關(guān)于 Perl 與 Python 的起源和特點

Perl 是 Practical Extraction and Report Language 的簡稱，由 1987 年 Larry Wall 創(chuàng)建，最初的目的是為了在 UNIX 上方便處理報表，經(jīng)過長期的發(fā)展已經(jīng)成為一種全功能的程序設(shè)計語言，當(dāng)前最新的版本為 Perl5.14.1，Perl 作為一種自由而強大的編程語言，其中心思想是： There's More Than One Way To Do It。（不只一種方法來做這件事 )，即「 Tim Toady 」。作為一種“膠水型”語言，它具有強大的正則表達式和模式匹配功能以及靈活的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，如動態(tài)數(shù)組、Hash 等，在語法規(guī)則上借鑒了 C/C++、Basic、Pascal 等語言，其不足之處在于存在一些冗余語法，代碼的可讀性較差。

Python 是一種基于面向?qū)ο蟮慕馕鲂越换ナ降拈_源編程語言，它起源于 1989 年末由 CWI（阿姆斯特丹國家數(shù)學(xué)和計算機科學(xué)研究所）的研究員 Guido van Rossum 創(chuàng)立，1991 年初公開發(fā)行，其開源式的發(fā)行方式促進了 Python 的較快發(fā)展，目前已經(jīng)形成了一個強大的社區(qū)力量。Python 開發(fā)者的哲學(xué)是“用一種方法，最好是只有一種方法來做一件事”。Python 具有簡單易學(xué)、代碼規(guī)范、語法簡單、可移植性強、支持多平臺、類庫豐富等優(yōu)點。
Perl 和 Python 都是開源的，但其哲學(xué)理念卻剛好相反，因此常被人們將這兩種語言放在一起進行比較。下面的篇章將從基本數(shù)據(jù)類型、控制流、函數(shù)、面向?qū)ο?、文本處理等方面對這兩種語言進行簡單的比較和鑒別。

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Perl 與 Python 的基本數(shù)據(jù)類型

腳本語言支持多種數(shù)據(jù)類型，變量無需事先申明，類型根據(jù)值來動態(tài)確定，一個變量在程序中可以根據(jù)上下文環(huán)境的不同存儲不同類型的值。

Perl 支持的基本數(shù)據(jù)類型包括：標(biāo)量、數(shù)組、哈希。在定義的時分別用 $、@、% 表示。

1. 標(biāo)量 (scalar)：標(biāo)量是 Perl 中最簡單的數(shù)據(jù)類型，大多數(shù)標(biāo)量由數(shù)字或字符串組成。其中數(shù)字類型如整數(shù)、浮點數(shù)等，字符串有單引號和雙引號內(nèi)兩種形式，對長度沒有限制。兩者的區(qū)別在于在單引號內(nèi) \n 不代表換行，而代表反斜線和 n 這兩個字符，雙引號內(nèi)字符串則可以通過反斜線進行轉(zhuǎn)義。字符串的操作符有 . 拼接操作符和 x 重復(fù)操作符等。
2. 數(shù)組 (Arrays)：數(shù)組用 @ 定義，如 my @array=("a","b","c","d"); 訪問數(shù)組的元素用 $array[1]。在 perl 中，數(shù)組也可以當(dāng)做堆棧來處理，支持的操作符包括 pop 和 push，shft 和 unshift。兩組操作的區(qū)別在于前者對數(shù)組的尾部進行處理，而 shift 和 unshift 則針對數(shù)組的頭部進行處理。pop 得到的是數(shù)組的最后一個元素，如 pop（@array）= d，如果數(shù)組為空，則返回 undef。而 shift(@array)=a。
3. 哈希：也稱作關(guān)聯(lián)數(shù)組，是根據(jù)關(guān)鍵碼值 (Key value) 而直接進行訪問的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。用 % 定義，如 %my_hash=(“key1”=>”23”,”name”=>”zhang”,”age”=>”24”)，其中鍵以字符串表示，Hash 可以是任意大小。
   與 hash 相關(guān)的函數(shù)有：
   keys：返回 hash 的鍵列表 my @keylist = keys %hash
   value：返回值列表 my @valuelist = values %hash
   each：用兩個元素的列表返回鍵值對。
   while(($key,$value)= each %hash)
   {
   print “$key =>$value\n”;
   }

