زبان برنامه نویسی پایتون به بیان ساده
زبان برنامه نویسی پایتون، یک زبان تفسیر شده، مبتنی بر شی گرایی است که زبان سطح بالا محسوب میشود. پایتون از این جهت زبان مفسر نام دارد که کد منبع آن به کدی بر مبنای بایت کامپایل (تفسیر) میشود. (Python programming language) یک زبان پویا است و در دسته محبوبترین زبانهای برنامهنویسی همه منظوره جهان قرار دارد. این زبان یکی از سریعترین زبانهای برنامهنویسی دنیا به شمار میرود و توسط مهندسان نرم افزار، ریاضیدانان، تحلیلگران داده، دانشمندان، مهندسان شبکه، دانشجویان و حسابداران استفاده میشود.
اگر تمایل به دریافت اطلاعات بیشتری در مورد دورههای آموزشی یا تخصص اشتغال و مهاجرت دارید میتوانید از راه های ارتباطی زیر استفاده نمایید.
توسعه وب به وسیله زبان برنامه نویسی پایتون یکی از کارهای خلاقانه مبتنی بر برنامهنویسی وب محسوب میشود. یک توسعهدهنده وب، میتواند از میان طیف گستردهای از فریم ورکهای برنامهنویسی، فریم ورک دلخواه خود را انتخاب کند و بدین وسیله در مسیر توسعه پایتون کدنویسی کند. پایتون به عنوان یک زبان برنامهنویسی سمت سرور شناخته میشود و فریم ورکهای محبوب آن شامل Django ،Flask و Pyramid هستند. بسیاری از برنامهنویسان Python به کمک این چارچوبها، برنامههای کاربردی پیچیده و بزرگی خلق میکنند یا برنامههای قبلی را توسعه میدهند.
برنامههای موفقی همچون یوتیوب، اسپاتیفای، موزیلا، دراپ باکس و اینستاگرام از فریم ورک جنگو استفاده میکنند و Airbnb، نتفلیکس و اوبر از چارچوب فلاسک بهره میبرند. اگر میخواهید بیشتر درباره زبان برنامه نویسی پایتون بدانید و یادگیری این زبان را شروع کنید، پیشنهاد میکنیم ادامه این مقاله از بلاگ راشد را دنبال کنید. همچنین میتوانید از صفحه محصولات موسسه بینالمللی راشد در سایت رسمی راشد، سرفصلهای دوره زبان برنامه نویسی راشد را به دقت مطالعه کنید.
یادگیری پایتون ساده است
یادگیری کمدردسر پایتون به برنامهنویسان تازهکار اجازه داده است با صرف کمی وقت اصول اولیه این زبان را یاد بگیرند و اولین برنامه کاربردی خود را با این زبان طراحی کنند. این زبان به گونهای ساخته شده است که ترکیب نحوی آن کاملاً خوانا است و برنامهنویسان بدون مشکل خاصی قادرند منطق دستورات را بهشکل صریح و روشنی درک کنند و برای همکاران خود شرح دهند. سادگی، خوانایی و دور بودن از پیچیدگیهای رایج باعث شده است تا پایتون به گزینه ایدهآلی برای تدریس در مدارس و مراکز آموزشی تبدیل شود. همین سادگی و دور بودن از پیچیدگیها است که باعث شده است پایتون اولین انتخاب برنامهنویسانی باشد که تازه به دنیای برنامهنویسی قدم گذاشتهاند. تسلط بر زبان پایتون بهمعنای آن است که طراحان میتوانند زمان بیشتری را برای فکر کردن درباره یک مشکل و پیدا کردن راه حلی برای آن صرف و در مقابل زمان کمتری برای فکر کردن در مورد ترکیب نحوی و پیچیدگیهای دستورات این زبان صرف کنند. همچنین، زمانی که یک برنامه به طور کامل نوشته شد، طراحان با صرف کمترین زمان ممکن میتوانند منطق به کار گرفته در کدها را برای دیگران تشریح کنند، بهدلیل آنکه همه چیز روشن و گویا است.
پایتون یک زبان برنامهنویسی چندمنظوره و شیگرا است که برای توسعه سایتهای پویا، تحلیل دادهها و نوشتن برنامههای دسکتاپ میتوان از آن استفاده کرد. اما اساسیترین کاربرد پایتون در ارتباط با اسکریپتنویسی و خودکارسازی است. پایتون تنها یک جایگزین برای اسکرپیتهای شل یا فایلهای دستهای نیست، بهواسطه آنکه از پایتون برای تعامل خودکار با مرورگرهای وب، برنامههای گرافیکی و پیکربندی سیستمها از طریق ابزارهایی همچون Salt و Ansible میتوان استفاده کرد.
پایتون بهشکل گستردهای به کار گرفته شده و پشتیبانی میشود
زبان پایتون دو ویژگی یک زبان خوب یعنی محبوبیت و کاربرد گسترده را توأمان با یکدیگر در اختیار دارد. کافی است به آمارهای منتشر شده از سوی منابع معتبری همچون Tiobe و پروژههایی که روی سایت گیتهاب قرار گرفته و با پایتون نوشته شدهاند نگاهی داشته باشید تا متوجه شوید این زبان تا چه اندازه نزد طراحان محبوب است. (شکل 1)
برنامههای نوشته شده با زبان پایتون روی سیستم عاملها و سکوهای اصلی و سیستم عاملهای خاصتر بهخوبی اجرا میشوند. بخش اعظمی از کتابخانههای بزرگ و سرویسهای مبتنی بر API به اشکال مختلفی پیوندهای مرتبط با زبان پایتون را در خود جای دادهاند، به طوری که به زبان پایتون اجازه دادهاند از طریق واسطها با این سرویسها ارتباط برقرار یا بهطور مستقیم از کتابخانهها استفاده کند. در حالی که پایتون را در گروه سریعترین زبانهای برنامهنویسی نمیتوان قرار داد و شاید کند بودن نقطه ضعف اصلی این زبان به شمار میرود، اما در مقابل تطبیقپذیری بسیار بالایی دارد.
