为什么 Python 4.0 不会像 Python 3.0

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Python-ideas 的新手偶尔会提到“Python 4000”的想法,当他们提出不向后兼容的更改,而这些更改没有为当前合法的 Python 3 代码提供清晰的迁移路径时。毕竟,我们允许了 Python 3.0 发生这种变化,那么为什么我们不允许 Python 4.0 也发生这种变化呢?

我已经听过这个问题很多次了(包括更担忧的措辞“你们曾经做过一次重大的向后兼容性破坏,我怎么知道你们不会再做一次?”),我想我应该在这里记录下我的答案,这样我将来就可以让人们参考它。

对 Python 4.0 的当前期望是什么?

我目前的期望是 Python 4.0 将仅仅是“Python 3.9 之后的版本”。仅此而已。对语言没有深刻的改变,没有重大的向后兼容性破坏 - 从 Python 3.9 到 4.0 应该像从 Python 3.3 到 3.4(或从 2.6 到 2.7)一样平淡无奇。我甚至期望稳定的应用程序二进制接口(最初在 PEP 384 中定义)在版本边界上也能保持不变。

按照目前的语言功能发布速度(大约每 18 个月一次),这意味着我们可能会在 2023 年左右看到 Python 4.0,而不是看到 Python 3.10。

那么 Python 将如何继续发展呢?

首先,Python 增强提案流程没有任何改变 - 向后兼容的更改仍然一直被提出,新的模块(如 asyncio)和语言功能(如 yield from)被添加进来,以增强 Python 应用程序可用的功能。随着时间的推移,Python 3 在默认提供的功能方面将继续远远领先于 Python 2,即使 Python 2 用户可以通过第三方模块或 Python 3 的反向移植来获得等效的功能。

竞争的解释器实现和扩展也将继续探索增强 Python 的不同方法,包括 PyPy 对 JIT 编译器生成和软件事务内存的探索,以及科学和数据分析社区对面向数组编程的探索,这种编程充分利用了现代 CPU 和 GPU 提供的向量化功能。与其他虚拟机运行时(如 JVM 和 CLR)的集成也有望随着时间的推移而改进,特别是随着 Python 在教育领域取得的进展,它很可能在运行在这些环境中的大型应用程序中作为嵌入式脚本语言而变得越来越受欢迎。

对于不向后兼容的更改, PEP 387 合理概述了 Python 2 系列多年来使用的方法,并且至今仍然适用:如果某个功能被认为问题过多,那么它可能会被弃用并最终移除。

但是,对开发和发布流程进行的其他一些更改使得在 Python 3 系列中不太可能需要此类弃用

  • 更加强调 Python 包索引,CPython 核心开发团队和 Python Packaging Authority 之间的合作表明了这一点,以及 Python 3.4+ 捆绑了 pip 安装程序,这减轻了在标准库中添加模块的压力,在它们足够稳定以适应相对缓慢的语言更新周期之前
  • “临时 API”概念(在 PEP 411 中引入)使得有可能对那些被认为可能从更广泛的反馈中受益的库和 API 应用“稳定期”,然后再提供标准的向后兼容性保证
  • 许多累积的遗留行为确实在 Python 3 过渡中被清除掉了,而且现在对 Python 和标准库中新添加内容的要求比 Python 1.x 和 Python 2.x 时代 严格得多
  • “单源”Python 2/3 库和框架的广泛开发强烈鼓励在 Python 3 中使用“文档化的弃用”,即使功能被更新的、首选的替代方案取代。在这些情况下,弃用通知会放在文档中,建议新代码的首选方法,但不会添加任何程序化的弃用警告。这允许现有代码(包括支持 Python 2 和 Python 3 的代码)保持不变(代价是新用户在维护现有代码库时可能需要学习更多内容)。

从(主要是)英语到所有书面语言

还值得注意的是,Python 3 的破坏性并没有预期的那么大。在 Python 3 中所有不向后兼容的更改中,许多迁移的严重障碍可以归咎于 PEP 3100 中的一个小小的要点

  • 将所有字符串设为 Unicode,并拥有一个单独的 bytes() 类型。新的字符串类型将被称为 'str'。

PEP 3100 是 Python 3 更改的家,这些更改被认为足够没有争议,不需要单独的 PEP。之所以认为这个特定的更改没有争议,是因为我们在 Python 2 中的经验表明,Web 和 GUI 框架的作者是正确的:作为 应用程序 开发人员,明智地处理 Unicode 意味着确保所有文本数据都尽可能靠近系统边界地从二进制转换为文本,以文本形式进行操作,然后再转换回二进制以用于输出目的。