Python 支持五種基本數(shù)據(jù)類型：數(shù)字 (Numbers)、字符串 (String)、列表 (List)、元組 (Tuple) 和字典 (Dictionary)。其中數(shù)字和字符串和 perl 中的標(biāo)量對應(yīng)，列表和數(shù)組對應(yīng)，元組可以看做是不可變的列表，字典和 hash 對應(yīng)。

1. 數(shù)字 (Numbers)：Python 支持五種基本數(shù)字類型，分別為 int( 有符號整數(shù) ) 、long( 長整數(shù) ) 、bool( 布爾值 ) 、float( 浮點數(shù) ) 、complex( 復(fù)數(shù) )。
2. 字符串 (String)：Python 與 Perl 一樣也支持單引號和雙引號字符串，但與 Perl 不同，轉(zhuǎn)義字符在單引號中也會起作用。同時 python 還支持三引號字符串，它允許一個字符串跨多行，字符串中可以包含換行符，制表符以及其他特殊字符。三引號字符串常用于注釋或者形成文檔。字符串支持成員操作符 in，not in，連接操作符 + 以及重復(fù)操作符 *。Python 字符串可以當(dāng)做 list，支持切片操作符 [],[:] 和反向索引。如下：
   如 aString=”abcd”；則 aString[0] 的值為 a，aString[1:3]=bc，反向索引 aString[-1]=d
3. 列表 (List)：Pyhon 中的列表與 Perl 中的數(shù)組相對應(yīng)。列表的定義使用 []. 如 li = ["a", "b", "mpilgrim", "z", "example"] ，支持動態(tài)增加和刪除元素以及切片操作。
   增加元素可以使用 li.append(“test”),li.insert(2,”new”) 以及 li.extend([“f”,”ggf”])
   刪除元素使用 li.remove(“f”) 和 li.pop() 。但需要注意的是 remove 僅刪除首次出現(xiàn)的，而 pop 會刪除 list 最后的一個元素，然后返回刪除的元素的值。
4. 元組 (Tuple)：元組和列表非常相似，但用（）表示，并且元組是不可變的。
5. 字典 (Dictionary)：字典跟 Perl 中的 hash 一樣，定義了鍵值對之間一對一的關(guān)系，變量可以任意取名，Python 會在內(nèi)部記錄其數(shù)據(jù)類型。定義一個字典：D={“name”:”Jon”,”Family”:”SH”}, 字典中的 key 是不能重復(fù)的，并且大小寫敏感，同時字典中的元素是無序的。字典也支持增刪操作，往字典中添加元素 D[“age”]=23, 刪除元素 del D['name']，如果需要刪除所有元素可以使用 D.clear(), 或者 del D 刪除整個字典。

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Perl 與 Python 的控制結(jié)構(gòu)

在控制結(jié)果方面，Perl 較 Python 豐富，除了支持傳統(tǒng)的 if 、while 、for 控制結(jié)構(gòu)，還支持 until 、unless 、foreach 等，Python 的控制結(jié)構(gòu)相對要少一些，但已經(jīng)能夠滿足語言的要求。本節(jié)對這些控制結(jié)構(gòu)進行詳細比較。

If 控制結(jié)構(gòu)：

Perl 與 Python 都支持 if 、if-else 、if-else if- else 三種結(jié)構(gòu)，兩者在語法上基本類似，但與 Python 不同的是 Perl 中沒有 boolean 類型，零和空表示 False，其余表示 True，而 Python 中除了''、""、0、()、[]、{}、None 為 False 之外，其他的都是 True。同時 Python 直接用縮進表示 block 塊。

表 1. if 控制結(jié)構(gòu)

Perl 中還支持 unless 條件控制語句，基本語法如下：

unless (expression) {
stmt_1; }

unless 和 if 不同之處在于當(dāng)條件表達式的值為假的時候才執(zhí)行，同時 unless 后面還能跟 else 語句。如：

 unless($mon =~/^Feb/){ 
 print “This month has at least thirty days.\n”; 
 }else{ 
 print “Do you see what's going on here?\n”; 
 }

