的總數，確定了這一行的縮排層級。縮排所用諸字元，不能使用反斜槓來拆分成多個物理行；直到第一個反斜槓之前的空白確定縮排層級。如果原始碼檔案混合了tab和空格，並且在這種方式下縮排的意義依賴於一個tab相當於多少個空格，則這種縮排因不一致性而被報錯並拒絕[96]。

關鍵字

Python有如下35個關鍵字；它們不能用作識別碼[97]：

  • and
  • as
  • assert
  • async
  • await
  • break
  • class
  • continue
  • def
  • del
  • elif
  • else
  • except
  • False
  • finally
  • for
  • from
  • global
  • if
  • import
  • in
  • is
  • lambda
  • None
  • nonlocal
  • not
  • or
  • pass
  • raise
  • return
  • True
  • try
  • while
  • with
  • yield

內建常數True、False和None於Python版本3.0中成為關鍵字，關鍵字nonlocal介入於版本3.0[98]，關鍵字async和await介入於版本3.5[99]，並在版本3.7中成為正式關鍵字[100]。

在Python中，將只在特定上下文中保留的識別碼，稱為「軟關鍵字」[101]：

  • match、case和萬用字元_，介入於版本3.10，它們在與模式匹配陳述式有關的上下文中，可以在語法上充當關鍵字；但是這種區分只在語法解析器層次進行，並非在詞法分析記號化層次。
  • type，介入於版本3.12，它用在type陳述式之中。

識別碼

識別碼就是名字，在ASCII範圍內（U+0001..U+007F），可用於識別碼的字元為：大寫字母A至Z和小寫字母a至z，底線_以及數字0至9，但首字不可以用數字。如下命名約定[102]，是為「保留識別碼類」[103]：

  • _spam（單底線開頭）：弱「內部使用」標識。對於from M import *，將不匯入所有以底線開頭的對象。
  • spam_（單底線結尾）：為了避免與python關鍵字的命名衝突。
  • __spam（雙底線開頭）：在命名一個類特性的時候，採用名字修飾，比如在類SpamEggs內，__spam將變成_SpamEggs__spam[104]。
  • __spam__（雙底線開頭雙底線結尾）：指那些包含在用戶控制的命名空間中的「魔術」方法或特性，比如__delattr__、__dir__、__doc__、__getattribute__、__init__、__new__、__repr__、__setattr__、__sizeof__等。建議永遠不要將這樣的命名方式應用於自己的變數或函數。

在Python文獻中經常使用的元語法變數（英語：metasyntactic variable）是spam和eggs（英語：Spam (Monty Python)）而非傳統的foo和bar[104]。

陳述式

Python的陳述式包括簡單陳述式：

  • 賦值陳述式，採用的中綴記號是等號=。賦值陳述式被用來將名字繫結（含重新繫結）到值，以及用來修改可變對象的特性或專案。
    • Python還支援增廣賦值陳述式[105]，將一個二元運算和一個賦值陳述式合併成一個單一陳述式，例如x += 1。
    • Python支援「序列解包」（sequence unpacking）[106]：在等號左側可以是一個表達式列表，其中每個表示式都可求值成能被賦值的東西（變數、可寫特性等）；在等號右側相應的是一個「可迭代」對象，它在被迭代時產生的值的數量，同於左手側可寫表達式的數量；賦值陳述式對這個對象進行迭代，將產生的每個值分別賦值給左側對應的可賦值者。在等號右側直接包裝出序列解包所要求的元組，就形成了並列賦值，可以同時給多個變數賦值，還可以交換兩個變數的值。[b]
  • 表達式（英語：Expression (computer science)）陳述式，用來互動式的計算並寫出一個值，或者用來呼叫一個過程（即返回無含義結果的函數），在Python中過程返回值None。
  • global陳述式，是在整個當前程式碼塊中成立的聲明，它意味着隨後列出的識別碼被直譯為全域變數。
  • nonlocal陳述式，導致隨後列出的識別碼，提及在除了全域作用域之外的最近包圍作用域中的先前繫結變數。
  • type陳述式，介入於版本3.12，聲明作為類型別名類型（typing.TypeAliasType）的實例的一個類型別名。
  • pass陳述式，充當NOP，表示此行為空，不執行任何操作。
  • assert陳述式，用於程式調適階段時測試執行條件是否滿足。
  • continue陳述式，越過這次迭代並繼續進行下個專案。
  • break陳述式，從迴圈中跳出。
  • return陳述式，用來從函數返回值。當函數執行到return陳述式時，它會停止執行並將指定的值返回給呼叫者。
  • raise陳述式，投擲一個例外。
  • yield陳述式，使用它從一個生成器中返回一個值。在版本2.5之前，資訊只能單向的從生成器傳遞出來。[c]
    • 自此版本2.5，重定義yield為表達式[107]，通過它的返回值將資訊傳遞進入生成器函數中[108]，從而能夠支援協程功能[108]。[d]yield陳述式在語意上等價於加圓括號的yield表達式[109]。
    • 自從版本3.3，提供了yield from陳述式，含有這個陳述式的「委託生成器」將其部份運算委託給另一個「子生成器」，將傳入資訊遞送給它並直接回傳它產生的值[110]。版本3.4在非同步I/O框架中擴充了基於生成器的協程[111]，這個擴充自從Python 3.8已經被棄用[112]。
    • 自從版本3.6，介入了生成async for陳述式所用的非同步迭代器的非同步生成器[113]。
  • import陳述式，匯入一個模組或包，它組合了兩種操作，尋找指名的模組，接着將找到的結果繫結到在局部作用域中的名字。匯入陳述式有三種形式（下述陳述式樣本中的方括號表示其中內容為可選的）：
    • import 模块名字 [as 别名]，找到一個模組，裝載它，如果有需要的話初始化它；在這個匯入陳述式出現的作用域的局部名字空間中，定義一個名字或一些名字[114]。
    • from 模块名字 import 定义1 [as 别名1], 定义2 [as 别名2], ...，找到、裝載、必需時初始化一個模組；接着在局部名字空間中，增加到找到指名特性的參照[114]。
    • from 模块名字 import *，在匯入陳述式出現的作用域的局部名字空間中，繫結模組中定義的所有公開的名字[115]。
  • del陳述式，遞歸的進行刪除。

複合陳述式：

  • if陳述式，當條件成立時執行陳述式套件。它經常包含elif、else子句。
  • while陳述式，當條件為真時，重複執行陳述式套件。
  • for陳述式，遍歷列表、字串、字典、集合等迭代器，依次處理迭代器中的每個元素。
  • match陳述式，用於模式匹配。
  • try（英語：Exception handling syntax）陳述式，它經常包含except、else、finally子句，處理在程式執行中出現的異常情況。Python支援並廣泛使用例外處理，作為檢測錯誤狀況和程式中其他「例外」事件的方式，並提倡在可能出現錯誤狀況的任何時候都使用例外。習慣上訪問一個檔案或資源不在使用之前進行測試，而是先行嘗試使用它，再擷取訪問被拒絕引發的例外。[e]Python 3.11介入了except*子句[116]。
  • with陳述式，把一塊程式碼包裹在一個上下文管理器之內。它允許了資源取得即初始化（RAII）式行為，可替代常見的try/finally慣用法。Python使用with陳述式處理資源[117]，在進入一個作用域的時候呼叫一個函數，而在離開它的時候呼叫另一個函數，例如：在一塊程式碼執行之前取得一個鎖，並且在此後釋放這個鎖；或事先打開一個檔案，並且事後關閉它。[f]
  • class陳述式，是定義類的可執行陳述式。類的衍化列給出基礎類列表，沒有衍化列的類，預設繼承基礎類object。類的套件接着在新的執行框架（frame）中執行，它使用新建的局部名字空間和原來的全域名字空間。當這個類套件完成執行之時，丟棄它的執行框架並儲存它的局部名字空間。一個類對象接着被建立，其基礎類採用衍化列，其特性字典採用儲存的局部名字空間。類名字接着在原來的局部名字空間中，被繫結到這個類對象。
  • def陳述式，是定義函數和方法的可執行陳述式。它的執行在當前局部名字空間中，將函數名字繫結到一個函數對象（對函數的可執行程式碼的包裝器）。這個函數對象包含到當前全域名字空間的參照，作為呼叫這個函數時使用的全域名字空間。
  • async def陳述式，用於協程函數定義。await表達式、async for陳述式和async with陳述式，只能用在協程函數的主體中。[g]

塊與模組

Python程式構造自程式碼塊。塊是作為一個單元執行的Python程式文字，模組、函數主體和類別定義都是塊。互動式鍵入的每個命令、指令碼檔案和指令碼命令都是程式碼塊。傳遞給內建函數eval()和exec()執行的字串是程式碼塊。

程式碼塊在執行框架（frame）中執行。框架包含一些用於偵錯的管理資訊，並確定在這個程式碼塊執行完成後，執行在何處以及如何繼續。名字空間是儲存變數的地方，它被實現為字典。有局部名字空間、全域空間即包含此程式碼塊的那個模組的名字空間，和內建名字空間即模組builtins的名字空間；對象的方法是定義在類主體內的函數，它有着巢狀的名字空間。名字空間通過防止命名衝突而支援了模組性，還通過明晰了哪個模組實現了哪個函數而增進可讀性和可維護性。