پایتون زبانی نیست که برای انجام کارهای عادی و پیش پا افتاده مورد استفاده قرار گیرد. از این زبان بهمنظور ساخت برنامههای کاملاً حرفهای با کیفیت بالا، برنامههای مستقل و سرویسهای وب میتوان استفاده کرد. اسکریپتهایی که با این زبان نوشته میشوند، بهسادگی قادرند فرآیندهای بزرگی را مدیریت و خودکارسازی کنند.
تاریخچه زبان برنامه نویسی پایتون
پایتون یک زبان برنامه نویسی محبوب است که نخستین بار در سال 1991 توسط Guido van Rossum ساخته و منتشر شد. این زبان برای توسعه وب (سمت سرور)، توسعه نرمافزارها، ریاضیات و برنامهنویسی سیستم بکار میرفت. به طور کلی، پایتون یک زبان همه منظوره و کاربردی است که برای ساخت وب سایتها و نرم افزارها، خودکارسازی وظایف و تجزیه و تحلیل دادهها استفاده میشود. بدین گونه که از آن میتوان برای ساخت و بهینهسازی انواع برنامههای نرمافزاری استفاده کرد. طبق نظرسنجی انجام شده توسط شرکت Red Monk، زبان پایتون دومین زبان برنامهنویسی محبوب در میان توسعه دهندگان وب در سال 2021 شناخته شد.
کاربرد پایتون چیست و کجا استفاده میشود؟
پایتون یک زبان عمومی (General Purpose) است و محدود به یک حوزه خاص نمیشود. این یعنی میتوانید با یک تیر چند نشان زده و در بخشهای مختلف تکنولوژی فعالیت کنید. یک برنامه نویس پایتون اگر حرفهای باشد، در هر حوزه ای حرف برای گفتن خواهد داشت. بعضی از زبان های برنامه نویسی مخصوص به یک حوزه خاص هستند یا اگر به بخش های دیگر ورود کنند قدرت زیادی ندارند، اما پایتون اینگونه نیست. کافی است آن را یاد بگیرید و تبدیل به یک متخصص پایتون شوید تا ببینید در دنیای برنامه نویسی واقعا چه قدرتی به شما میدهد.
مهم ترین دلیلی که باعث شد پایتون به بخش های مختلف IT وارد شود، کتابخانه ها بودند. این کتابخانه ها هستند که پایتون را توسعه پذیر میکنند. همینطور باعث راحت تر شدن کار برنامه نویسان میشوند. البته بعضی از این کتابخانه ها هنوز جای رشد و پیشرفت دارند و در پروژه های بزرگ قابل استفاده نیستند. یکی دیگر از قابلیت های جذاب پایتون، چسبندگی این زبان است. منظور از چسبندگی یا Glue Language این است که پایتون میتواند به خوبی با کدهای سایر زبان ها ادغام شود یا اصطلاحا به آنها بچسبد. به کمک این تکنیک میتوانید یک قطعه کد به زبان C یا هر زبان دیگری را به راحتی به پروژه خود اضافه کنید. در ادامه کاربرد پایتون را که 9 بخش اصلی تقسیم می شوند، به صورت دقیق مورد بررسی قرار خواهیم داد.
آنچه تا بدین جا مطالعه کردید به این نتیجه منتج شد که آموزش و یادگیری زبان برنامه نویسی پایتون، مهارتی محبوب و مورد تقاضا از سوی افراد بسیاری است. از این رو میتوان چنین نتیجه گرفت که کاربردهای زبان برنامه نویسی پایتون در فناوری اطلاعات حائز اهمیت است. جالب است بدانید که زبان برنامه نویسی پایتون، زبان محبوب هکرها نیز محسوب میشود. در این بخش به برخی از کاربردهای مهم زبان پایتون در بستر فناوری اطلاعات اشاره کرده ایم.
هوش مصنوعی و یادگیری ماشین
از آنجایی که پایتون یک زبان برنامهنویسی پایدار، انعطاف پذیر با سینتکس ساده است، برای پروژههای مختلف یادگیری ماشین (Machine Learning) و هوش مصنوعی (Artificial Intelligence)بسیار مناسب است. در واقع استفاده از کتابخانههای مجهز پایتون، یکی از ابزار و روشهای مورد علاقه دانشمندان داده (Data Scientist) در فرآیندهای هوش مصنوعی است. اگر به پایتون علاقه دارید، پیشنهاد میکنیم با شرکت در دوره آموزش برنامه نویسی پایتون، به جمع برنامهنویسان حرفهای این زبان بپیوندید.
یادگیری ماشین (Machine Learning) موضوعی است که در زندگی روزمره ما حضور دارد و گاهی بدون اینکه متوجه باشیم در حال استفاده از آن هستیم. برای مثال زمانی که در سایت گوگل به جستجو می پردازیم و گوگل لیستی از نتایج را به ما نشان میدهد، در حقیقت در حال استفاده از الگوریتم های یادگیری ماشین هستیم. همچنین، بعضی از فروشگاههای اینترنتی با شخصیسازی سایت برای کاربران، پیشنهادهایی هوشمندانهای به ما ارائه میدهند. سیستم های تشخیص چهره یا دستیارهای صوتی مثل Cortana یا Siri نمونه دیگری از کاربردهای یادگیری ماشین هستند. لازم به ذکر است که پایتون در یادگیری ماشین عملکرد مناسبی دارد و بسیاری از متخصصان Machine Learning از کتابخانههای آن استفاده میکنند.
تجزیه و تحلیل دادهها
تجزیه و تحلیل دادهها یکی دیگر از جنبههای کاربردی زبان برنامه نویسی پایتون به شمار میرود که به سرعت در حال توسعه است. اگر شما از مقدار زیادی داده استفاده میکنید، نیاز به افرادی دارید که بتوانند اطلاعات را جمعآوری، دستهبندی، پاکسازی و سازماندهی کنند. پایتون برای دادهکاوی، تجزیه و تحلیل منطقی ابزاری ایدهآل است. این زبان برای یادگیری آسان در کار با حجم زیادی از اطلاعات، و ساخت و استفاده از الگوریتمهای تکرار بسیار مفید و کاربردی است.
