浅谈python，c，java，优劣，语言高低与效率相反的不变规律

[菜鸟普及]浅谈c,java,python优劣,语言高低与效率相反的不变规律

此文于2011年04月16日，在我的微博原创发布。

很少写关于学习计算机语言的普及型文章，但鉴于很多朋友在微博上询问我，关于python，java谁更好的问题，我觉得初学的朋友们，首先要明白一个不变的规律。那就是，所有的语言，最终都要转换为机器语言，语言越低级，越接近机器，越高级越接近人类，而开发效率，跟运行效率之间成反比的矛盾，就是编程语言，永远不变的规律之一。

先总结一句，Python只是自然进化了一级的Basic而已，远远谈不上是深思熟虑设计而成的语言。对于python这样的基础型入门级语言，因为简单易学，开发速度快，但适用范围却仅仅局限于一些非专业的入门级朋友，用来写一些标新立异的玩具程序。对于开发这些极小的程序来说，选择使用Python确实比其他语言更节省时间，这个我们必须要承认，但因此而产生的运行效率极其低下，也决定了它的应用范围仅仅适合于非专业入门级的特性。对于大规模的，所有参与的程序员都需要互相沟通的，中小型以上的普通系统工程项目来说，谈到python的话，就未免过于儿戏了。

但在讨论这个问题之前，首先我们要明白的是，一个语言的诞生，并不是为了满足所有需求，而是为了有针对性的解决某些领域，某些特定环境下，出现的某些问题的。单就语言来讲，它们本身是没有优劣之分的，只有适用环境的不同。就像如果你把python看做一个普通脚本语言，用IDA逆向分析的时候，python的作用就是自动化分析。如果你写了一个框架，那么python也可以作为模块的一个插件。你写你的框架，而这个模块可以让别人用python来写，即不冲突，也利于扩展，团队之间协作或许也更为方便。

而谈到很多朋友在讨论的，关于python是不是有设计缺陷的问题？我个人觉得，这个问题，就像讨论用铁锤剪脚指甲，有些朋友说，铁锤是有设计缺陷的，因为我尝试用铁锤去剪指甲，已经弄坏了我的两个脚趾头。

1、难易度比对。python远远简单于java。

2、开发速度比对。Python比java相对更快。

3、运行速度比对。java远优于标准python，pypy和cython拥有可以尝试追赶java的潜质，但两者却都还没有成熟到，可以单独做项目的程度。

4、可用资源比对。java取之不尽，而python相对极少，尤其是中文方面的资源。

5、稳定程度。python各版本存在相互不兼容问题，造成了一定程度上的混乱，以及大批类库失效。java由于有大型企业和大量技术人才在背后支持，所以稳定得多。

6、开源程度。python从一开始就是完全开源的。而Java由sun开发，有GUN的Openjdk等可用，所以这方面都不用担心。

7、编译还是解释。两者都是解释型。

对于我个人而言，C好比手动挡车（编译型语言），java和python（解释型语言）好比自动档车。跑的最快，操控最好的车，必然都是手动档。但是对开不好车的，入门级的朋友来说，开自动档可能就反而更快些。

谈到选择编程语言，我们需要“先确定你的需求”，不要由语言的简单还是复杂程度去决定。只有能够编写真正适合你的，对你来说最能满足你的特定需求的有用代码，才是最大的成功。

那么java和python分别适用于什么样的环境呢。作为一个资深程序员，就我的经验来讲，最著名，能久经考验的普通应用程序，基本都是c++写的。例如emule，7-zip，WinSCP，FileZilla等等等。其中一部分，由java开发，例如最有名的OpenOffice。而使用python写的却极少，如Pidgin。

就我个人而言，开发语言（按开发程序的多少）排行榜如下：

# Java

# C++

# PHP

# C

# C#

# Python

# JavaScript

# Perl

# Unix Shell

# Delphi/Kylix

# Visual Basic

# Visual Basic .NET

很多框架和类库也和应用软件一样在这个列表里，因此是比较公平的。

由此可以看出，java不管在GNU还是商业领域，都是应用最广的语言。C主要用于构建系统底层。c++和java用于构建中间应用层。如果资源足够，那么会选择c++开发，以求运行速度，否则会用java开发，以求开发速度。而与前者相比，python最受争议的，就是它的运行效能和速度。纯python比java慢得太多，而且背后也缺乏商业支持，稳定性方面备受诟病。到目前为止，python在商业层次上，仅仅只能作为一种胶水语言，用于粘合其他语言（主要是c/c++）的类库。在GNU领域，主要局限于极小规模的应用和个人化应用。以及逆向工程（hacker）应用。

那么为什么java在服务器端被大量应用，在客户端用的却比较少呢。难道服务器端用到的计算量反而少么？就我个人的经验来讲，这说明对比c++，java的速度还是可以接受的。而无法被接受的是JRE平台，以及JRE平台启动时卡的那一会儿。对于这个问题，我曾经有一段时间，因此认为java写的程序性能低下。

通常来说，追捧python的用户，常常挂在嘴上的一点是：python并不慢，因为python运行时调用了大量c库，而c是很快的。反过来想想，这不是正反映了其胶水语言的事实吗？任何一种语言都可以调用c库，因此这种比较是毫无价值的。假如一个库完全由python独立完成，那么它的运行效率将惨不忍睹。编程能总是用别人的库吗？