模組是包含Python定義和陳述式的一個檔案，這個檔案名字是模組名字附加上字尾.py；在一個模組中，模組的名字（作為字串）可獲得為全域變數__name__的值[115]。包（package）是可以包含子模組或遞歸性的子包的模組。包在技術上是具有__path__特性的Python模組。可以將包視為檔案系統上的目錄，而將模組視為這種目錄中的檔案，但是包和模組不必然源自檔案系統[118]。

完整的Python程式，在一個極小初始化的環境中執行：所有內建和標準模組均可獲得，但除了sys（各種系統服務）、builtins（內建函數、例外和None）和__main__之外都未被初始化。__main__用來為完整程式的執行提供局部和全域名字。當直譯器被呼叫在互動模態下的時候，它一次一個的讀取並執行陳述式；初始環境同於完整程式，每個陳述式都在__main__的名字空間中執行。

頂層程式碼是啟動執行的首個用戶指定Python模組。__main__是頂層程式碼執行所在的環境。從命令列使用-m參數，作為頂層指令碼執行的模組（作為模組__main__）是程式碼塊。此時__name__變數被設置為"__main__"，籍此可在這個模組中增加直接執行時候執行的程式碼[115][119]。

名字是通用的參照持有者，它不關聯於一個固定的資料類型，但是，一個名字在給定時間，總是被繫結到有一個類型的某個對象上，這就是動態型別的特徵。名字的儲存位置不「包含」所指示的值，一個共同的值可以賦值給多個名字，一個名字在任何時候，都可以重新繫結到各種不同類型的對象上，包括字串、過程、具有數據和方法的複雜對象等。如果一個名字繫結在一個塊中，它是這個塊的局部變數，除非被聲明為nonlocal或global。如果一個名字繫結在模組層次，它是全域變數。模組程式碼塊的變數，既是局部的也是全域的。如果一個變數使用在一個程式碼塊中，卻不定義在這裏，它是自由變數[120]。

內建vars()函數，返回一個模組、類、實例或任何具有字典特性__dict__的對象的字典特性。內建globals()函數，返回實現當前模組的名字空間的一個字典。內建locals()函數，更新並返回表示當前局部符號表的一個字典。在函數塊中而非類塊中呼叫locals()之時，它返回自由變數。在模組層級上，locals()和globals()返回同一個字典。內建dir()函數，在無參數時，返回在當前局部作用域內的名字列表；在有一個參數時，嘗試返回這個對象的有效特性的列表。[121]

在Python中賦值所進行的操作，是將一個名字繫結為到一個分立的動態分配的對象的一個參照。除了在塊中出現的每個賦值陳述式或匯入陳述式之外，下列構造也繫結名字：給函數的形式參數、類別定義、函數定義、賦值表達式、在for陳述式頭部中和各種as關鍵字之後的識別碼目標（target），as關鍵字出現在import陳述式、with陳述式、except子句、except*子句和結構式模式匹配的as模式之中。

作用域定義一個名字在一個塊中的可見性。如果一個局部變數被定義在一個塊中，它的作用域包括這個塊。如果這個定義出現在一個函數塊中，作用域擴充到在所界定作用域內包含的任何塊，除非所包含的塊為這個名字介入了不同的繫結。當一個名字在一個程式碼塊之中使用，它採用最近包圍作用域來解析。對一個程式碼塊可見的所有這種作用域的集合，叫做這個這個塊的「環境」[120]。

如果一個名字繫結在一個塊中，並且在其中於繫結之前就被使用，會導致一個錯誤。[h] 如果global陳述式出現在一個塊之中，在這個陳述式中指定的所有名字，提及在頂層名字空間中這些名字的繫結。名字在頂層名字空間解析，首先尋找全域名字空間，未果尋找內建名字空間。global陳述式與在同一個塊中的名字繫結運算有同樣的作用域。如果一個自由變數的最近包圍作用域包含針對它的global陳述式，這個自由變數被當作全域的[120]。[i] 當一個函數或類的定義被巢狀到其他函數的定義之內，它的非局部作用域就是這個包圍函數的局部作用域。nonlocal陳述式導致其列出的識別碼，提及在非局部作用域內先前繫結的名字（即非局部變數（英語：Non-local variable））[120]。[j]

表達式

Python中很多表達式（英語：Expression (computer science)）與C語言和java類似，而另一些則與之不同。

  • 在Python中，算術運算的加法+、減法-、乘法*和取模%是與C語言和java相同的，但是除法的行為不同。在Python中有兩種除法，它們是下取整除法（或整數除法）//和浮點除法/。Python增加了指數算符**。自從Python 3.5，介入了矩陣乘法算符@[122]，它已經用於了NumPy庫[123]。
  • 在Python中，有如下必須用於整數的位運算：&與（AND），|或（OR），~非（NOT），^異或（XOR），>>右移, <<左移。
  • 在Python中，有如下比較運算：大於>，小於<，等於==，不等於!=，小於等於<=，大於等於 >=。==按值比較。Python的is、is not算符可以用來比較對象的同一性（按參照比較），也就是比較兩個變數是否參照了同一個對象。而in、not in用於判斷一個對象是否屬於另外一個對象。在Python中，比較是可以連結起來的[124]，比如a < b < c。
  • Python使用and、or、not表示邏輯運算與、或、非，不採用C語言和Java中所用的符號&&、||、!。
  • 在Python中，由逗號,分隔的一組表達式，叫做表達式列表。Python為構造列表、字典或集合，提供了叫做「顯示」的特殊語法，它們每個都有兩種方式：包容內容要麼顯式列舉出來；要麼通過一組迴圈和過濾指令計算而來，這叫做「推導式」。列表顯示是包圍在方括號中的可以為空的一系列表達式，一個例子列表可寫為[1,2,3]。字典顯示是包圍在花括號中的可能為空的一系列的鍵/數據項對。集合顯示用花括號來指示，與字典顯示的區別是缺少分隔鍵與值的分號[125]。自從Python 3.5，增加了在表達式列表中的「可迭代解包」*，和在字典顯示中的「字典解包」**[126]。[k]
  • 在Python中，加圓括號形式（parenthesized form），是包圍在圓括號中的一個可選表達式列表。加圓括號的表達式列表產生的東西，就是這個表達式列表所產生的：如果這個列表包含至少一個逗號，它產生一個元組；否則它產生構成這個表達式列表的那個單一表達式[128]。一個例子元組可寫為(1,2,3)。元組不是圓括號形成的，而是使用逗號形成的，在沒有歧義的情況下，元組的圓括號是可選的。空的圓括號對產生空元組對象。使用序列串接算符+來串接二個元組，產生包含給定元組二者的元素的一個新元組。
  • Python支援在序列對象（比如字串、元組或列表）上的下標（subscription）表達式：a[索引]，和分片（英語：array slicing）表達式：a[开始:停止]或a[开始:停止:步长]。下標索引是基於零的，負數是相對於結尾的。分片範圍自從「開始」索引，直到但不包括「停止」索引。分片的第三個參數叫做「步長」（step）或「間隔」（stride），允許元素被跳過和用負數指示反向。分片索引可以省略，例如a[:]，這返回整個列表的一個複本。[o]分片的每個元素都是淺層複製（英語：Object copying）的。
  • Python的條件表達式表示為x if c else y。意思是當c為真時，表達式的值為x，否則表達式的值為y。 在運算元的次序上不同於很多其他語言中常見的c ? x : y。
  • Python的匿名函數實現為lambda表達式。匿名函數體只能是一個表達式。[p]
  • 自從Python 3.8，介入了賦值表達式，其記號是:=[66]。它將一個表達式賦值給一個識別碼，同時還返回這個表達式的值。賦值表達式在用作子表達式，即位於分片表達式、條件表達式、lambda表達式、關鍵字參數中的表達式和推導式中的if表達式之中，以及在assert和with陳述式之中的時候，必須圍繞着圓括號。在它們可以使用的所有其他地方，包括在if和while陳述式之中，都不要求圓括號[129]。

Python中運算子具有優先級，下表中的運算子按照從最高到最低的次序列出。在相同儲存格中運算子具有相同的優先級，它們從左至右結合，除了指數表達式和條件表達式從右至左結合之外[130]：

運算子 描述
(表达式...)，[表达式...]，{键: 值...}，{表达式...} 加圓括號表達式，列表顯示，字典顯示，集合顯示
x[索引]，x[索引:索引]，x(参数...)，x.特性 下標，分片，呼叫，特性參照
await x await表達式
** 指數
+x，-x，~x 取原數，相反數，逐位NOT
*，@，/，//，% 乘法，矩陣乘法，除法，下取整除法，餘數
+，- 加法和減法
<<，>> 移位
& 逐位AND
^ 逐位XOR
| 逐位OR
in，not in，is，is not，<，<=，>，>=，!=，== 包含成員關係測試，同一測試，各種比較
not x 布林NOT
and 布林AND
or 布林OR
if – else 條件表達式
lambda lambda表達式
:= 賦值表達式