تجسم دادهها
تجسم دادهها یکی دیگر از زمینههای محبوب و در حال توسعه پایتون است که باعث شده این زبان نقاط قوت بیشتری داشته باشد. پایتون علاوه بر انعطافپذیری و منبع باز بودن (open source)، کتابخانههای نموداری متنوعی را با انواع ویژگیها ارائه میکند. اگر به دنبال ایجاد یک نمایش گرافیکی ساده هستید یا باید یک طرح تعاملیتر و حتی کدهای گرافیکی NFT بسازید، میتوانید در پایتون کتابخانهای برای رفع نیازهای خود پیدا کنید.
برنامههای کاربردی برنامه نویسی
شما میتوانید انواع برنامهها را با استفاده از پایتون برنامهریزی کنید. همچنین از این زبان همه منظوره میتوان برای خواندن و ایجاد فهرست فایلها، ایجاد رابط کاربری گرافیکی، API و بسیاری موارد دیگر استفاده کرد. برای ساخت برنامههای بلاکچین، برنامههای صوتی و تصویری یا برنامههای یادگیری ماشینی، میتوانید از پایتون کمک بگیرید. با این وصف زبان برنامه نویسی پایتون برای ساخت انواع برنامههای نرمافزاری یک انتخاب عالی و پُر کاربرد است.
توسعه وب
پایتون یک انتخاب عالی برای توسعه وب است زیرا برای انجام این کار، فریم ورکهای توسعه وب پایتون بی شمارند. به لطف کتابخانهها و ماژولهای گستردهای که به وسیله فریم ورکهای پایتون ارائه میشوند، امکان دسترسی به پایگاه داده، مدیریت محتوا و مجوز دادهها، امکانپذیر شده است. با توجه به انعطاف پذیری عالی این زبان با انواع زبانهای برنامهنویسی، جای تعجب نیست که پایتون به طور گسترده در توسعه وب مورد استفاده قرار میگیرد.
کاربرد پایتون در ساخت بازیهای رایانهای (توسعه بازی)
اگرچه پایتون از استانداردهای صنعتی در توسعه بازی فاصله دارد اما کاربردهای خاص خود را در صنعت بازیسازی دارد. ایجاد بازیهای ساده با استفاده از زبان برنامه نویسی پایتون امکان پذیر است یا حداقل بخشهای متفاوت یک بازی را میتوان به وسیله پایتون ساخت و سپس با استفاده از زبانهای دیگر به کل برنامه افزود. بنابراین میتواند ابزار مفیدی برای توسعه سریع یک نمونه اولیه از بازی مورد نظر باشد.
با رشد تکنولوژی بازی های رایانه ای پیشرفت کردند و امروزه در بعضی از کشورها صنعت پردرآمد و پولسازی حساب میشوند. در طراحی بازی های پیشرفته از موتورهای بازی سازی اختصاصی استفاده میشود اما بعضی از موتورها مثل Unity یا Unreal به طور عمومی عرضه میشوند. برای ساخت بازی با هزینه نسبتا پایین ترکیب زبان برنامه نویسی C# و موتور بازی سازی Unity پیشنهاد میشود. شاید انتظارش را نداشته باشید اما پایتون در این زمینه هم کاربرد دارد.
PyGame یک کتابخانه رایگان و Cross Platform است که از سال 2000 کار خودش را شروع کرد. این کتابخانه از عناصری مثل صدا و گرافیک کامپیوتری تشکیل شده که به خوبی با زبان برنامه نویسی پایتون هماهنگ است. بازی هایی مثل Frets On Fire با موتور PyGame ساخته شدهاند. هر چند این کتابخانه قدمتی طولانی دارد اما هنوز اختلاف آن با Unity یا Cry Engine بسیار زیاد است. این کتابخانه بیشتر برای ساخت بازیهای سبک و ساده استفاده میشود.
شاید بتوانیم این گونه بیان کنیم که پایتون در مقایسه با زبانهای بزرگ یک زبان نسبتاً جدید به شمار میرود. این زبان برنامهنویسی در سال 1991 به دنیای برنامهنویسی وارد شد. از همان ابتدا، پایتون بهمنظور پر کردن شکافهای موجود در دنیای برنامهنویسی و ارائه راهکاری بهمنظور نوشتن اسکریپتهایی که فرآیند انجام یکسری از کارهای روتین خستهکننده را به طور خودکار اجرا کنند یا ساخت یک نمونه اولیه از برنامههای کاربردی که در یک یا چند زبان دیگر پیادهسازی شوند، مورد استفاده قرار گرفت. با این حال در چند سال گذشته، پایتون به یکی از ابزارهای تراز اول در زمینه توسعه برنامههای کاربردی، مدیریت زیرساختها و تحلیل دادهها تبدیل شده است. امروزه پایتون در زمینه توسعه برنامههای کاربردی تحت وب و مدیریت سیستمها و تجزیه و تحلیل بزرگ دادهها که رشد انفجاری به خود گرفتهاند و همچنین هوش مصنوعی به یکی از بازیگران اصلی دنیای فناوری تبدیل شده است. پایتون این موفقیت چشمگیر و کاربرد گسترده را مدیون یکسری ویژگیهای ارزشمندی است که هم در اختیار توسعهدهندگان حرفهای و هم در اختیار توسعهدهندگان تازهکار قرار داده است. از جمله این ویژگیها به موارد زیر میتوان اشاره کرد.
کاربرد پایتون در دنیای وب و اینترنت
وقتی صحبت از طراحی سایت و توسعه وب میشود، احتمالا ذهن بعضی از افراد به سمت PHP یا ASP میرود. البته چیز عجیبی هم نیست، چون بسیاری از سایتهای مطرح با این دو زبان برنامه نویسی نوشته شدهاند. اما با گذشت زمان پایتون هم در وب توانایی های خود را به خوبی نشان داد و در ساخت برنامه های تحت وب به کار گرفته شد. مخصوصا از زمانی که فریم ورک های آن در زمینه طراحی وب روی کار آمدند. فریم ورکهای مطرحی مثل Django و میکروفریمورکهایی مثل Flask در محبوبیت پایتون نقش مهمی ایفا کردند. خیلی از افراد، پایتون را یاد میگیرند تا زودتر سراغ این فریم ورک ها بروند. در حال حاضر Django ششمین فریم ورک محبوب دنیا برای ساخت سایت است و پروژه های بزرگی با آن پیادهسازی شدهاند. سایتهای موفقی مثل اینستاگرام، ناسا، پینترست و غیره از Django استفاده میکنند.