循環(huán)控制結(jié)構(gòu)：

1. For 循環(huán)：

Perl 中的 for 循環(huán)除了支持傳統(tǒng)的 for 循環(huán)，即 for ( 表達式 1; 表達式 2; 表達式 3) ，還支持 foreach 語句，基本語法為：

	 foreach $i (@aList) { 
 		 stmt_1; 
		 }

python 不支持傳統(tǒng)的 for 循環(huán)，但是提供了強大的循環(huán)結(jié)構(gòu)可以遍歷序列成員，同時 for 循環(huán)后面也可以接 else 語句，基本語法如下：

 for inter_var in iterable: 
		 suite_to_repeat 
 else: 
	       else_statement

1. while 循環(huán)

Perl 循環(huán)控制結(jié)果還支持 while 和 do-while 以及 until 形式，until 與 while 結(jié)構(gòu)相似，區(qū)別在于 unitl 會在條件為假的時候重復(fù)執(zhí)行。until 語法如下：

 until(expression) 
 { 
    statement; 
 }

而 python 只支持 while 形式，但 python 可以在 while 后面接 else 語句。語法如下：

 While condition: 
		 statements 
 else: 
		 statements

循環(huán)控制符

Perl 有三個循環(huán)控制操作符，分別為 Last 、next 、redo。

1. last：立即終止循環(huán)，類似于 c 中的 break。在多層循環(huán)中，只對 last 所在的當(dāng)前循環(huán)塊有效；
2. next：立刻結(jié)束當(dāng)前這次迭代；
3. redo：將控制返回本循環(huán)的頂端，不經(jīng)過條件測試也不會進去下一次迭代循環(huán)，而是重新執(zhí)行本循環(huán)塊。它與 next 最大的區(qū)別在于 next 會正常繼續(xù)下一次迭代，而 redo 會重新執(zhí)行本次迭代。

Python 也有三個循環(huán)控制操作符，分別為 break 、continue 、pass 語句。

1. break：與 C 中的 break 類似；
2. continue：continue 語句并不會退出循環(huán)結(jié)構(gòu)，而是立即結(jié)束本次循環(huán)，重新開始下一輪循環(huán)，也就是說，跳過循環(huán)體中在 continue 語句之后的所有語句，繼續(xù)下一輪循環(huán)；
3. pass：一般作為占位符或者創(chuàng)建占位程序，pass 語句不會執(zhí)行任何操作。

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Perl 與 Python 的函數(shù)

Perl 和 Python 都支持函數(shù)，可以傳遞參數(shù)以及在程序中對函數(shù)進行調(diào)用等。下面從函數(shù)的定義，調(diào)用，返回值以及參數(shù)傳遞等方面對這兩者進行比較。
表 2. Perl 與 Python 函數(shù)比較

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Perl 與 Python 的包與模塊

Perl 程序把變量和子程序的名稱存貯到符號表中，Perl 的符號表中名字的集合就稱為 Perl 包 (package)。定義語法為：package mypack；每個符號表有其自己的一組變量、子程序名，各組名字是不相關(guān)的，因此可以在不同的 Perl 包中使用相同的變量名，而代表的是不同的變量。Perl 模塊有兩種來源，一種是隨 Perl 發(fā)行版本一同打包的，另外就是用 CPAN 中下載的。Perl 模塊和包的概念并不清晰，兩者有時可以混用。在程序中使用模塊的操作稱為導(dǎo)入模塊；導(dǎo)入模塊關(guān)鍵字 use；如：use ModuleName；模塊被導(dǎo)入后，其中的子程序和變量就可以直接使用了；要取消一個已經(jīng)導(dǎo)入了的模塊，可以使用關(guān)鍵字 no；如：no ModuleName。