Python提供了序列串接算符+和序列倍增算符*[131]。自從Python 3.9，介入了字典合併算符|和字典更新算符|=[132]。

Python的文字序列類型，包括字串str和位元組序列bytes與bytearray。字串文字（英語：string literal）有多種寫法，字串對象有一個內建格式算符%：

  • 短字串文字，由單引號'或雙引號"界定。不同於Unix shell、Perl和受Perl影響的語言，單引號和雙引號功能相同。這二種字串都使用反斜槓\作為跳脫字元。
  • 長字串文字，是開始並結束於三個單引號'''或三個雙引號"""的序列。它們可以跨越多行，其功能就像shell、Perl和Ruby中的here文件。[q]
  • Python允許多個毗鄰的字串文字或位元組文字（它們以空白分界並可以使用不同的引述約定），在編譯時間於語法層面上串接起來。要在執行時間串接字串，必須使用序列串接算符+[133]。[s]
  • Python中的「字串格式」算符%，在功能上類同於C語言中的printf格式化字串[134]，例如"spam=%s eggs=%04d" % ("blah", 2)，求值為'spam=blah eggs=0002'。自從Python 3.0，str類提供了可供替代的format()方法[135]，例如"spam={0} eggs={1:04d}".format("blah", 2)。在Python 3.6中，提供了「格式化字串文字」或稱為「f字串」，它向字串文字字首上f或F[136]，這是一種字串插值（英語：String interpolation）[137]，例如x="blah"; y=2; f'spam={x} eggs={y:04d}'。[t]

在Python中，在表達式和陳述式之間的區別是嚴格強制性的，這對比於語言如Common Lisp、Scheme或Ruby。故而Python中個別構造存在功能重複，比如：列表推導式相當for迴圈；條件表達式相當if陳述式；內建函數eval()相當exec()，前者用於表達式，後者用於陳述式。

陳述式不能成為表達式的一部份，由於列表和其他推導式或lambda表達式，都是表達式，也就不能包含陳述式。這個限制的一個範例：賦值陳述式比如a = 1，不能用作條件陳述式的條件判斷表達式的一部份；這能夠避免C語言程式中的一個常見錯誤，即在條件判斷時把等於算符==誤寫為賦值算符=，這不是預期程式碼卻在語法上有效而能通過編譯器檢查，在Python中這會導致一個語法錯誤。

函數

Python的函數支援遞歸和閉包[u] ，及其他頭等函數特徵，但不支援函數多載。Python的函數作為頭等對象，具有和普通對象平等的地位。Python官方實現不提供尾呼叫最佳化或頭等續體，吉多·范羅蘇姆曾聲稱永遠都不會加以支援[138]，但有第三方庫支援彈跳床（英語：Trampoline (computing)）[139]。

Python可以在函數定義時，於形式參數序列中，指定形式參數預設值，即以param=value樣式進行一次性初始化。形式參數在初始化之後，保持既有繫結；函數的後續呼叫，可繼續對它進行訪問或變更。[v]為有預設值的形式參數提供實際參數，在函數呼叫時是可選的。

Python的函數實際參數與形式參數之間的結合，是傳遞「對象參照」，函數在被呼叫的時候，給函數呼叫的實際參數，被介入到一個局部符號表中，實際參數使用傳值呼叫來傳遞，而這個值總是對象參照，而非這個對象的值[140]。如果形式參數繫結到一個可變的對象，則通過形式參數對此對象內容的修改，在函數外也是可見的。如果形式參數繫結到一個不可變的對象，則通過形式參數是不能修改此對象內容，但可以把形式參數重新繫結到其它對象上，這並不影響函數外的對象的值。[w]

Python支援位置實際參數和關鍵字實際參數。函數呼叫時，實際參數可以如同C語言那樣，按照位置與形式參數匹配；也可以採用命名參數或稱為關鍵字實際參數，即kwarg=value樣式的實際參數。使用不對應實際參數的特殊形式參數/和*，可以將參數序列分為三部份：唯位置參數[141]、可位置可關鍵字參數和唯關鍵字參數。有預設值的形式參數之後，不能跟隨無預設值的可位置形式參數。[x]在一個函數呼叫的實際參數序列中，關鍵字實際參數必須出現在位置實際參數之後。

在位置和關鍵字形式參數序列末尾，可以分別有*args或**kwargs這樣的形式參數，它們對應於在函數呼叫時提供的，超出形式參數序列規定而無所對應的多個實際參數；在形式參數名字前加一個*號，該形式參數args是tuple類型，對應可變數目的位置實際參數；在形式參數名字前加**號，該形式參數kwargs是dict類型，對應可變數目的關鍵字實際參數。[y]如果位置實際參數已經在一個序列類型如列表或元組的對象中，在參照它的變數前加一個*號傳遞給函數，則其中所有元素解包為多個位置實際參數；如果關鍵字實際參數在字典中，則加**號來傳遞給函數。

修飾器（decorator）可用來修改一個函數、方法或類別定義的任何可呼叫Python對象。將已定義的原來對象傳遞給修飾器，它返回一個修改後的對象，接着把它繫結到在定義中那個名字。Python修飾器部份受到Java註解的影響，而有類似的語法；修飾器語法是純粹的語法糖，使用@作為關鍵字形成修飾詞。修飾器是一種形式的元程式設計，它們增強它們所修飾的函數或方法的行動。[z] 多個修飾器可以連結起來，通過在毗連的行上放置多個修飾詞，或者使用中間變數。[aa] 函數修飾器的正規用法包括：用來建立類別方法或靜態方法[59]、設置先決條件和後置條件、實現多方法、增加函數特性、跟蹤（英語：Tracing (software)）、同步[142]；此外更遠大的用法包括：尾呼叫消除、記憶化[143]。

為了增強程式碼的可讀性，可以在函數後書寫「文件字串」（簡稱docstrings），用於直譯函數的作用、參數的類型與意義、返回值類型與取值範圍等。可以使用內建函數help()，列印出函數的使用幫助。[ab]自從Python 3.0，函數可以對參數與返回值增加類型標註[144]。此特性可方便對原始碼進行更深入的分析。[ac]自從Python 3.5，開始支援類型提示[145]。

對象及其方法

Python支援大多數物件導向程式設計技術。在Python中所有東西都是對象，包括類、函數、數和模組。它允許多型性，不只是在類層級（英語：Class hierarchy）之內，而且通過採用鴨子型別的方式[7]。任何對象可以用於任何類型，只要它有適當的方法和特性（attribute）就能工作。Python天然支援類的繼承包括多重繼承，為此採用C3線性化或方法決定次序（MRO）演算法，還支援混入。Python支援元類[146]，自從Python 3.6，提供了客製化類建立的簡單機制[147]。

Python使用名字修飾，有限的支援私有變數。對象的（可寫）特性可以被提取為一個字典[148]。在Python中，不強制使用訪問子與變異子方法，來訪問數據成員的物件導向程式設計信條。就像Python提供函數式程式設計構造，但不嘗試要求參照透明性（英語：referential transparency）一樣，它提供對象系統，但不要求物件導向程式設計行為。

對象的方法，是附屬於這個對象的類的函數。對於正常的方法和函數，語法instance.method(arguments)，是Class.method(instance, arguments)的語法糖。Python的方法有顯式的self（英語：this (computer programming)）形式參數，用來訪問實例數據；這借鑑自Modula-3，對立於隱式的self或this（英語：this (computer programming)）關鍵字，它們用在其他一些物件導向程式設計語言，比如C++、Java、Objective-C或Ruby之中[149]。在Python中，self可以被看作是一個習慣用法，它可以被換為任何其它合法的參數名。[ad]

Python提供了super()內建函數，在一個類的方法中呼叫此函數返回一個代理（proxy）對象，它將其方法呼叫委託給這個類的父類別或兄弟類[150]，當一個子類的方法覆蓋了超類方法的時候，可通過呼叫super().method，來呼叫與子類的self.method方法同名超類別方法。[ae] Python支援一些以__開始和結束的特殊方法名，它們用於實現運算子多載，以及實現多種特殊功能[77]。在Python中，可以通過定義特殊方法來多載運算子，比如在一個類上定義__add__()，將允許在這個類別的實例上使用+算符。

在Python中，定義了一個或多個特殊方法__get__()、__set__()、__delete__()的類，可以用作描述器（descriptor）[151]。建立一個描述器的實例，作為另一個類的一個類別成員，使得這個實例成為此另一個類的屬性（property）。使用與特性（attribute）訪問相同的語法，訪問一個實例對象中的這個成員屬性。[af]

Python允許通過使用@classmethod和@staticmethod修飾詞，來分別建立類別方法和靜態方法[59]。給類別方法的第一個實際參數，是對類對象的參照，而非對實例的self參照。靜態方法沒有特定的第一個實際參數，實例或類對象，都不固定的傳遞給靜態方法。[ag] Python的property內建函數，將一個類中特殊定義的訪問一個特性的那些方法，包裝成的這個類的一個屬性[152]。[ah]