下面说一下Python编程语言目前在使用中，新手经常容易遇到的各种问题。下面我们就详细的看看。最近我一直在看一个，基于wxPython的GUI应用程序代码，大概45.5KLOC左右，而且还不包括它所用到的库(如Twisted)。

就这个代码来看，应该是由那些对Python比较生疏的，Java的开发者写的，所以它存在很严重的性能问题(如三十秒的启动时间)。在检查代码的时候，我发现他们写了很多在Java中能讲得通，但是对Python编程语言来说，却很难接受的东西。因为在Python中，有更方便的方法去完成同样的目标，那么这种写法，就让我们怀疑在这个case中，使用Python的必要性。

总体来看，最令人难过的，是他们的事倍功半。下面，让我们讲一讲为什么会出现以上的一些常见问题：

1、Java中的静态方法不能翻译成Python的类方法。当然，它多多少少也能产生同样的效果，但类方法的目的，实际上是做一些通常在Java中做不到的事情(如继承一个非默认的默认函数)。Java静态方法惯用的翻译，通常是翻译成一个模块级的函数，而不是一个类方法或静态方法。(并且静态常量应该翻译成模块级常量。)

这不是性能上的问题，但是一个Python程序员，如果想调用Foo.someMethod，他如果被迫采用像Java中Foo.Foo.someMethod的方式去做的话，那么最后的结果就是，他会被逼疯。在这个环节，需要注意的一点是：调用一个类方法，需要一个额外的存储空间，而调用静态方法或函数就不需要这样。

另外，这些Foo.Bar.Baz的属性链也不是自己就能数出来的。在Java中，这些带点的名称是由编译器来查找的，运行的时候并不会去考虑一共有多少。而在Python中，查找的过程是在运行时进行的，所以要包括每个点。(在Python中，要记住一点，"平铺的结构比嵌套的要好"，尽管相对于从性能方面来说，可能它更多涉及的是"可读性"和"简单要比复杂好"。)

2、要使用switch语句吗？Python编程语言将是一个哈希表，而不是一堆if-then语句。要使用在Java中不是switch的语句，而且还有字符串参与了的一堆if-then语句吗？遗憾的是，它将仍然是一个哈希表。CPython字典是我们所了解的领域中，被认为性能最佳的哈希表之一。你所要明白的是，你所写的代码不会比这个更好了。

3、XML不是答案，它也不是一个问题。现在用正则表达式来解释Jamie Zawinski，当一部分人遇到问题的时候会想，这里是不是需要用到XML呢？那么这里有两个问题。相对于Java代码，XML是灵活而有弹性的。但比起Python的代码来说，XML就是一个累赘。在Python中，XML是用来协同工作的，而不是你的核心功能。在Java中，XML可能是你的救世主，因为它让你实现了特定领域的语言，并且不用编码，就能提高你的应用程序适应性。在Java中，避免编码是一个很大的优势，因为编码意味着重新编译。但在Python中，通常是写代码比写XML更简单，而Python处理代码的速度，要比处理XML快很多很多。

如果你是一个Java程序员，你并不能利用本能和直觉，来考虑是否需要在你的Python核心应用中，使用XML作为一部分。如果你不是因为信息交互的原因，去实现一个已经存在的XML标准，或是建立某种输入、输出格式，或者建立某种XML编辑器或处理工具，那么请不要这样做，最好是连想都不要这样去想。因为丢掉XML模式，才能把你解放出来。如果你的应用程序或者平台，要被Python编程语言开发者使用，那么他们只会感谢你，没有在他们的工作中，添加使用XML的负担。

4、尽量不要使用Getter和setter。Python编程语言对象不是Java Bean。因此尽量不要去写getter和setter，而是把它们内置在“属性”里。除非你需要比一个简单访问更复杂的功能（一般情况下并不多见），除此之外，都请尽量不要去写getter和setter。因为它们极其消耗CPU宝贵的资源，更为重要是，它浪费了程序员宝贵的时间。这个问题，不仅仅对于写代码和测试的朋友，对于那些要去阅读和理解它们的人，同样如此。

在Java中，你必须使用getter和setter，因为公共字段不允许你以后改变想法时，再去使用getter和setter。而在Python中，这样做是很傻的，因为你完全能够以一个普通特性开始，并可以在任何时候改变你的想法，而不用影响到这个类的任何客户。所以在Python中，尽量不要去使用Getter和setter。

5、代码重复在Java中通常来说就是一场不可避免的灾祸，你必须经常反复地写同一个方法，而只有一点点的变化(通常是因为静态类型的约束)。在Python中，这样做是没有必要的，也是不值得的(除了极少数特定场合，需要内联一些要求性能的函数)。如果你发现自己一遍遍的在写着同样的代码，而且变化很少，那么你就要开始注意了。

6、基于众所周知的理由，Java的运行效率远高于Python，而Python的突出优势就是易于学习和节省时间。所以如果你在使用Python编程语言时，并不能感到比使用Java节省了时间，那么你就需要好好的想一想，我使用Python的目的是什么？我到底是否根据现有的工作特性和环境需求，选择了正确的语言？要知道，很多时候，并不是选择编程语言的问题，出现问题的，往往是，去选择语言的人。

最后，仅以这句话初学者，与初学者共勉：“What Doesn't Kill You Makes You Stronger.”