不幸的是,Python 2 并没有鼓励开发人员以这种方式编写程序 - 它广泛地模糊了二进制数据和文本之间的界限,使得开发人员很难在头脑中区分两者,更不用说在他们的代码中区分了。因此,Web 和 GUI 框架作者不得不告诉他们的 Python 2 用户“始终使用 Unicode 文本。如果你不这样做,在处理 Unicode 输入时,你可能会遇到晦涩难懂且难以追踪的错误”。

Python 3 是不同的:它在“二进制域”和“文本域”之间施加了更大的分离,使得编写正常的应用程序代码更容易,同时使得编写处理系统边界的代码稍微困难一些,在系统边界中,二进制数据和文本数据之间的区别可能明显不那么清晰。我已经在 其他地方 更详细地写了关于 Python 2 和 Python 3 之间文本模型实际变化的内容。

Python 的 Unicode 支持的这场革命正在更大的背景下发生,即计算文本操作从仅限英语的 ASCII (官方定义于 1963 年),经历了“二进制数据 + 编码声明”模型的复杂性(包括 C/POSIX 区域设置 和 Windows 代码页 系统,于 1980 年代后期引入)和最初的 16 位版本的 Unicode 标准 (于 1991 年发布)到相对全面的现代 Unicode 代码点系统(首次定义于 1996 年,新的主要更新每隔几年发布一次)。

为什么要提到这一点?因为这种切换到“默认使用 Unicode”是 Python 3 中最具破坏性的向后不兼容更改,并且与其他更改(更具体地说,是语言特定的)不同,它是更大的行业范围内的变化中的一小部分,这种变化是关于文本数据的表示和操作方式。随着 Python 3 过渡清除了特定于语言的问题,与 Python 的早期相比,新语言功能的准入门槛更高,并且目前没有其他行业范围内的迁移像从“带有编码的二进制数据”切换到 Unicode 进行文本建模那样规模庞大,我看不到任何即将到来的变化会需要 Python 3 式的向后兼容性中断和平行支持期。相反,我期望我们能够在正常的变更管理流程中适应任何未来的语言演变,任何无法以这种方式处理的提案都将被拒绝,因为它对社区和核心开发团队施加了不可接受的高成本。

最初发布于 Curious Efficiency ,也可在 Red Hat 开发者博客上找到。根据 Creative Commons 重新发布。要了解有关 Python 演变的更多信息,您可能对 使用 Python 过渡到多语言编程感兴趣,作者也是 Nick Coghlan。

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Nick 是 CPython 核心开发人员,也是 Python 软件基金会董事会成员。

13 条评论

“我目前的期望是 Python 4.0 将仅仅是 ‘Python 3.9 之后的版本’”

这不是小数点.. 3.9 之后是 3.10。

是啊,但是 Nick 是 Python 的核心开发人员之一,所以如果他们说 “Python 3.9 之后是 4.0”,那么就是 4.0 :)

回复 作者:WorMzy (未验证)

...而这就是使 Python 3 成为自 Perl 6 以来采用率最差的语言更新之一的态度。为什么不将 python 3 的所有优点都融入 python 2.7 并将其称为 Python 4(或 python 2.8)。然后绝大多数代码库都获得了与最新 python 版本的兼容性以及所有最新功能,我们可以假装 Py3K 从未发生过。

回复 作者:Ricardo J. Barberis (未验证)

抱歉,但这只有不知情的人才会说。“为什么不...” - 说真的,你是软件开发人员吗? :/ 如果他们这样做,Python 就不会像现在这样整洁,它会变成一堆垃圾,真的。

回复 作者:dhj (未验证)

额,这是一个可怕的语义版本控制违规。我希望他是在开玩笑。

如果 python 意味着永远不会进行向后不兼容的更改,那么永远不应该有 python 4.0。

回复 作者:Ricardo J. Barberis (未验证)

“嵌入式脚本语言”

抱歉,Lua 已经占据了那个市场。Python 绝对没有机会,因为 VM 非常臃肿,非常不适合嵌入。

这就是为什么我认为 Python 4 应该涉及对解释器进行全面的性能重写。拥抱 Python 在数值计算中的广泛使用,并将其效用扩展到游戏开发等领域。从 pypy 和 cython 中寻找灵感。两者都可以集成到核心中,但这可能更容易从头开始。

回复 作者:Clive (未验证)

Lua 是一种嵌入式脚本语言,它不能独立运行。

回复 作者:Clive (未验证)

抱歉回复晚了,但你是对的,以目前的形态将 CPython 嵌入其中存在一些严重的技术障碍。如果人们认为最终结果足够有价值(例如 Blender),他们会做这项工作,但这既复杂又挑剔,以至于它不会成为人们的首选,特别是当主要重点是编写嵌入应用程序的组件脚本,并且你不需要或不想访问科学 Python 计算堆栈(如矩阵操作和机器学习算法)时。