類型

 
Python 3的標準類型層級[153]

Python使用鴨子型別，並擁有有類型的對象，和無類型的變數名字。在編譯期不檢查類型約束，而寧願在一個對象上的操作出現可能的失敗，表現出這個給定對象不具有適合的類型。儘管是動態型別系統，Python卻是強型別的，禁止沒有明確定義的操作（比如加一個數到一個字串），而不是默默的去嘗試轉換使其有意義。Python支援廣泛的類型和類的內省。類型是type的實例，可以被讀取和比較。

Python有着範圍廣泛的基本資料類型。同時具備常規的整數和浮點算術，它透明的支援任意精度算術、複數和十進制浮點數（英語：Decimal floating point）。Python支援種類繁多的字串操作。在Python中，字串是不可變的，所以在其他程式語言中可能就地改變字串的字串操作，比如字元替換，在Python中返回新的字串。

Python有一個非常有用特徵，就是搜集（或稱容器）類型的概念。一般的說，搜集是以一種易於參照或索引的方式，包含其他對象的對象。搜集有二種基本形式：序列和對映。Python對建立容器類型的對象有着語法上的支援。[ai]Python還提供了廣泛的搜集操縱能力，比如內建的包含元素檢查和通用迭代協定。

有次序的序列類型是列表（動態陣列（英語：array data type））、元組和字串。所有序列類型都是位置索引的（從0到长度−1），並且除了字串，都可以包含任意類型的對象，在同一個序列中包括多種類型的對象。字串和元組是不可變的，使得它們成為字典的鍵的完美候選者。在另一方面，列表是可變的，元素可以被插入、刪除、修改、添加或就地排序。

在另一方面，對映是以「字典」形式實現的無次序的類型，它將一組不可變的鍵，對映到相應的元素上（非常像數學函數）。在字典中的鍵，必須是不可變的Python類型，比如整數或字串，因為在底層它們是通過雜湊函數實現的。字典還是語言內部的中心，因為它們居於所有Python對象和類的核心：在變數名字（字串）和這個名字所參照的值之間的對映，就儲存為字典，而這些字典可以通過對象的__dict__特性直接訪問。

集合（英語：Set (abstract data type)）搜集類型，在版本2.4中被增加入語言核心。集合是無索引、無次序的搜集，它包含唯一性的不可變對象作為元素，並且實現了集合論運算，比如併集|、交集&、相對補集-、對稱差^，和子集測試<=、真子集測試<、超集測試>=、真超集測試>。有二種類型的集合：可變的set和不可變的frozenset。

Python允許程式者使用類，定義自己的類型[55]，類是在物件導向程式設計中最經常使用的。類的新實例，是通過呼叫這個類的構造器而建立的，而類都是元類type的實例，type是type元類自身的實例，這允許了元程式設計和反射。[aj]

在版本3.0之前，Python有兩種類：舊式的和新式的[154]。二種樣式的語法是一樣的，不同在於是否直接或間接的繼承自類object，所有新式類都從object繼承，並且是type的實例。在Python 2系列2.2以上，二種類都可以使用[55]。在Python 3.0中淘汰了舊式類。

長期規劃是支援漸進類型（英語：gradual typing）[9]，並且自從Python 3.5，語言的語法允許指定靜態型別，但在預設實現CPython中不檢查它們[145]。有叫做「mypy」的可選的靜態型別檢查器，支援編譯期型別檢查[155]。

Python 3內建類型小結
類型 可變性 描述 語法例子
bool 不可變 布林值，有表示值False和True的兩個對象。作為整數類型numbers.Integral的子類型，它們在幾乎所有上下文中，表現得如同0和1，除了在轉換成字串時轉換為"False"和"True"之外。 True
False
int 不可變 整數，其大小在理論上無限制，實際上受限於主記憶體[156]。 42
float 不可變 雙精度浮點數，確切精度依賴於機器。一般實現為IEEE 754標準binary64浮點數，它有53個二進制有效數碼精度[157]。 1.414
complex 不可變 複數，即分別表示實部與虛部的兩個雙精度浮點數的有序對。 3+2.7j
range 不可變 數的序列，通常用在for迴圈中指定迴圈次數[158]。 range(1, 10)
range(10, -5, -2)
str 不可變 字串，即Unicode程式碼點序列。字串中的程式碼點都在範圍U+0000..U+10FFFF之內。Python沒有char類型，這些程式碼點都表示為長度為1的字串對象。 
'Wikipedia'
"Wikipedia"
"""Spanning
multiple lines"""
bytes 不可變 位元組序列，其專案是8位元位元組，用範圍0 <= x < 256的整數表示。 b'Some ASCII'
b"Some ASCII"
bytes([0x53, 0x74, 0x72])
bytearray 可變 bytearray(b'Some ASCII')
bytearray(b"Some ASCII")
bytearray([0x53, 0x74, 0x72])
list 可變 列表，可以包含任意的Python對象。 [4.0, 'string', True]
[]
tuple 不可變 元組，可以包含任意的Python對象。只有一個專案的元組，可以通過向表達式字尾一個逗號來形成。 (4.0, 'string', True)
('single element',)
()
dict 可變 鍵-值對的關聯陣列（常稱為字典），即由任意索引集合來索引的對象的有限集合（英語：Set (abstract data type)）。不可接受為鍵的值，是列表或字典，或按值而非對象同一性比較的其他可變類型的值，其雜湊值不能保持恆定。 {'key1': 1.0, 3: False}
{}
set 可變 無序有限集合（英語：Set (abstract data type)），包含唯一性的不可變的對象，它們不能用任何下標來索引。 {4.0, 'string', True}
set()
frozenset 不可變 frozenset([4.0, 'string', True])
types.EllipsisType 不可變 這個類型有一個單一對象作為值，它通過文字...或內建名字Ellipsis（英語：Ellipsis (programming operator)）來訪問，它的真值為真。它用於NumPy多維陣列索引[159]。 ...
Ellipsis
types.NoneType 不可變 這個類型有叫做None的一個單一對象Null作為值[160]，它被用來指示值的缺席，比如不返回任何東西的函數返回它，它的真值為假。 None
types.NotImplementedType 不可變 這個類型有一個單一對象NotImplemented作為值。數值方法和細化比較方法，在它們仍未對提供的運算元實現這個運算之時，返回這個值。它不應該在布林值上下文中求值。 NotImplemented

除了各種資料類型，Python直譯器還內建了很多其他類型，包括可呼叫類型：用戶定義函數、實例方法、生成器函數、協程函數、非同步生成器函數、內建函數、內建方法、類、類別方法；模組，客製化類，類別實例，I/O對象（也叫做檔案對象），和暴露給用戶的一些內部類型：程式碼對象、框架對象、溯回對象、切片對象、靜態方法對象、類別方法對象。

算術運算

Python的算術運算，使用平常的符號+、-、*、/和模除%。它還有下取整除法算符//、指數算符**和矩陣乘法算符@[122]。二元運算先將兩運算元轉為共同類型，加法、減法、乘法、下取整除法和指數運算的結果也採用此類型，比如5**3 == 125而9**0.5 == 3.0。這些算符就像在傳統數學中一樣運算，具有同樣的優先級規則，中綴算符+、-，還可以分別表示取原數和取相反數的一元算符。

被稱為「真除法」的/的表現，隨着版本不同而有着顯著變化[161]。自Python 3.0以來，/總是產生浮點數結果，包括兩個整數相除，比如5/2 == 2.5；而在下取整除法//中，兩個整數相除產生整數，比如7//3 == 2而7.5//3 == 2.0。

下取整除法//的修約是朝向負無窮的。向下取整能增加一致性[162]，例如這意味着等式(a + n)//n == a//n + 1總是為真。模除%所得出的餘數的符號同於除數，比如-4%3 == 2而4%-3 == -2。其它多數程式語言比如C99採用截尾取整規則，餘數的符號同於被除數。模除運算結果餘數的定義，確使等式a == (a//n)*n + a%n對於a和n分別為正數或負數的情況都是有效的[163]。餘數可以為負數，顯著不同於在數學中的歐幾里得除法規則下，餘數總是非負數的情況。

Python提供了round()內建函數，用於把一個浮點數修約成最近的整數[164]，自Python 3.0以來，為了打破平局它採用了IEEE 754的約半成偶規則：round(1.5)和round(2.5)都產生2。

Python允許由比較運算連結起來的布林表達式，表現得如在數學中常用的一樣。比如表達式a < b < c，測試a < b and b < c[124]。C語言將它解析為(a < b) < c：即首先求值a < b，其結果為0或1，接着把這個結果比較於c[165]。

Python對所有整數運算，使用任意精度算術。在decimal模組中的Decimal類[166]，提供十進制浮點數（英語：Decimal floating point），具有用戶可按需要而更改的預設28個十進制有效數碼精度，並有多種修約方式[167]。在fractions模組中的Fraction類，提供任意精度的有理數[168]。第三方庫gmpy2[169]，提供了到任意精度計算庫GMP/MPIR（英語：MPIR (mathematics software)）、MPFR（英語：GNU MPFR）和MPC的介面。

除了求絕對值函數abs()列入內建函數之外，大多數數學函數，處於math和cmath模組內。前者用於實數運算，而後者用於複數運算。[ak]由於Python有着廣泛的數學庫，特別是第三方庫NumPy進一步擴充了原生能力，Python經常被用作科學手稿語言，來處理如數值數據處理和操縱等問題[170][171]。

標準庫

Python擁有一個強大的標準庫[172]。Python標準庫包括了如下功能：

程式碼實例

一個在標準輸出裝置上輸出Hello World的簡單程式，這種程式通常作為開始學習程式語言時的第一個程式，可將如下程式碼錄入純文字檔案並隨意命名比如program01.py，然後執行這個程式python3 program01.py： 

print("Hello, world!")

