Présentation du langage Python

Python est un langage portable, dynamique, extensible, gratuit, qui permet (sans l'imposer) une approche modulaire et orientée objet de la programmation. Python est developpé depuis 1989 par Guido van Rossum et de nombreux contributeurs bénévoles.

Caractéristiques du langage

Détaillons un peu les principales caractéristiques de Python, plus précisément, du langage et de ses deux implantations actuelles:

• Python est portable, non seulement sur les différentes variantes d'UNiX, mais aussi sur les OS propriétaires: MacOS, BeOS, NeXTStep, M$-DOS et les différentes variantes de Window$. Un nouveau compilateur, baptisé JPython, est écrit en Java et génère du bytecode Java.
• Python est gratuit, mais on peut l'utiliser sans restriction dans des projets commerciaux.
• Python convient aussi bien à des scripts d'une dizaine de lignes qu'à des projets complexes de plusieurs dizaines de milliers de lignes.
• La syntaxe de Python est très simple et, combinée à des types de données évolués (listes, dictionnaires,...), conduit à des programmes à la fois très compacts et très lisibles. A fonctionnalités égales, un programme Python (abondament commenté et présenté selon les canons standards) est souvent de 3 à 5 fois plus court qu'un programme C ou C++ (ou même Java) équivalent, ce qui représente en général un temps de développement de 5 à 10 fois plus court et une facilité de maintenance largement accrue.
• Python gère ses ressources (mémoire, descripteurs de fichiers...) sans intervention du programmeur, par un mécanisme de comptage de références (proche, mais différent, d'un garbage collector).
• Il n'y a pas de pointeurs explicites en Python.
• Python est (optionnellement) multi-threadé.
• Python est orienté-objet. Il supporte l'héritage multiple et la surcharge des opérateurs. Dans son modèle objets, et en reprenant la terminologie de C++, toutes les méthodes sont virtuelle.
• Python intègre, comme Java ou les versions récentes de C++, un système d'exceptions, qui permettent de simplifier considérablement la gestion des erreurs.
• Python est dynamique (l'interpréteur peut évaluer des chaînes de caractères représentant des expressions ou des instructions Python), orthogonal (un petit nombre de concepts suffit à engendrer des constructions très riches), reflectif (il supporte la métaprogrammation, par exemple la capacité pour un objet de se rajouter ou de s'enlever des attributs ou des méthodes, ou même de changer de classe en cours d'exécution) et introspectif (un grand nombre d'outils de développement, comme le debugger ou le profiler, sont implantés en Python lui-même).
• Comme Scheme ou SmallTalk, Python est dynamiquement typé. Tout objet manipulable par le programmeur possède un type bien définit à l'exécution, qui n'a pas besoin d'être déclaré à l'avance.
• Python possède actuellement deux implémentations. L'une, interprétée, dans laquelle les programmes Python sont compilés en instructions portables, puis exécutés par une machine virtuelle (comme pour Java, avec une différence importante: Java étant statiquement typé, il est beaucoup plus facile d'accélérer l'exécution d'un programme Java que d'un programme Python). L'autre, génère directement du bytecode Java.
• Python est extensible: comme Tcl ou Guile, on peut facilement l'interfacer avec des librairies C existantes. On peut aussi s'en servir comme d'un langage d'extension pour des systèmes logiciels complexes.
• La librairie standard de Python, et les paquetages contribués, donnent accès à une grande variété de services: chaînes de caractères et expressions régulières, services UNIX standard (fichiers, pipes, signaux, sockets, threads...), protocoles Internet (Web, News, FTP, CGI, HTML...), persistence et bases de données, interfaces graphiques.
• Python est un langage qui continue à évoluer, soutenu par une communauté d'utilisateurs enthousisates et responsables, dont la plupart sont des supporters du logiciel libre. Parallèlement à l'interpréteur principal, écrit en C et maintenu par le créateur du langage, un deuxième interpréteur, écrit en Java, est en cours de développement.