PEP 432 (https://pythonlang.cn/dev/peps/pep-0432/) 是一个目前未获得资助的提案,旨在通过重新设计 CPython 运行时的配置方式来改变这种情况。现在我们已经到了 3.5 开发周期的后期,今年不太可能实现,所以我可能会在 Python 3.6 时间框架内再次考虑推进它。

随着数字教育政策的变化开始产生影响,并且我们开始看到高中生(至少在澳大利亚和英国,但也可能在其他地区)毕业时已经接触过 Python 作为他们文本编程语言的入门,这个领域可能会变得更加有趣。

回复 作者:Clive (未验证)

如果 Python 4 想保持其地位,它应该成为 Java 和 C# 杀手。我们目前在 Python 中看到的是,它一直在临时版本之间跳跃,例如 Linux 用户群甚至还没有接受 3.0。如果它想成为山丘之王,它需要倾听其用户群的声音。

没错。在 Linux 方面,我们中的一些人一直在与 Linux 供应商和像 OpenStack 这样的主要项目合作,解决他们的移植问题,并在最合理的地方解决这些问题(无论是向 pylint 添加“--py3k”模式,还是努力使 Ubuntu 和 Fedora 使用 Python 3 作为主要的系统 Python,或者推动诸如使 C.UTF-8 区域设置为上游 glibc 的标准功能之类的更改)。(红帽和 Canonical 实际上都雇佣了许多 CPython 核心开发人员,其他主要的基于 Linux 的 Python 用户,如惠普、谷歌和 Rackspace 也是如此)

随着各种移植的技术障碍被发现,我们要么研究增强 Python 3 本身来解决这些问题的方法(例如恢复对二进制转换编解码器的完全支持和恢复二进制插值支持),要么研究如何使像 six、modernize 和 future 这样的移植工具更容易访问(这是 pip 包安装程序现在默认同时附带 Python 2 和 Python 3 的一个关键原因)。

在用户方面,中小学教育部门基本上已经切换到 Python 3,并且在 Python 3.5 中专门包含矩阵乘法运算是为了响应来自分析 Python 社区的反馈(和贡献)。

除了可能对矩阵乘法运算符用于更简洁地表达矩阵和向量运算感兴趣之外,不幸的是,对于像 AutoDesk 这样的组织来说,目前还没有一个非常有吸引力的 Python 3 的诱因(这很可能是那些不使用 Blender 的 3D 动画社区的转折点),但正如我在回复 Clive 时提到的,我想在某个时候解决当前嵌入的复杂性,这对于任何目前需要求助于复杂的技巧来使 Python 2 按照他们希望的方式运行的人来说都变得有吸引力。

至于挑战 JVM 和 CLR,我同意这是一个非常有趣的领域,而且我实际上认为 PyPy 社区最适合做这件事。PyPy 不仅体现了设计 JIT 编译器的创新方法,而且 Armin Rigo 对软件事务内存的实际应用的研究确实是开创性的,并且为以事件驱动模型编程 PyPy 托管的应用程序提供了现实的前景,同时仍然可以利用所有可用的核心,并且如果您碰巧从事件处理程序发出阻塞调用,也不会停止整个应用程序。

回复 作者:Zed(未验证)

Python 所做的事情非常棒,我同意你所说的。我希望很快,Ubuntu、Red Hat 等接受 Python 3 作为标准的 Python 版本将会发生,因为它一直在稳步超越 Python 2.7 的功能集。

我也非常着迷地关注着 PyPy 社区在许多方面所做的工作。我可以看到,在未来的某个时候,PyPy 可能会使为不同的后端(CPython、Jython、IronPython)拥有多个 Python 版本成为过去。如果他们能够像 Jython/IronPython 那样将 Jython 和 IronPython 与 JVM/CLR API 集成,并且如果他们能够获得与 CPython 代码最接近的兼容性(在不牺牲他们在各个方面所做的出色工作的情况下),以及与 C/C++ 扩展的良好集成,我可以看到它成为标准的 Python 实现。然而,他们离所有这些还有一段距离。

Python 向科学/中小学教育领域的推进也令人震惊。我的一个老朋友在他的博士研究工作中使用 Python(在我的劝说下,并意识到它比 Matlab 和其他工具更便宜/更丰富),并让他的研究实验室采用它作为物理研究的默认标准。

回复 作者:ncoghlan

Python 用于算法和脚本式的东西,Java/C# 用于二进制开发和独立应用程序,Lua 用于嵌入到 Java/C# 应用程序中。而 C++ 几乎可以用于一切。那么 Python 为什么要嵌入式(除非 GIMP 中的 PythonFu 已经做到了)?

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