Python也可以單步直譯執行。執行Python直譯器進入互動式命令列的環境，你可以在提示符號>>>旁輸入print("Hello, world!")，按Enter鍵輸出結果： 

>>> print('Hello, world!')
Hello, world!

計算正數的階乘的程式碼： 

n = int(input('輸入一個數，就會印出其階乘: '))
if n < 0:
    raise ValueError('錯誤，請輸入一個非負整數')
fact = 1
for i in range(2, n + 1):
    fact *= i
print(fact)

注意，在Python 3.0及以上版本中，print是個函數，需要在要列印的字串前後加上圓括號；在Python 2.6以下版本中，print是一個關鍵字和命令而不加圓括號。

實現

Python是一門跨平台的手稿語言，Python規定了一個Python語法規則，根據該規則可編寫Python直譯器[173]。Python屬於動態語言，其官方實現將Python程式編譯成中間形式的位元組碼[174]，並接着在它的虛擬機器上執行[175]，相較於C/C++和java的等編譯語言而言執行速度較慢[176]。

活躍開發的實現
到其他語言的交叉編譯器

其他實現舉例：Jython，它是用Java實現的Python 2.7。IronPython，它是建造在DLR之上的Python 2.7和Python 3.4實現。Stackless Python，它是實現微線程（英語：microthread）的CPython 3.8分叉。Pyston，它是具有JIT等效能最佳化的CPython 3.8.12的分叉[190]。Pyjion，將Python程式碼編譯成本機CIL的CPython 3.10的JIT擴充[191]。Cinder，它是Meta孵化器釋出的具有包括JIT等很多最佳化的CPython 3.10分叉[192]。

開發環境

通用文字編輯器

很多並非整合式開發環境軟體的文字編輯器，也對Python有不同程度的支援，並且加上專門為Python設計的編輯器外掛程式也會有很高的可用性。

專用開發環境

適用於Python的整合式開發環境（IDE）軟體，除了標準二進制釋出包所附的IDLE之外，還有許多其他選擇。其中有些軟體設計有語法着色、語法檢查、執行偵錯、自動補全、智能感知等便利功能。由於Python的跨平台出身，這些軟體往往也具備各種作業系統的版本或一定的移植性。

  • IDLE：Python「標準」IDE，一般隨Python而安裝，支援較少的編輯功能，偵錯功能也比較弱。
  • Eric：基於PyQt的自由的IDE，支援自動補全、智能感知、自動語法檢查、工程管理、svn/mercurial整合、自動單元測試等功能，具有可延伸的外掛程式系統，通過可選外掛程式支援Git整合。偵錯功能與Visual Studio和Eclipse類似。
  • Spyder：開源的跨平台科學計算IDE。
  • PyScripter（英語：PyScripter）：功能較全的開源IDE，使用Delphi開發。
  • PyCharm：由JetBrains公司出品，具備一般IDE的功能，比如偵錯、語法突顯、Project管理、程式碼跳轉、智能提示、自動完成、單元測試、版本控制等等，另外，它還提供了一些功能用於Django開發，同時支援Google App Engine，還支援IronPython。它是商業軟體，但也具有社區版和教育版。
  • Thonny（英語：Thonny）：適用於程式初學者的IDE。
  • Wing IDE（英語：Wing IDE）：商業軟體，有免費的功能有限的Wing 101。

第三方擴充包

 
Python Powered
主條目：Python軟體列表（英語：List of Python software）

Python社群提供了大量的功能覆蓋眾多領域的第三方模組，其使用方式與標準庫類似。第三方模組可以使用Python/Cython或者C語言編寫。軟體工具SWIG和SIP（英語：SIP (software)），通過定義介面檔案或規定檔案的方式，可以將C/C++編寫的程式庫包裝為Python模組。Python直譯器本身也可以被整合到其它需要手稿語言的程式內。

Python包索引是公開的軟件套件線上倉庫。pip是官網推薦的以安全方式安裝Python應用及其依賴軟件套件的最流行工具[193]。要安裝在整個作業系統範圍內共用的Python包，現在需要通過作業系統的軟件套件管理系統。要將特定於應用的依賴包隔離於共用的Python安裝，可以使用標準庫的venv[194]或第三方工具virtualenv[195]建立虛擬環境；第三方工具pipenv，能自動為用戶專案建立和管理虛擬環境，並在安裝/卸裝軟件套件的時候，向此專案的Pipfile檔案增加/移除這個軟件套件[196]。

網絡服務

參見：Web服務

Python定義了WSGI標準應用介面，來協調HTTP伺服器與基於Python的Web程式之間的溝通。比如，通過mod_wsgi（英語：mod_wsgi）模組，Apache可以運行用Python編寫的Web程式。Zope是著名的用Python編寫的開源的Web應用伺服器。Tornado是用Python語言寫成的非阻塞式web伺服器，也是輕量級的Web框架。

Python對於各種網絡協定的支援很完善，因此適用於編寫伺服器軟體、網絡爬蟲等Web開發。用Python編寫的一些Web框架，有助於輕鬆地開發和管理複雜的Web程式。著名的第三方Web框架和函式庫：

  • Django：MTV架構[197]的Web開發框架，注重組件的重用性和「可插拔性」、快速開發和DRY法則。
  • Pyramid：極簡主義的Web框架，不預定持久化方式。
  • Flask：微Web框架，不要求特定的工具或庫。
  • PyScript：建立在瀏覽器內的Python應用的框架[198]，這些應用能使用HTML介面和已編譯成WebAssembly的Pyodide或MicroPython，以及當代Web技術。
  • Twisted：事件驅動的網絡程式框架。它支援多數標準的網絡協定（包含客戶端和伺服器），並且提供了多種工具，適用於編寫高效能的伺服器軟體。
  • Requests：適合於常人使用的HTTP庫，封裝了許多繁瑣的HTTP功能，極大地簡化了HTTP請求所需要的程式碼量。
  • Beautiful Soup：用來解析HTML/XML的一個簡單易用Python包。
  • uvloop：是對內建asyncio事件迴圈的快速的、直截了當的替代者[199]，它用Cython實現並在底層使用了libuv。
  • aiohttp：基於asyncio的HTTP客戶端和伺服器二者[200]。

圖形化使用者介面

參見：GUI

Python本身包含了Tkinter庫，它是Python的業界標準GUI並被整合進入了IDLE。Tkinter基於了Tcl命令工具，能夠支援簡單的GUI開發。但是為了讓所開發的軟體執行速度更快，並與用戶的桌面環境更契合，人們一般會選擇採用第三方GUI庫或框架。著名的第三方GUI庫：

  • PyQt：Qt的Python繫結庫，由Riverbank Computing公司自從1998年發行，採用GPL特許條款或商業特許條款。
  • PySide：Qt的Python繫結庫，由Qt公司自從2009年發行，採用LGPL特許條款。
  • PyGObject：替代了PyGTK，它是為Python程式訪問基於GObject的庫而提供的包裝庫[201]，GObject是GTK、GIO（英語：GIO (software)）和GStreamer等庫使用的對象系統。
  • Kivy：用於開發多點觸控應用軟體的開源Python庫，採用了自然用戶介面（NUI）。
  • WxPython：GUI程式框架wxWidgets的Python包裝庫，它與MFC的架構相似。
  • PySimpleGUI：將Tkinter、Qt、WxPython和Remi[202]的GUI框架變換成簡單的介面[203]。
  • Gooey：將幾乎所有Python 3控制台程式用一行程式碼轉變成GUI應用[204]。
  • Dear PyGui：快速而強力的具有極小依賴性的GUI工具箱[205]。
  • pywebview：輕量級跨平台的對WebView（英語：WebView）構件的包裝器，允許在其本地GUI窗口中顯示HTML內容[206]。

數據科學

重要的數據科學用第三方軟體庫有：

數據視覺化

主要的數據視覺化軟體庫及儀錶板框架有[212]：

機器學習

基礎性的機器學習軟體庫及框架有：

其它種類

應用

在很多作業系統裏，Python是標準的系統元件，它被列入Linux標準規範之中[257]。大多數Linux發行版和macOS都整合了Python，可以在終端模擬器或虛擬控制台（英語：Virtual console）下直接執行Python。第三方工具pipx，可以將Python應用安裝於隔離的環境中並在其中執行它[258]。