اکثر فریم ورک های پایتون مثل جنگو از الگوی طراحی MVC پشتیبانی میکنند و این مزیت مهمی برای طراحی صفحات وب است. زیرا MVC یک استاندارد شناخته شده بین برنامه نویسان است. همینطور پایتون از شیء گرایی پشتیانی کرده و طراحی سیستم های بزرگ و پیچیده را راحت تر میکند. پایتون به طور پیشفرض برای کار با داده ها و ایجاد تغییر در آنها از پایگاه داده SQLite استفاده میکند. ماژول sqlite3 توانست این دیتابیس را با پایتون ادغام کند و برای پروژه های کوچک تا متوسط انتخاب ایده آلی به حساب میآید. هر چند برای کار با پایگاه داده هایی مثل MySQL یا MongoDB هم راه هایی وجود دارد.
ساخت اپلیکیشن موبایل
میدانیم زبان های اصلی برنامه نویسی اندروید، جاوا و کاتلین هستند و توسعه دهندهگان iOS از Swift استفاده میکنند. اما برای ساخت اپلیکیشن موبایل محدود به این زبانها نیستیم. اگر پایتون را یاد بگیرید به کمک فریم ورک هایی مثل Kivy میتوانید اپلیکیشن موبایل بسازید و در مارکتهای مختلف به اشتراک بگذارید. Kivy در سال 2012 مبلغ 5000 دلار از بنیاد پایتون دریافت کرد تا فریم ورک خود را به پایتون 3.3 پورت کند. Kivy بعد از اپلیکیشن موبایل سراغ Raspberry Pi هم رفت تا پای پایتون به توسعه رزبری پای هم باز شود. چون توسعه اپلیکیشن های موبایل با Kivy به صورت Native نیست ممکن است با مشکلاتی مثل زیاد شدن حجم برنامه یا افت سرعت مواجه شوید که امری طبیعی است. مثل React که یک فریم ورک جاوااسکریپت برای برنامه نویسی موبایل است و همین مشکلات را دارد.
کاربرد پایتون در هک و تست نفوذ
پایتون در کنار همه مزایای خود، میتواند ترسناک هم باشد. چون وقتی صحبت از هک و نفود در سیستم ها میشود، پایتون حرف های زیادی برای گفتن دارد. هکرها دانش زیادی در علوم رایانه دارند و معمولا با گرایش های مختلف کامپیوتر آشنا هستند. آنها به کمک برنامه نویسی میتوانند ابزارهای موردنیاز خودشان را بنویسند و چه زبانی بهتر از پایتون میتواند درهای ممنوعه را به روی آنها باز کند؟ کاربرد زبان برنامه نویسی پایتون
کاربرد پایتون در هک به علت بازدهی بالایی است که این زبان اسکریپتی در ساخت برنامه های کوچک دارد و به همین دلیل است که هکرهای حرفهای تسلط بسیار خوبی بر پایتون دارند. تا اینجای مطلب چند بار درباره کتابخانه های پایتون صحبت کردیم. دلیل آن اهمیت بسیار زیاد این کتابخانه ها است. این زبان در شبکه و تست نفوذ کتابخانه های مختلفی مثل NetworkX ،NAPALM و Pulsar دارد. اگر سری به گیت هاب بزنیم، تعداد زیادی ابزار تست نفوذ و هک را میبینیم که با این زبان نوشته شدهاند.
آموزش و تحصیلات آکادمیک
در مدارس ایران بر خلاف بسیاری از کشورهای پیشرفته، برنامه ریزی خاصی برای آموزش برنامه نویسی به کودکان و نوجوانان وجود ندارد. در سالهای گذشته، بسیاری از کشورها در مدارس خود زبان Basic را آموزش میدادند اما امروزه پایتون جای آن را گرفته است. اگر یک کودک 12 ساله کدهای C++ یا Java را ببیند احتمالا برای همیشه از برنامه نویسی زده میشود. اما پایتون ساختار ساده و جذابی دارد و یادگیری آن آسان است. پایتون به خاطر ساختار سادهای که دارد گزینه مناسبی برای تدریس برنامه نویسی مخصوصا به کودکان و نوجوانان است.
کاربرد پایتون در داده کاوی و Big Data
داده کاوی علم بررسی دادههاست. سرویس هایی مثل اینستاگرام یا موتور جستجوی گوگل، روزانه چند هزار گیگابایت داده از کاربران خود دریافت میکنند و درآمد بالایی از تحلیل این داده ها کسب میکنند. به کمک Data Mining یک یا چند پایگاه داده بزرگ آنالیز شده و از دل آنها اطلاعات مفید و کاربردی به دست میآید. مثلا شاید از 50 گیگابایت دیتابیس تنها چند مگابایت گزارش بیشتر استخراج نشود اما همین چند مگابایت هم بسیار باارزش هستند.
یک مهندس یا دانشمند داده برای قابل فهم کردن الگوریتمهای رشته خود به کامپیوتر، نیاز به برنامه نویسی دارد. با اینکه زبان های مختلفی مثل C، Scala و R در داده کاوی قابل استفاده هستند، اما معمولا بهترین گزینه برای داده کاوی استفاده از زبان برنامه نویسی پایتون است چون کتابخانه های آن بسیار کاربردی هستند. در پایتون کتابخانه های متنوعی برای کار با داده ها وجود دارند. مثلا Scarpy برای خزیدن در وب و بررسی داده های موجود استفاده میشود یا NumPy برای ساخت آرایه های n بعدی و انواع فرمول های ریاضی مثل تبدیل فوریه یا توابع جبر خطی به کار گرفته میشود.