Domaines d'application

• L'apprentissage de la programmation objet.
• Les scripts d'administration système ou d'analyse de fichiers textuels.
• Tous les développement liés à l'Internet et en particulier au Web: scripts CGI, navigateurs Web, moteurs de recherche, agents intelligents, objets distribués...
• L'accès aux bases de données (relationnelles).
• La réalisation d'interfaces graphiques utilisateurs.
• Le calcul scientifique et l'imagerie. Python ne sert alors pas à écrire les algorithmes, mais à combiner et mettre en oeuvre rapidement des librairies de calcul écrites en langage compilé (C, C++, Fortran, Ada,...).
• Le prototypage rapide d'applications. L'idée générale est de commencer par écrire une application en Python, de la tester (ou de la faire tester par le client pour d'éventuelles modifications du cahier des charges). Trois cas peuvent alors se présenter:
  • Les performances sont satisfaisantes, après optimisation éventuelle du code Python. On livre alors le produit tel quel au client.
  • Les performances ne sont pas satifaisantes, mais l'analyse de l'exécution du programme (à l'aide du profiler de Python) montre que l'essentiel du temps d'exécution se passe dans une petite partie du programme. Les fonctions, ou les types de données, correspondants sont alors réécrits en C ou en C++, sans modification du reste du programme.
  • Sinon, il est toujours possible de réécrire tout le programme, en utilisant la version Python comme un brouillon.
  Même dans le pire des trois cas, il est très vraissemblable que le temps de développement aura été sensiblement plus court que si le programme avait été développé directement en C ou en C++.

• Grail, un navigateur Web écrit intégralement en Python, par Guido van Rossum lui-même.
• ILU, Hector, Paos, différents systèmes d'objets distribués.
• BSCW, Chautaqua .
• Les programmes d'administration système spécifiques à la distribution Red Hat Linux.
• Des moteurs de recherche comme Infoseek ou Yahoo!.
• D'innombrables scripts CGI.

Le programme d'exemple

Newsgate est une passerelle qui permet de publier les news (Usenet) sur un serveur Web. Il convient de l'installer dans en tant que script CGI sur votre serveur Web, dans mon cas Apache sous Linux. Les constantes BASE_URL et SERVER devront être adaptées à votre configuration locale.

Le programme utilise de façon cruciale le module nntplib de la bibliothèque Python standard (NNTP, Network News Transfert Protocol, est le protocol standard de l'Internet pour l'accès aux news). Les requêtes sont encodées dans l'URL, sous la forme: "<BASE_UR>/<nom_de_la_requête>/<arg1>/<arg2>/...". Un objet de classe NewsGate est chargé de repondre aux requètes. La classe NewsGate hérite de la classe CGI qui gère le décodage des requêtes et l'envoi des hauts et bas de pages.

La mise en page est restée volontairement simpliste, pour ne pas allonger le listing. C'est un exercice laissé au lecteur que d'enrichir la mise en page et d'ajouter des fonctionalités, comme par exemple la possibilité de poster des messages.

Vous pouvez essayer le programme à l'URL: http://fermivista.math.jussieu.fr/cgi-bin/newsgate/.

Références

Le site officiel de Python est www.python.org. On y trouvera la distribution officielle, de nombreux paquetages contribués, les compte-rendus des six conférences Python qui se sont déjà tenue à ce jour.

Le tutoriel Python a été traduit en français; voir également cette collection de liens.

En plus de la documentation intégrée à la distribution standard, disponible également sur le site officiel et composée d'un tutoriel, du manuel de référence du langage et de celui de la librairie standard, on pourra consulter les livres suivants sur Python:

• Programming Python, de Mark Lutz, O'Reilly, 1996. Traduction française: Introduction à Python chez O'Reilly France, 2000.
• Internet Programming with Python (IPwP), de Aaron Watters, Guido van Rossum et James C. Ahlstrom, M&T Books, 1996.