雖然Python可被粗略地分類為手稿語言，Python的支持者較喜歡稱它為一種高階動態語言，常像「膠水」一樣被用來連接軟體組件，已經顯著的區別於Unix shell、Windows PowerShell這樣的語言。基於Python的xonsh，是跨平台的、青睞Unix的shell語言和命令列介面[259]。

應用程式

一些Linux發行版，使用Python語言編寫安裝器，比如Ubuntu的Ubiquity和Fedora的Anaconda；或使用它編寫軟件包管理系統，比如Gentoo的Portage。如下著名應用使用Python編寫或將它作為嵌入式指令碼：

人工智能

經由Python開發了眾多的人工智能模型和作為其支撐的軟體庫：

社群流行

自從2003年，Python始終排行於TIOBE程式社區索引（英語：TIOBE Programming Community Index）前十最流行程式語言，在2021年10月它首次達到了第一名最流行語言（居於C和Java之前）[272]，並被選為2007年、2010年、2018年、2020年和2021年的年度程式語言[272]。它有如下著名的社群：

  • PyCon：各地社群舉辦的會議，通常每年舉辦。各社群在會議中討論Python相關的議題。
  • Python Discord：參與者眾多的Python社區[273]。
  • PyLadies（英語：PyLadies）：由女性社群發起的社群，主要注重於發展Python的女性程式設計社群。
  • Django Girls（英語：Django Girls）：使用Django網頁設計框架，推廣使用Python進行網頁設計的技術。

影響的語言

Python的設計和哲學已經影響了很多其他程式語言：

程式碼範例

  1. ^ 縮排範例： 
    def is_even(a: int) -> bool:
    """确定数a是否是偶数."""
    if a % 2 == 0:
        print('偶数!')
        return True
    print('奇数!')
    return False

# 参数比后续部份多一层缩进
def long_function_name(
        var_one, var_two, var_three,
        var_four):
    # 可选的圆括号内后续行多一层缩进
    if (this_is_first_thing
            and that_is_second_thing):
        do_something()
    # 可选的圆括号内后续行不额外缩进
    elif (this_is_third_thing and
          that_is_fourth_thing):
        do_something_different()
# 参数相对行首缩进一层
spam = long_function_name(
    arg_one, arg_two,
    arg_three, arg_four)
# 参数按开括号界定垂直对齐
eggs = long_function_name(arg_one, arg_two,
                          arg_three, arg_four)
# 可选的闭括号位置
my_list = [
    1, 2, 3,
    4, 5, 6,
    ]
# 可选的闭括号位置
my_set = {
    1, 2, 3,
    4, 5, 6,
}
  2. ^ 採用了並列賦值的斐波那契數列函數範例： 
    def fib(n):  # 写出从第0项到第n项的Fibonacci系列
    a, b, i = 0, 1, 0 
    while i <= n:
        print(a, end=' ')
        a, b, i = b, a+b, i+1
    print()
  3. ^ 產生素數的惰性生成器的範例： 
    from itertools import count

def generate_primes(stop_at=0):
    if stop_at != 1:
        primes = [2]
        yield 2
    for n in count(3, 2):
        if 0 < stop_at < n:
            return # 引发StopIteration例外
        composite = False
        for p in primes:
            if not n % p:
                composite = True
                break
            elif p ** 2 > n:
                break
        if not composite:
            primes.append(n)
            yield n

    上述函數的隱式迭代用例： 

    for i in generate_primes():  # 迭代于100以内所有素数上
    if i > 100:
        break
    print(i)

    在生成器表達式中使用上述函數，定義了一個惰性的、巨大而並非無限的搜集的範例： 

    from itertools import islice

primes_under_million = (i for i in generate_primes() if i < 1000000)
two_thousandth_prime = islice(primes_under_million, 1999, 2000) 
print(next(two_thousandth_prime))
  4. ^ 用生成器模擬協程範例： 
    def produce(n):
    try:
        for item in range(n):
            print(f'producing item {item} ->') 
            yield item
    except GeneratorExit:
        return

def consume():
    item = None
    try:
        while True:
            item = yield item
            print(f'consuming item {item} <-')
    except GeneratorExit:
        return

def main():
    r = []
    t1 = produce(10)
    t2 = consume()
    try:
        next(t2)
        while True:
            p = next(t1)
            r += [t2.send(p)]
    except StopIteration:
        t2.close()
    print(f'result items: {r}')

main()
  5. ^ 遵循EAFP（請求原諒比獲得特許更容易）風格的例外處理範例： 
    f = None
try:
    f = open("aFileName", mode="w")
    f.write(could_make_error()) # 不存在could_make_error()则产生错误
except IOError as error:
    print(error)
    print("不能打开文件")
except:  # 捕获所有例外
    print("未预期的错误")
else:  # 在没有出现例外时执行
    print("文件写入完全成功")
finally:  # 清除行动，总是执行
    if f:
        f.close()
  6. ^ 使用with將檔案作為資源來管理的範例： 
    from contextlib import contextmanager
@contextmanager
def opened(filename, mode="r"):
    try:
        f = open(filename, mode)
    except IOError as error:
        print(error)
        yield None
    else:
        try:
            yield f
        finally:
            f.close()

with opened("aFileName", mode="w") as f:
    try:
        f.write(could_make_error()) # 不存在could_make_error()则产生错误
    except AttributeError:
        print("不能打开文件")
    except:  # 捕获所有例外
        print("未预期的错误")
    else:  # 在没有出现例外时执行
        print("文件写入完全成功")
  7. ^ 原生的協程範例： 
    import asyncio
import random

async def produce(queue, n):
    for item in range(n):
        # 生产一个项目，使用sleep模拟I/O操作
        print(f'producing item {item} ->') 
        await asyncio.sleep(random.random())
        # 将项目放入队列
        await queue.put(item)
    # 指示生产完毕
    await queue.put(None)

async def consume(queue):
    while True:
        # 等待来自生产者的项目
        item = await queue.get()
        if item is None:
            break
        # 消费这个项目，使用sleep模拟I/O操作
        print(f'consuming item {item} <-')
        await asyncio.sleep(random.random()) 

async def main():
    queue = asyncio.Queue()
    task1 = asyncio.create_task(produce(queue, 10))
    task2 = asyncio.create_task(consume(queue))
    await task1
    await task2

asyncio.run(main())
  8. ^ 局部變數範例： 
    >>> def spam():
...     print(a)
... 
>>> a = 10
>>> spam()
10
>>> def spam():
...     a = 100
...     print(a)
... 
>>> spam()
100
>>> a
10
>>> def spam():
...     a *= 10
...     print(a)
... 
>>> spam()
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
  File "<stdin>", line 2, in spam
UnboundLocalError: cannot access local variable 'a' where it is not associated with a value
  9. ^ 全域變數範例： 
    >>> def spam():
...     global a
...     a *= 10
...     print(a)
... 
>>> a = 10
>>> spam()
100
>>> a
100
>>> def spam():
...     def eggs():
...         print(a)
...     global a
...     eggs()
... 
>>> a = 10
>>> spam()
10
>>> def spam():
...     def eggs():
...         a *= 10
...         print(a)
...     global a
...     eggs()
... 
>>> spam()
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
  File "<stdin>", line 6, in spam
  File "<stdin>", line 3, in eggs
UnboundLocalError: cannot access local variable 'a' where it is not associated with a value
  10. ^ 非局部變數範例： 
    >>> def spam():
...     def eggs():
...         nonlocal a
...         a *= 10
...         print(a)
...     a = 10
...     eggs()
... 
>>> spam()
100
>>> def spam():
...     def eggs():
...         nonlocal a
...         a *= 10
...         print(a)
...     global a
...     eggs()
... 
  File "<stdin>", line 3
SyntaxError: no binding for nonlocal 'a' found
  11. ^ 序列解包、可迭代解包和字典解包範例： 
    >>> a = [1, 2, 3]; b = [4, 5]
>>> i, j, k = a
>>> print(i, j, k)
1 2 3
>>> c = [*a, b]
>>> c
[1, 2, 3, [4, 5]]
>>> d = {*a, *b}
>>> d
{1, 2, 3, 4, 5}
>>> e = (*a, *b)
>>> e
(1, 2, 3, 4, 5)
>>> f = {'as':1, 'bs':2 }; g = {'cs':3, 'ds':4}
>>> h = {**f, **g}
>>> h
{'as': 1, 'bs': 2, 'cs': 3, 'ds': 4}
  12. ^ 列表的推導式範例。比如： 
    >>> [x + 3 for x in range(4)]
[3, 4, 5, 6]

    快速排序演算法可以優雅的（儘管不高效的）使用列表推導式表達為： 

    def qsort(L):
    if L == []:
        return []
    pivot = L[0]
    return (qsort([x for x in L[1:] if x < pivot]) +
            [pivot] +
            qsort([x for x in L[1:] if x >= pivot]))
  13. ^ 生成器表達式範例。比如： 
    >>> sum(x * x for x in range(10))
285
>>> dict((n, n*n) for n in range(5))
{0: 0, 1: 1, 2: 4, 3: 9, 4: 16}
>>> set(n*n for n in range(5))
{0, 1, 4, 9, 16}
  14. ^ 字典推導式{expr1: expr2 for k, v in d}，等價於： 
    result={}
for k, v in d.items():
    result[expr1]=expr2
return result