ساخت رابط کاربری گرافیکی
از آن روزهایی که کامپیوترها فقط خط فرمان (Command Line) داشتند زمان زیادی میگذرد. هر چند هنوز هم رابط کاربری خطی مزایای زیادی مثل قابلیت اسکریپت نویسی، سرعت و کنترل بیشتر دارند اما امروزه بیشتر نرم افزارها برای زیبایی و راحتی کاربران از رابط گرافیکی استفاده میکنند. البته کار با خط فرمان برای بسیاری از کاربران ناخوشایند یا مشکل است.
پایتون در ساخت رابط گرافیکی عملکرد خوبی دارد و کتابخانههای مختلفی برای این کار معرفی کرده است. کتابخانه هایی مثل WxPython یا GTK+ به شما کمک میکنند بعد از نوشتن کدهای برنامه و ساخت منطق آن، یک رابط گرافیکی هم به پروژه خود اضافه کنید. کتابخانه Tkinter به نظر خیلی از توسعه دهندگان، استانداردترین کتابخانه پایتون در طراحی رابط کاربری است. همینطور PyQt کاربری آسان و جذابی دارد که با نصب آن در لینوکس یا ویندوز میتوانید به صورت گرافیکی محیط مورد نظر خود را پیاده سازی کنید. کاربرد زبان برنامه نویسی پایتون
کاربرد پایتون در برنامهنویسی های عادی و رایج
طراحان و توسعهدهندگان نرمافزار این توانایی را دارند تا هر دو گروه برنامههای کنسولی و گرافیکی را با پایتون ایجاد و آنها را بهشکل خوداجرا مستقر کنند. پایتون به طور ذاتی این توانایی را ندارد تا یک فایل باینری مستقل را از یک اسکریپت ایجاد کند. اما پکیجهای ثالثی شبیه به cx_Freeze یا PyInstaller این کاستی پایتون را جبران کردهاند. زبان پایتون و کاربردهای آن
زبان پایتون در ارتباط با یادگیری ماشینی و علم دادهها
در چند سال اخیر فرآیند تجزیه و تحلیل دادههای مرتبط با فناوری اطلاعات بیش از اندازه پیچیده شده است، به همین دلیل زبان پایتون و در تعقیب آن زبان آر به ستارگان یکهتاز این میدان تبدیل شدهاند. با توجه به محبوبیت بیش از اندازه زبان پایتون امروزه شاهدیم که طیف گستردهای از کتابخانههای مورد استفاده در یادگیری ماشین و علم دادهها یک واسط یا به عبارت دقیقتر رابطهای ویژه زبان پایتون را ارائه کردهاند.
پایتون در ارتباط با وب سرویسها و توابع RESTful
کتابخانههای محلی زبان پایتون بههمراه چهارچوبهای وب بخش ثالث سریعترین و راحتترین راهکار را در اختیار طراحان وب قرار دادهاند تا بدون دردسر خاصی بتوانند توابع REST چندخطی یا یک سایت دادهمحور مملو از اطلاعات را با استفاده از زبان پایتون طراحی کنند. REST (سرنام Representational State Transfer) یک معماری وب سرویس است که از پروتکل HTTP برای انتقال اطلاعات میان کلاینت و سرور استفاده میکند. جدیدترین نگارشهای عرضه شده از زبان پایتون بهشکل قدرتمندی از عملیات غیرهمزمان پشتیبانی میکند. پشتیبانی از عملیات غیرهمزمان بهمعنای آن است که سایتها قادرند دهها هزار درخواست در هر ثانیه را از طریق کتابخانههای درستی که مورد استفاده قرار میدهند مدیریت کنند.
شکل 1- گزارشی که سایت tiobe در آگوست 2017 منتشر کرد، نشان داد که پایتون هنوز هم جزء پنج زبان برتر برنامهنویسی است.
پایتون در ارتباط با برنامهنویسی Metaprogramming
اصطلاح Metaprogramming بهمعنای نوشتن برنامهای است که قادر است فرآیندهای خواندن، تحلیل و ساخت سایر برنامهها و حتی خود را در زمان اجرا مدیریت کند. در زبان پایتون هرچیز همچون ماژولهای پایتون و حتی خود کتابخانهها بهعنوان یک شی در نظر گرفته میشوند. این رویکرد به پایتون اجازه میدهد بهشکل کارآمدتری کدها را تولید کند. در نتیجه امکان ساخت برنامههایی که قادر باشند توابع خود را دستکاری کنند و نوعی فرآیند توسعه را امکانپذیر سازند، در پایتون وجود دارد. رویکردی که پیادهسازی آن در زبانهای دیگر کار بسیار مشکل و در بعضی موارد غیرممکن است.
پایتون یک زبان چسبنده است
کدهای پایتون خاصیت چسبندگی دارند، به طوری که در بعضی موارد از زبان پایتون بهعنوان یک زبان چسبنده (Glue language) نام برده میشود. زبان پرل نیز چنین ویژگی را دارد. این ویژگی به شما اجازه میدهد کدهای متفاوت را به یکدیگر وصل کنید. (به طور معمول کتابخانههایی با رابطهای زبان سی) از این تکنیک در زمینه علم دادهها و یادگیری ماشینی استفاده میشود. زبان پایتون و کاربردهای آن
حالا که به تواناییهای زبان پایتون اشاره کردیم، بد نیست به یکسری کارهایی که پایتون قادر به انجام آنها نیست یا بهتر است در انجام چنین کارهایی از زبان پایتون استفاده نشود نیز اشارهای داشته باشیم. پایتون یک زبان برنامهنویسی سطح بالا است، در نتیجه برای برنامهنویسیهای سطح سیستمی همچون درایورنویسی یا هسته سیستم عاملها مناسب نیست. همچنین، ایده جالبی نیست زمانی که بهدنبال فراخوانی کتابخانههای چندسکویی هستید از پایتون استفاده کنید. میتوانید برنامههای مستقل پایتون را برای سکوهای ویندوز، مک و لینوکس طراحی کنید، اما کار چندان سادهای نیست و در بعضی موارد خروجی ممکن است مطابق میل شما نباشد. سرانجام زمانی که سرعت یکی از اولویتهای اصلی برنامه کاربردی است که بهدنبال ساخت آن هستید، نباید به سراغ پایتون بروید. در چنین شرایطی بهتر است از گزینههای شناخته شدهای همچون سی یا سی پلاس پلاس استفاده کنید.