一個 .py 文件就是一個 python 模塊。把一堆相關(guān)的 python 模塊放在一個目錄下，再加上一個 __init__.py 文件就構(gòu)成了一個 python 包。在 Python 另一個程序中導(dǎo)入模塊用 import module 或者 from module import *，兩者的區(qū)別在于：import module 會導(dǎo)入 module 這個模塊里的所有標(biāo)識，但是這些標(biāo)識現(xiàn)在都在 module 名字空間下。from module import * 也會導(dǎo)入 module 中所有標(biāo)識，但是標(biāo)識放到在當(dāng)前名字空間里。

導(dǎo)入模塊或包按下面順序進行路徑查找：
1. 當(dāng)前目錄
2. 環(huán)境變量 PYTHONPATH 所指的目錄列表 3.python 解釋器的安裝目錄

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Perl 與 Python 中的 OOP

在 Perl 中，類是 Perl 包，含有提供對象方法的類，而方法是 Perl 的子程序，類名是其第一個參數(shù)，對象是對類中數(shù)據(jù)項的引用。在 Perl 中創(chuàng)建一個新類，首先要創(chuàng)建一個包，擴展名為 .pm, 在創(chuàng)建 perl 包的時候程序的最后一個必須為"1;"；否則該包不會被 Perl 處理。

清單 1. 創(chuàng)建 perl 的類和對象

 package person; 
 use strict; 
 sub new { 
         my $class = shift(); 
         print("CLASS = $class\n"); 
         my $self = {}; 
         $self->{"name"} = shift(); 
         $self->{"sex"} = shift(); 
         bless $self, $class; 
         return $self; 
 } 
 1;

其中 new() 方法是對象的構(gòu)造函數(shù)，是創(chuàng)建該類的對象實例必須被調(diào)用的，它返回該對象的引用。將類名與引用相結(jié)合稱為”bless”一個對象，其語法為：bless YeReference [,classname]

YeReference 是對被”祝?！钡膶ο蟮囊?，classname 是可選項，指定對象獲取方法的包名，其缺省值為當(dāng)前包名。也可以通過函數(shù) bless 來聲明一個構(gòu)造函數(shù)。

 sub new 
 { 
    my $class = shift; 
    my $self = {}; 
    bless $self, $class; 
    return $self; 
 }

創(chuàng)建一個對象可以直接使用 new 關(guān)鍵字。$object = new Person( "mohand", "sam", 345);

Perl 類中的方法就 Perl 的子函數(shù)，規(guī)定第一個參數(shù)為對象或者被引用的包，分為靜態(tài)方法和虛方法。 虛方法通常首先把第一個參數(shù) shift 到變量 self 或 this 中，然后將該值作普通的引用使用。一是通過該對象的引用 ( 虛方法 )，一是直接使用類名 ( 靜態(tài)方法 )。如上例中如果類 Person 中有 getContactList 則可以直接使用 $object->getContactList() 來調(diào)用該方法。

Perl 支持重載，當(dāng)兩個不同的類中含有相同的方法名稱的時候，可以用 :: 操作符指定使用哪個類中的方法。
$mess = Qava::grind("whole","lotta","bags");
Qava::grind($mess, "whole","lotta","bags");

由于 Perl 采用了簡單的、基于引用的垃圾回收系統(tǒng)。Perl 跟蹤對象的鏈接數(shù)目，當(dāng)某對象的最后一個應(yīng)用釋放到內(nèi)存池時，該對象就自動銷毀。因此一般不需要定義類的析構(gòu)函數(shù)。

Perl 通過數(shù)組 @ISA 支持繼承。

 package Employee; 
 use Person; 
 use strict; 
 our @ISA = qw(Person);    # inherits from Person

當(dāng)子類繼承父類的時候，繼承了父類的所有方法，但子類也可以覆蓋父類的方法。如加入 Employee 想覆蓋父類的 getFirstName：

 #!/usr/bin/perl 

 package Employee; 
 use Person; 
 use strict; 
 our @ISA = qw(Person);    # inherits from Person 

 # Override helper function 
 sub getFirstName { 
    my( $self ) = @_; 
    # This is child class function. 
    print "This is child class helper function\n"; 
    return $self->{_firstName}; 
 } 

 1;