    >>> {x: x + 3 for x in range(4)}
{0: 3, 1: 4, 2: 5, 3: 6}

    集合推導式{expr1 for x in stuff}，等價於： 

    result = set()
for x in stuff:
    result.add(expr1)
return result

    >>> {x + 3 for x in range(4)}
{3, 4, 5, 6}
  15. ^ 下面幾個判斷陳述式為真，表示列表分片結果符合預期： 
    >>> nums = [1, 3, 5, 7, 8, 13, 20]
>>> nums[2:5] == [5, 7, 8] #从下标为2的元素切割到下标为5的元素，但不包含下标为5的元素。
True
>>> nums[1:] == [3, 5, 7, 8, 13, 20] #切割到最后一个元素。
True
>>> nums[:-3] == [1, 3, 5, 7] #从最开始的元素一直切割到倒数第3个元素。
True
>>> nums[:] == [1, 3, 5, 7, 8, 13, 20] #返回所有元素。改变新的列表不会影响到nums。
True
>>> nums[1:5:2] == [3, 7] #从下标为1的元素切割到下标为5的元素，但不包含下标为5的元素，且步长为2。
True
  16. ^ 匿名函數範例： 
    >>> from functools import reduce
>>> reduce(lambda x, y: x+y, [1, 2, 3, 4, 5]) 
15
>>> fac = lambda n: (1 if n<2 else n*fac(n-1))
>>> fac(5)
120
>>> [*map(fac, [1, 2, 3, 4, 5])]
[1, 2, 6, 24, 120]

    不動點組合子範例： 

    >>> Y = lambda f: (lambda x: x(x))(lambda y: f(lambda *args: y(y)(*args)))
>>> fac = lambda f: lambda n: (1 if n<2 else n*f(n-1))
>>> Y(fac)(5)
120
>>> fib = lambda f: lambda n: 0 if n == 0 else (1 if n == 1 else f(n-1) + f(n-2))
>>> Y(fib)(6)
8
>>> [*map((lambda f: (lambda x: x(x))(lambda y: f(lambda *args: y(y)(*args))))(lambda f: lambda n: (1 if n<2 else n*f(n-1))), [1, 2, 3, 4, 5])]
[1, 2, 6, 24, 120]

    上述Y組合子程式碼源出自Rosetta Code. [2020-10-21]. （原始內容存檔於2021-01-11）. 其原理可參見Equational derivations of the Y combinator and Church encodings in Python. [2020-10-21]. （原始內容存檔於2020-11-12）. 

  17. ^ 多行字串文字帶有字串插值（英語：String interpolation）（使用了format方法）的範例： 
    print("""亲爱的{recipient},

我希望你离开Sunnydale并永不返回.

不是很爱你的,
{sender}
""".format(sender="吸血鬼猎人Buffy", recipient="Spike"))
  18. ^ 原始字串的範例： 
    >>> # Windows路径，即使是原始字符串也不能结束于反斜杠
>>> r"C:\Spam\Eggs\Ham\"
  File "<stdin>", line 1
    r"C:\Spam\Eggs\Ham\"
                       ^
SyntaxError: EOL while scanning string literal
>>> dos_path = r"C:\Spam\Eggs\Ham\ " # 通过增加尾随的空格
>>> dos_path.rstrip()              # 并接着移除它来避免错误
'C:\\Spam\\Eggs\\Ham\\'
>>> quoted_dos_path = r'"{}"'.format(dos_path)
>>> quoted_dos_path
'"C:\\Spam\\Eggs\\Ham\\ "'
>>> # 匹配具有可能的反斜杠引述的引述字符串的正则表达式
>>> import re
>>> re.match(r'"(([^"\\]|\\.)*)"', quoted_dos_path).group(1).rstrip()
'C:\\Spam\\Eggs\\Ham\\'
>>> code = 'spam(2, eggs)'
>>> # 反转有二个参数的函数调用的两个实际参数
>>> re.sub(r'\(([^,]*),\s*([^,]*)\)', r'(\2, \1)', code)
'spam(eggs, 2)'
>>> # 注意如果实际参数中有圆括号或逗号则上例无效。
  19. ^ 字串文字串接範例： 
    >>> print("hello " 'world')
hello world
>>> str1="hello "; str2='world'
>>> print(str1 + str2)
hello world
  20. ^ 格式化字串的範例，例如下列命令列echo命令： 
    num="3"; printer="HP Laserjet"
echo "I just printed ${num} pages to the printer ${printer}"

    等價於如下Python中的任何一種print函數呼叫： 

    num = 3; printer="HP Laserjet"
print(f"I just printed {num} pages to the printer {printer}")

print("I just printed {} pages to the printer {}".format(num, printer))
print("I just printed {0} pages to the printer {1}".format(num, printer))
print("I just printed {num} pages to the printer {printer}".format(num=num, printer=printer))

print("I just printed %s pages to the printer %s" % (num, printer))
print("I just printed %(num)s pages to the printer %(printer)s" % {"num": num, "printer": printer})
  21. ^ 詞法閉包的例子： 
    def f(x):
    def g(y):
        return x + y
    return g  # 返回一个闭包。

h = lambda x: lambda y: x + y

# 将指定闭包赋值给变量。
a = f(1)
b = h(1)
c = f(2)
# 使用存储在变量中的闭包。
assert a(5) == 6
assert b(5) == 6
assert c(5) == 7
# 使用闭包而不事先把它们绑定到变量。
assert f(1)(5) == 6  # f(1)是个闭包。
assert h(1)(5) == 6  # h(1)是个闭包。
assert f(2)(5) == 7  # f(2)是个闭包。
  22. ^ 函數的形式參數預設值的永續性範例： 
    >>> def f(a, L=[]):
...     L.append(a)
...     return L
... 
>>> print(f(1))
[1]
>>> print(f(2))
[1, 2]
>>> print(f(3))
[1, 2, 3]
  23. ^ 函數的形實參數二者結合範例。例如： 
    >>> def spam(a):
...     a.append('LovelySpam')
...     
>>> def eggs(b):
...     b=100 #实际上是重新绑定了另一个整型对象100
... 
>>> a=[]
>>> b=10
>>> spam(a)
>>> eggs(b)
>>> print(a)
['LovelySpam']
>>> print(b)
10
  24. ^ 函數的形式參數預設值的定義範例： 
    >>> from inspect import getfullargspec
>>> def func(p1, /, p2, p3="x", *, p4): pass
... 
>>> getfullargspec(func)
FullArgSpec(args=['p1', 'p2', 'p3'], varargs=None, varkw=None, defaults=('x',), kwonlyargs=['p4'], kwonlydefaults=None, annotations={})
  25. ^ 函數的可變參數的定義範例： 
    >>> from inspect import getfullargspec
>>> def func(p1, /, p2, *args, p3, **kwargs): pass
... 
>>> getfullargspec(func)
FullArgSpec(args=['p1', 'p2'], varargs='args', varkw='kwargs', defaults=None, kwonlyargs=['p3'], kwonlydefaults=None, annotations={})
  26. ^ 定義修飾器的範例： 
    def viking_chorus(myfunc):
    def inner_func(*args, **kwargs):
        for i in range(3):
            myfunc(*args, **kwargs)
    return inner_func

    呼叫修飾器的範例： 

    @viking_chorus    
def menu_item(*args):
    print(", ".join(args)+", and spam")

    等價於： 

    def menu_item(*args):
    print(", ".join(args)+", and spam")

menu_item = viking_chorus(menu_item)

    viking_chorus修飾後的menu_item將原來定義執行3次： 

    >>> menu_item("egg","bacon")
egg, bacon, and spam
egg, bacon, and spam
egg, bacon, and spam
  27. ^ 修飾器工廠範例，這裏的favourite_colour接受一個實際參數，並返回一個修飾器： 
    def favourite_colour(colour):
    def decorator(func):
        def wrapper(*args, **kwargs):
            print(f"My favourite colour is {colour}.")
            func(*args, **kwargs)
        return wrapper
    return decorator

def invincible(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        print("I'm invincible!")
        func(*args, **kwargs)
    return wrapper

    使用毗連的修飾詞連結修飾器範例： 

    @invincible
@favourite_colour("blue")
def black_knight():
    print("None shall pass.")