جوانب مثبت و منفی زبان پایتون
ترکیب نحوی زبان پایتون کاملاً خوانا و تمیز است. به طور مثال، نوشتن یک برنامه استاندارد Hello world در نسخه 3.x این زبان به دور از هرگونه کد اضافی بهصورت (”!print(“Hello world نوشته میشود. زبان پایتون عناصر نحوی زیادی را ارائه میکند که در مدت زمان اجرای یک برنامه میتوان از آنها استفاده کرد. به طور مثال، برنامه ساده زیر را در نظر بگیرید که برای خواندن خطوط موجود در یک فایل متنی داخل یک شی List نوشته شده است.
with open(‘myfile.txt’) as my_file:
file_lines = [x.strip(‘\n’) for x in my_file]
ساختار with/as از جمله اشیای زبان پایتون به شمار میرود که به قابلیت Context manager تجهیز شده است. این ساختار راهکار کارآمدی برای تعریف یک شی تخصیص داده شده به یک بلوک از کدها و سپس آزاد کردن شی از بلوکی که به آن تخصیص داده شده است را ارائه میکند. در این مثال، شی my_file از طریق تابع open معرفی شده است. همان گونه که مشاهده میکنید، در زبان پایتون اغلب کارها با حداقل کدنویسی به سرانجام میرسند. در مثال فوق، بهجای آنکه به چند خط کدنویسی برای باز کردن یک فایل، خواندن خطوط مختلف و درنهایت بستن فایل نیاز داشته باشید، تنها از طریق دو خط این کارها را انجام دهید.
این تکنیک در مقایسه با بهکارگیری بلوک Try-finally سادهتر بوده و از خوانایی بیشتری برخوردار است. ساختار [x … for x in my_file] یکی دیگر از تکنیکهای مختص زبان پایتون است. این ترکیب نحوی به یک عنصر تخصیص داده شده که شامل عناصر دیگری است اجازه میدهد (در این مثال my_file و خطوطی که همراه با آن هستند) که تکرار شده و به عناصر تکرارشونده نیز (در این مثال x) اجازه میدهد که پردازش شده و به طور خودکار به داخل فهرست اضافه شوند. همانند هر زبان دیگری امکان انجام این کار از طریق یک حلقه for…. نیز امکانپذیر است، اما پایتون به شما اجازه میدهد کارها را با کمترین پیچیدگی و بالاترین خوانایی انجام دهید. شبیه به زبانهای دیگری همچون جاوا، سی شارپ و گو، زبان پایتون برای مدیریت حافظه از تکنیک Garbage collections استفاده میکند. در نتیجه برنامهنویس در زمان نوشتن اشیا و آزادسازی اشیا دغدغهای نخواهد داشت. بهطور معمول، فرآیند Garbage collection در پس زمینه و بهشکل خودکار انجام میشود. اما اگر مشکلی در این زمینه به وجود آید، برنامهنویس میتواند این فرآیند را بهطور دستی مدیریت کند. یکی دیگر از ویژگیهای جالب پایتون پویایی این زبان است. هر چیزی در این زبان همچون توابع و خود ماژولها بهعنوان یک شی شناخته و مدیریت میشوند. در حالی که این تکنیک تا حدودی سرعت را قربانی میکند، اما در مقابل اجازه میدهد کدهای سطح بالا را بهسادگی بنویسید.
این تکنیک نهتنها به طراحان اجازه میدهد اشیای پیچیده را بهسادگی و از طریق تنها چند دستورالعمل مدیریت کنند، بلکه به آنها اجازه میدهد بخشهایی از برنامه را در صورت لزوم بهشکل انتزاعی تعریف کنند. شاید یکی از بهترین یا بدترین ویژگیهای زبان پایتون در ارتباط با فضای سفید است. توررفتگیها و رفتن به خطوط دوم در زبان پایتون تنها برای خوانایی برنامه نیست.
فضای سفید یکی از اصلیترین بخشهای ترکیب نحوی پایتون به شمار میرود. مفسران زبان پایتون برنامههایی را که بهشکل درستی از دندانهگذاری بهمنظور نشان دادن جریان کنترل برنامه استفاده نکرده باشند رد میکنند.
پایتون 2 در مقابل پایتون 3
در حال حاضر، دو نسخه از زبان پایتون در اختیار برنامهنویسان قرار دارد. هریک از این دو نسخه ویژگیهای خاص خود را دارند. پایتون نسخه 2.X نسخه قدیمیتر است و پشتیبانی رسمی و عرضه بهروزرسانیها برای این نسخه تا سال 2020 ادامه خواهد داشت. حتی این احتمال وجود دارد که پس از این تاریخ نیز بهصورت غیررسمی از این نسخه پشتیبانی به عمل آید. نسخه 3.X نسخه جدیدتر است که یکسری ویژگیهای مفید و البته مهم دارد. زبان پایتون و کاربردهای آن
پایتون یک زبان برنامهنویسی سطح بالا است، در نتیجه برای برنامهنویسیهای سطح سیستمی همچون درایورنویسی یا هسته سیستم عاملها مناسب نیست.
ویژگیهایی که در نسخه 2.x وجود ندارند. مفسران کارآمدتر و کنترلهای همروندی بهتر از جمله این ویژگیها هستند. اگر در گذشته برای نوشتن یک برنامه همروند در پایتون با مشکل روبهرو بودید، نسخه 3.x این مشکل شما را برطرف کرده است. با وجود این، پذیرش پایتون3 بهآرامی انجام گرفت، در نتیجه پشتیبانی از یکسری کتابخانههای بخش ثالث روند نسبتاً کندی داشته است. اغلب کتابخانههای پایتون تنها در نسخه 2 پشتیبانی میشوند که همین موضوع سوئیچ کردن به نسخه 3 را با دشواری همراه میسازد. اما در چند سال گذشته، تعداد کتابخانههایی که تنها در نسخه 2 پشتیبانی میشدند رو به افول نهاده است و اکثر این کتابخانهها با هر دو نسخه سازگاری دارند. در مقطع فعلی به دلایل مختلفی میتوان اشاره کرد که مهاجرت به پایتون 3 را توجیهپذیر میسازند.