調(diào)用直接使用 $firstName = $object->getFirstName(); 如果要調(diào)用父類的 getFirstName，則可以使用 $object->Person::getFirstName();

在 Python 中創(chuàng)建一個類的基本語法為 :

 class className(bases): 
		 classBody

參數(shù) base 可以是一個單繼承或者多繼承的父類，object 是所有類的父類，位于類繼承結(jié)構(gòu)的最上層。類的構(gòu)造函數(shù)為 __init__()，其中構(gòu)造函數(shù)中 self 會作為第一個默認的參數(shù)。而類的析構(gòu)函數(shù)則是 __del__()，訪問類的方法和屬性可以直接使用 . 訪問符。

Python 不支持純虛函數(shù)或抽象方法，并且聲明和定義沒有本質(zhì)區(qū)別。一般或者 Python 類的屬性可以通過 __dict__ 或者 dict（）訪問。常見屬性有 __name__ ，__doc__，__base__，__dict__。Python 中創(chuàng)建一個類的實例，不需要關(guān)鍵之 new，直接使用類名 () 即可。如 c=myclass()。

Python 不僅僅支持單繼承和多繼承，同時還支持方法的覆蓋 .

 class P(object): 
 def foo(self): 
 print 'Hi, I am P-foo()'
 >>> p = P() 
 >>> p.foo() 
 Hi, I am P-foo()

現(xiàn)在創(chuàng)建 C 類 , 繼承于 P

 class C(P): 
 def foo(self): 
 print 'Hi, I am C-foo()'
 >>> c = C() 
 >>> c.foo() 
 Hi, I am C-foo()

當(dāng)從一個帶構(gòu)造器 __init()_ 的類派生，如果在子類中覆蓋了 __init__()，當(dāng)子類被實例化時，基類的 __init__() 方法不會被自動調(diào)用。如果必須調(diào)用基類的構(gòu)造方法，可以使用父類名 .__init__(self) 方法或者 super( 子類名，self).__init__()。 如

 def __init__(self): 
 super(C, self).__init__() 
 print "calling C's constructor"

Python 類和實例支持一些內(nèi)建函數(shù)，如

Issubclass(sub,sup)：判斷一個類是另一個類的子類或子孫類；

isinstance(obj1,obj2)：判定一個對象是否是另一個給定類的實例；

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Perl 與 Python 的正則表達式

正則表達式是 perl 比較突出的一大特色，perl 中正則表達式有三種形式：
匹配：m/<regexp>/ （還可以簡寫為 /<regexp>;/ ，略去 m） 替換：s/<pattern>/<replacement>/ ，為了語法的簡化用 /<pattern>/<replacement>/ 表示，略去 s

轉(zhuǎn)換：tr/<charClass>/<substituteClass>/ 這種形式包含一系列的字符— /<charClass> —同時把它們替換為 <substituteClass>。

表 3. Perl 常用匹配模式

Python 語言本身不支持正則表達式，依賴 re 模塊（python1.5 版本被引入）支持正則表達式。有搜索和匹配兩種方法完成匹配模式。re 模塊常用的函數(shù)和方法有 complie、match、search、find 與 findall 等。在利用 re 進行匹配之前，模式必須被編譯成 regex 對象。

表 4. Python 常用匹配模式

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Perl 與 Python 中的線程

線程是一個單一的執(zhí)行流程，它是所有程序執(zhí)行過程中最小的控制單位，即能被 CPU 所調(diào)度的最小任務(wù)單元。在 Perl 中一個線程的生命周期包括創(chuàng)建，運行與退出這三個階段。線程的運行過程與普通函數(shù)的執(zhí)行類似，但新建線程的執(zhí)行與當(dāng)前線程的執(zhí)行是并行的。

在 Perl 中創(chuàng)建線程有兩種方法：

清單 2. 使用 threads 包的 create() 方法

	 use threads; 
	 sub say_hello 
	 { 
	    printf("Hello thread! @_.\n"); 
	    return( rand(10) ); 
	 } 
	 my $t1 = threads->create( \&say_hello, "param1", "param2" );