    使用中間變數連結修飾器範例： 

    blue_decorator = favourite_colour("blue")
decorated_by_blue = blue_decorator(black_knight)
black_knight = invincible(decorated_by_blue)

    它們等價於： 

    black_knight = invincible(favourite_colour("blue")(black_knight))

    black_knight（英語：Black Knight (Monty Python)）()結果為： 

    >>> black_knight()
I'm invincible!
My favourite colour is blue.
None shall pass.
  28. ^ 呼叫函數使用幫助資訊範例。比如： 
    >>> def randint(a, b):
...     "Return random integer in range [a, b], including both end points."
...
>>> help(randint)
Help on function randint in module __main__:   

randint(a, b)
    Return random integer in range [a, b], including both end points.
  29. ^ 如下這樣給參數增加類型標註的提示資訊： 
    >>> def greeting(name: str) -> str:
...     return 'Hello ' + name
... 
>>> greeting.__annotations__
{'name': <class 'str'>, 'return': <class 'str'>}
  30. ^ 對象的方法範例： 
    >>> class Fish(object):
...     hungry = True
...     def eat(self, food):
...         if food is not None:
...             self.hungry=False
... 
>>> def status(self):
...     print("Hungray!" if self.hungry else "Not hungray!")
... 
>>> e = Fish()
>>> status(e)
Hungray!
>>> Fish.hungry = False
>>> from types import MethodType
>>> e.status = MethodType(status, e)
>>> e.status()
Not hungray!
>>> Fish.hungry = True
>>> Fish.status = status
>>> f = Fish()
>>> Fish.status(f)
Hungray!
>>> f.eat("earthworm")
>>> f.status()
Not hungray!
  31. ^ 特殊方法和子類呼叫超類別方法的例子： 
    >>> class Thought(object):
...     cls_name = "类型Thought"
...     def __init_subclass__(cls):
...         cls.cls_name = "类型Thought的子类型"
...     def __init__(self, *args, **kwargs):
...         print(f"我是{type(self).cls_name}的新对象!")
...         if len(args) != 0 or len(kwargs) != 0:
...             print(f"init: nargs={len(args)}, nkwargs={len(kwargs)}")
...         self.notion = "我觉得我在平行宇宙中把车停歪了."
...     def message(self, *args):
...         print(self.notion)
...         if len(args) != 0:
...             print("\n".join(args))
... 
>>> class Advice(Thought):
...     def message(self):
...         super().message("警告: 日历里的日期比它们看起来更近!")
... 
>>> t = Thought()
我是类型Thought的新对象!
>>> t.message()
我觉得我在平行宇宙中把车停歪了.
>>> a = Advice()
我是类型Thought的子类型的新对象!
>>> a.message()
我觉得我在平行宇宙中把车停歪了.
警告: 日历里的日期比它们看起来更近!
>>> # 内省一下:
>>> [*super.__dict__]
['__new__', '__repr__', '__getattribute__', '__get__', '__init__', '__thisclass__', '__self__', '__self_class__', '__doc__']
>>> [*super(Advice).__thisclass__.__dict__]
['__module__', 'message', '__doc__', 'cls_name']
>>> super(Advice).__thisclass__.__dict__['cls_name']
'类型Thought的子类型'
>>> [*super(Advice, a).__self__.__dict__]
['notion']
>>> super(Advice, a).__self_class__.__dict__['cls_name']
'类型Thought的子类型'
>>> super(Advice, a).message()
我觉得我在平行宇宙中把车停歪了.
>>> super(Advice).__get__(a).message()
我觉得我在平行宇宙中把车停歪了.
  32. ^ 在類中採用數據描述器的範例： 
    >>> class RevealAccess:
...     """正常的设置和返回值的数据描述器，
...        它还打印记录这次访问的一个消息。
...     """
...     def __init__(self, initval=None, name='var'):
...         self.val = initval
...         self.name = name
...     def __get__(self, obj, objtype):
...         print('Retrieving', self.name)
...         return self.val
...     def __set__(self, obj, val):
...         print('Updating', self.name)
...         self.val = val
... 
>>> class MyClass:
...     x = RevealAccess(10, 'var "x"')
...     y = 5
...
>>> m = MyClass()
>>> m.x
Retrieving var "x"
10
>>> vars(m)
{}
>>> MyClass.__dict__['x'].val
10
>>> m.x = 20
Updating var "x"
>>> vars(m)
{}
>>> MyClass.__dict__['x'].val
20
>>> m.y
5
>>> vars(m)
{}
>>> m.y = 5
>>> vars(m)
{'y': 5}
  33. ^ 特殊方法、類別方法和靜態方法（__new__()）範例： 
    >>> from weakref import WeakValueDictionary
>>> class D:
...     _template = {}
...     _obj_dict = WeakValueDictionary()
...     def __new__(cls, *args, **kwargs):
...         obj = super(D, cls).__new__(cls)
...         cls._obj_dict[id(obj)] = obj
...         return obj
...     @classmethod
...     def load(cls, dict):
...         cls._template.update(dict)
...     @classmethod
...     def create(cls, *args, **kwargs):
...         return cls(cls._template, *args, **kwargs)
...     @classmethod
...     def count(cls):
...         return len(cls._obj_dict)
...     def __init__(self, dict={}, /, *args, **kwargs):
...         self.__dict__.update(dict)
...         self.__dict__.update(kwargs)
...     def __call__(self, *args, **kwargs):
...         self.__dict__.update(kwargs)
...         return self.__dict__.copy()
...     def __len__(self):
...         return len(self.__dict__)
...     def __getitem__(self, key):
...         return self.__dict__[key]
...     def __setitem__(self, key, value):
...         self.__dict__[key] = value
... 
>>> a = {'ak': 1, 'bk': 2, 'ck': 3}
>>> d = D(a, dk=4)
>>> d()
{'ak': 1, 'bk': 2, 'ck': 3, 'dk': 4}
>>> D.load(a)
>>> e = D.create(ck=4)
>>> e()
{'ak': 1, 'bk': 2, 'ck': 4}
>>> f = D(ak=1, bk=2)
>>> f(ck=3)
{'ak': 1, 'bk': 2, 'ck': 3}
>>> f['ak']
1
>>> f['ak'] = 5
>>> f()
{'ak': 5, 'bk': 2, 'ck': 3}
>>> len(f)
3
>>> D.count()
3
>>> del f
>>> D.count()
2
>>> d.__weakref__ in D._obj_dict.valuerefs()
True
  34. ^ 在類中呼叫property()的例子： 
    >>> class C:
...     def __init__(self):
...         self.__x = None
...     def getx(self):
...         return self.__x
...     def setx(self, value):
...         self.__x = value
...     def delx(self):
...         del self.__x
...     x = property(getx, setx, delx, "I'm the 'x' property.")
... 
>>> c = C()
>>> vars(c)
{'_C__x': None}
>>> {*C.__dict__}
{'__init__', 'setx', '__weakref__', 'delx', 'x', 'getx', '__doc__', '__module__', '__dict__'}

    上述程式碼可以採用修飾詞進一步的書寫為： 

    >>> class C:
...     def __init__(self):
...         self.__x = None
...     @property
...     def x(self):
...         """I'm the 'x' property."""
...         return self.__x
...     @x.setter
...     def x(self, value):
...         self.__x = value
...     @x.deleter
...     def x(self):
...         del self.__x
... 
>>> c = C()
>>> vars(c)
{'_C__x': None}
>>> {*C.__dict__}
{'__init__', '__weakref__', 'x', '__doc__', '__module__', '__dict__'}
  35. ^ 建立列表的特殊語法範例： 
    a_list = [1, 2, 3, 'a dog']

    採用正常的對象建立方式的範例： 

    a_second_list = list()
a_second_list.append(4)
a_second_list.append(5)

    建立元組的特殊語法範例： 

    a_tuple = 1, 2, 3, 'four'

    建立集合的特殊語法範例： 

    some_set = {0, (), False}

    建立字典的特殊語法範例： 

    a_dictionary = {'key 1': 'value 1', 2: 3, 4: []}
  36. ^ 兩個類及元類等的實例關係（藍色連接）與繼承關係（綠色連接）示意圖：
      
    r = object
c = type
class M(c): pass

class A(metaclass=M): pass

class B(A): pass

b = B()
    		  
    >>> type(b)
<class '__main__.B'>
>>> print(type(B), B.__bases__)
<class '__main__.M'> (<class '__main__.A'>,)
>>> print(type(A), A.__bases__)
<class '__main__.M'> (<class 'object'>,)
>>> print(type(M), M.__bases__)
<class 'type'> (<class 'type'>,)
>>> print(type(c), c.__bases__)
<class 'type'> (<class 'object'>,)
>>> print(type(r), r.__bases__)
<class 'type'> ()
  37. ^ 數學運算範例。比如： 
    >>> def mean(seq):
...     return sum(seq) / len(seq)
... 
>>> mean([3, 4])
3.5
>>> import math
>>> print(math.sin(math.pi/2))
1.0

註釋

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    The Python interpreter is easily extended with new functions and data types implemented in C. Python is also suitable as an extension language for highly customizable C applications such as editors or window managers.     
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    simple_stmts:
        | simple_stmt !';' NEWLINE # Not needed, there for speedup
        | ';'.simple_stmt+ [';'] NEWLINE     
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    statements: statement+
    statement: compound_stmt | simple_stmts
    ……
    block:
        | NEWLINE INDENT statements DEDENT
        | simple_stmts     
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延伸閱讀

參閲

外部連接

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