چرا یادگیری زبان برنامه نویسی پایتون اهمیت دارد؟
د بسیاری از برنامه نویسان قدیمی تر که با زبان های جاوا و c کار کرده اند، پایتون را خیلی جدی نگیرند ولی این از قابلیتهای پایتون چیزی کم نمی کند. اکنون برنامه نویسان بزرگی از جمله برنامه نویسان گوگل، پایتون را به خاطر سادگی و خواناتر بودن و داشتن امکانات بالا به زبان های برنامه نویسی دیگر ترجیح می دهند. طرفدارن زبان پایتون برای انتخاب خود دلایلی ارائه می دهند که در ادامه بررسی می کنیم. کاربرد زبان برنامه نویسی پایتون و اغلب افرادی که پایتون را انتخاب کرده اند آن را به عنوان یک زبان برنامه نویسی ساده، لذت بخش و کامل می شناسند. آنها می گویند تقریبا برای هر نیازی می توان به پایتون مراجعه کرد!
ساده بودن
پایتون ساده است و یادگیریآن نسبت به دیگر زبان ها راحت تر بوده و به قول برخی از دوستاران آن، می توان در یک آخر هفته؛ دستورزبان، قواعد و بخشی از کتابخانه استاندارد پایتون را یاد گرفت.
اپن سورس بودن (FLOSS)
از مهم ترین نمونه های FLOSS با سرنام (Free/Libre and Open Source Software) زبان پایتون است. برمامه نویسان می توانند نسخه هایی از این نرم افزار را آزادانه توزیع کنند. برنامه نویسان پایتون می توانند کدهای منبع آن را بخوانند، تغییر دهند و در برنامه هایشان نیز استفاده کنند. با این کار افراد در سراسر دنیا می توانند دانش خود را به اشتراک بگذارند و این یعنی پایتون هر روز توسط برنامه نویسان مختلف در حل تکامل و بهتر شدن است.
سطح بالاست
وقتی با پایتون برنامه می نویسید دیگر لازم نیست نگران جزئیات سطح پایین باشید. زبان های سح بالا بسیاری از کارها از جمله مدیریت حافظه را خودشان انجام می دهند. چرا زبان برنامه نویسی پایتون؟
قابل حمل بودن
پایتون اوپن سورس است. مشکلی با پلتفرم های مختلف ندارد و به راحتی می توان آن را به بسیاری از پلترفرم ها انتقال داد و برنامه های نوشته شده با پایتون روی این پلتفرم ها اجرا کرد. (البته باید در نوشتن برنامه دقت لازم را در این خصوص داشته باشید) برنامههای پایتون شما بهسادگی روی لینوکس، ویندوز، FreeBSD، مک، سولاریس، آمیگا، پلیاستیشن، Pocket PC و… قابل اجرا هستند.
تفسیری بودن
زبان هایی نظیر C یا C# برای اجرا شدن نیاز به یک مترجم دارند. برنامه های مفسر یا مترجم (کامپایلر) واسطی بین کدهای برنامه و کامپیوتر هستند. (این برنامه ها از زبان های c یا c# جدا هستند) مفسر کمک میکند تا کدی که به این زبان ها نوشته شده است به زبان قابل فهم ماین تبدیل شده و اجرا شود.
زبان پایتون نیازی به مترجم ندارد. در پایتون کدها به زبان انسان نزدیک هستند و به طور مستقیم اجرا می شوند. البته در پشت پرده این کار مفسر خود پایتون برنامه شما را به حالتی واسطه ای به نام ByteCode تبدیل و اجرا می کند.
این خصوصت قابل حمل بودن پایتون را ساده تر می کنند. چراکه تنها کافیست کدی را که با زبان برنامه نویسی پایتون نوشته اید، در یک سیستم دیگر کپی کرده و اجرا کنید بدون اینکه نگران لینک شدن کتابخانه ها، کامپایل کردن و لینک شدن به مفسر باشید. کاربرد زبان برنامه نویسی پایتون
شی گرایی
با پایتون هر دو نوع شی گرایی و روال گرا بودن پیشتیبانی می شود. در برنامه های روال گرا، برنامه ها بر اساس تعدادی روال یا تابع ساخته می شوند. همانند قطعات کد با قابلیت استفاده دوباره. در زبان های شی گرا برنامه ها براساس اشیا ساخته میشوند. در شی گرایی اطلاعات و عملکرد در یکجا نگهداری می شوند. زبان های c و c# هم شی گرا هستند ولی پایتون روش بهتر و ساده تری برا شی گرایی ارائه می دهد.
قابلیت جاسازی (Embeddable)
برنامه هایی که با پایتون نوشته می شوند را می توان در داخل برنامه های c یا c# یا زبان های دیگر به صورت توکار قرار داد. این کار قابلیت اسکریپت نویسی را برای برنامه نویس فراهم میکند.
کتابخانه غنی
کتابخانه استاندارد پایتون فوق العاده غنی است. وقتی پایتون را به صورت استاندارد نصب می کنید، این کتابخانه مورد دسترس قرار می گیرد. میتواند گستره عظیمی از امور را نظیر Regular Expression، Document Generation، UnitTesting،Threading،Database، Web Browsing،FTP، XML، HTML ،Cryptography ،GUI وEmail پوشش دهد.
در کنار کتابخانه استاندارد پایتون، تعداد زیادی کتابخانه خوشساخت دیگر نظیر wxPython (برای ساخت رابط گرافیکی)،Twisted (فریم ورک توسعه اینترنت)، PIL یا Python Imaging Library (برای ویرایش تصاویر) نیز در دسترس شما است.اما درنهایت شاید مهمترین دلیل طرفداران پایتون هیچ یک از موارد فوق نباشد. آنچه آنها را شیفته این زبان میکند لذتی است که از کار با چنین زبان ساده و قدرتمندی نصیب برنامهنویس خواهد شد.