清單 3. 使用 async{} 塊創(chuàng)建線程

	 #!/usr/bin/perl 
	 use threads; 
	 my $t4 = async{ 
	 		 printf("Hello thread!\n"); 
	         	 };

對于線程的執(zhí)行控制，有兩種方式，一種是 join()，一種是 detach()。所謂 join() 就是在主線程中等待子線程的執(zhí)行返回值，然后再繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)代碼，而在調(diào)用線程的 join() 方法之前，子線程與主線程的執(zhí)行是分開的。而 detach() 則是告訴解釋器主線程不關(guān)心子線程的執(zhí)行結(jié)果，所以該子線程在完成任務(wù)之后就是自動退出，同時釋放自己所占有的資源，而不用主線程再操心。

Perl 默認任何數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都不是共享的，任何新創(chuàng)建的線程都有當(dāng)前數(shù)據(jù)的私有拷貝。如果要共享數(shù)據(jù)，必須使用 threads::shard 進行顯示聲明。

如：

	 my $var   :shared  = 0;       	 # use :share tag to define 
	 my @array :shared = (); 		 # use :share tag to define 
	 my %hash = (); 
	 share(%hash);                  	 # use share() funtion to define

同時 Perl 線程還支持鎖機制，可以使用 lock 方法實現(xiàn)線程間共享數(shù)據(jù)的鎖機制。Perl 中的 Thread::Semaphore 包為線程提供了信號量的支持，Thread::Queue 包為線程提供了線程安全的隊列支持。更多使用讀者可以自行查閱相關(guān)文檔。

Python 提供了幾個用于多線程編程的模塊，包括 thread, threading 和 Queue 等。thread 和 threading 模塊允許程序員創(chuàng)建和管理線程。thread 模塊提供了基本的線程和鎖的支持，而 threading 提供了更高級別，功能更強的線程管理的功能。Queue 模塊允許用戶創(chuàng)建一個可以用于多個線程之間共享數(shù)據(jù)的隊列數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

Python 的線程創(chuàng)建也有兩種方式，一是利用 thread 模塊的 start_new_thread() 函數(shù)來產(chǎn)生新線程。

	 import time 
	 import thread 
	 def timer(no, interval): 
	    cnt = 0 
	    while cnt<10: 
	        print 'Thread:(%d) Time:%s/n'%(no, time.ctime()) 
	        time.sleep(interval) 
	        cnt+=1 
	    thread.exit_thread() 
	 def test(): 	 #Use thread.start_new_thread() to create 2 new threads 
	    thread.start_new_thread(timer, (1,1)) 
	    thread.start_new_thread(timer, (2,2)) 
	 
	 if __name__=='__main__': 
	    test()

另一種是創(chuàng)建 threading.Thread 的子類來包裝一個線程對象。

 class timer(threading.Thread): # derived from the class threading.Thread 
    def __init__(self, num, interval): 
        threading.Thread.__init__(self) 
        self.thread_num = num 
        self.interval = interval 
        self.thread_stop = False 
     def run(self): #Overwrite run() method, put what you want the thread do here 
        while not self.thread_stop: 
            print 'Thread Object(%d), Time:%s/n' %(self.thread_num, time.ctime()) 
            time.sleep(self.interval) 
      def stop(self): 
        self.thread_stop = True

Python 線程中也提供同步機制，可以利用 thrading 模塊的 threading.RLock 和 hreading.Condition 可以分別實現(xiàn)鎖機制和條件變量。

其中 acquire() 和 release() 方法分別獲取和釋放鎖。

	 def run(self): 
	        global x 
	        lock.acquire() 
	        for i in range(3): 
	            x = x + 1 
	        time.sleep(2) 
	        print x 
	        lock.release()

更多關(guān)于線程的內(nèi)容，讀者可查閱相關(guān)文檔。

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總結(jié)

本文從 Perl 和 Python 的起源，基本數(shù)據(jù)類型、控制結(jié)構(gòu)、函數(shù)、包與模塊、面向?qū)ο蟆⒄齽t表達式以及線程等方面進行了比較，從而給需要同時掌握這兩種腳本語言的開發(fā)人員一定參考，以便更好的理解與應(yīng)用。