روش های یادگیری زبان برنامه نویسی پایتون
به طور کلی، یادگیری اصول اولیه پایتون حدود دو تا شش ماه طول میکشد. اما استعداد، علاقه به یادگیری و زمانی که صرف یادگیری این زبان میکنید، ملاکهای مهم در فرآیند یادگیری زبان برنامه نویسی پایتون به شمار میروند. گفتنی است روش افراد برای یادگیری پایتون، در سرعت آموختن آنها مؤثر است. به طور کلی روشهای یادگیری برنامه نویسی پایتون شامل استفاده از سایتها و منابع آنلاین، مطالعه کتابهای مرتبط و یا شرکت در دورههای آموزشی مؤسسات معتبر، همچون موسسه آموزشهای بین المللی راشد است.
موسسه راشد با پشتیبانی بهترین اساتید برنامهنویسی، شرایط فوقالعاده تخصصی و انگیزشی برای یادگیری زبان برنامه نویسی پایتون در اختیار متقاضیان قرار داده است. علم آموزان پس از گذراندن موفقیت آمیز آزمون فنی حرفهای پایتون، مدرک معتبر این ارگان مهم آموزشی را دریافت خواهند کرد. از آنجائی که یادگیری یک زبان برنامهنویسی و تسلط بر مجموعه وسیع کتابخانههای آن، ممکن است ماهها یا سالها زمان ببرد بنابراین به کمک برنامهریزی منسجم و دقیق، در دوره صفر تا صد زبان برنامه نویسی پایتون راشد شرکت کنید و از نتایج شگفتانگیز کدنویسی در آینده شغلی خود بهرهمند شوید.
نقشه راه آموزش زبان برنامه نویسی پایتون
یادگیری هر نوع مهارت و زبان برنامهنویسی، به یک نقشه راه مشخص و دقیق نیاز دارد تا دچار سردرگمی و تشویش نشوید. نقشه راه آموزش برنامه نویسی پایتون در دپارتمان IT موسسه راشد به صورت زیر تعیین شده است. شما در پایان این دوره به مباحث زیر مسلط خواهید بود.
- شناخت انواع متغیرها و کاربرد آنها
- درک ساختار داده (رشتهها، اعداد صحیح، شناورها و غیره)
- نمایه سازی
- آشنایی با عملگرهای مقایسهای
- شناخت کار با حلقههای For و while
- یادگیری فهرستها، لغت نامهها و تاپلها
- وارد کردن، خواندن و نوشتن فایلها
- ایجاد کلاسهای مختلف اشیاء
- شناخت رابطهای برنامهنویسی کاربردی API))
مسیر پیوستن به برنامه نویسان حرفه ای پایتون
حدود 8.2 میلیون توسعه دهنده پایتون در جهان وجود دارد. کاربران پایتون به دهها هزار کتابخانه و مجموعهای از توابع مفید که کدنویسی را آسانتر میکنند، دسترسی دارند. پس باید بدانید که تسلط بر پایتون یک فرآیند یادگیری مستمر است. هر آنچه در این زبان لازم است یاد بگیرید براساس نیاز و اهداف شما باید برنامهریزی شود. مسیر پیوستن به برنامهنویسان حرفهای پایتون، مطالعه آزاد یا شرکت در دوره آموزش زبان برنامه نویسی پایتون موسسات آموزشی است. بدین ترتیب، شما در جمع برجستهترین برنامهنویسان این زبان سطح بالا قرار خواهید گرفت.
آیا زبان پایتون به لحاظ سرعت کند است؟
یکی از نکات رایجی که در ارتباط با پایتون وجود دارد مبحث کند بودن آن است. این موضوع تا حدودی صحت دارد. برنامههای نوشته شده با پایتون در مقایسه با برنامههایی که به زبانهای سی، سی پلاس پلاس و جاوا نوشته میشوند عمدتاً کندتر اجرا میشوند. اما سؤال این است که چرا این برنامهها کند هستند؟
بسیاری بر این باورند که مشکل کند بودن به دلیل آن است که محیطهای زمان اجرای پایتون مبتنی بر مفسر هستند و اگر از کامپایلر استفاده شده بود مشکل کندی برطرف میشد، اما این تمام ماجرا نیست.
پویایی ذاتی و انعطافپذیری اشیا در پایتون باعث شده است تا فرآیند بهینهسازی سرعت بهسختی امکانپذیر باشد. با وجود این، مبحث سرعت مشکل بزرگی نیست که پایتون را تحتالشعاع خود قرار دهد. بهواسطه آنکه راهکارهایی برای حل این مشکل وجود دارد. پایتون راهکارهای مختلفی برای بهینهسازی سرعت در اختیار دارد.
اگر گفته میشود که یک برنامه نوشته شده با پایتون کند است، بهمعنای آن نیست که این برنامه تا آخرین روزهای حیاتش کند خواهد بود. بیشتر برنامههای پایتون کند هستند، بهواسطه آنکه ممکن است از کتابخانههای استاندارد پایتون استفاده نکرده یا بهدرستی از ویژگیهای موجود در پایتون بهره نبرده باشند.
عملیات ریاضی و آماری میتوانند از طریق کتابخانههایی همچون NumPy و Pandas و محیط زمان اجرای PyPy سریعتر شوند و بهشکل قابل توجهی سرعت برنامههای پایتون را افزایش دهند. درنهایت اگر بهدنبال دادهکاوی داده هستید، بهتر است از زبان پایتون غافل نشوید.زبان پایتون و کاربردهای آن
نتیجه گیری
پایتون زبانی قدرتمند و منعطف است که برنامه نویس با انتخاب آن میتواند در بخشهای مختلف تکنولوژی فعالیت داشته باشد. اگر دنبال زبانی هستید که کارهای متنوعی انجام دهد، پایتون انتخاب بسیار مناسبی است. از پایتون برای ساخت وب سایت، اپلیکیشن های موبایل، نرم افزارهای دسکتاپ و بازی های سبک استفاده میشود و در زمینه تست نفوذ و هک کاربرد گسترده ای دارد. با پایتون میتوانید در علوم مختلف هوش مصنوعی مثل یادگیری ماشین یا داده کاوی نیز فعالیت کنید و خلاصه دست شما برای ورود به بیشتر حوزه های تکنولوژی باز است. این ویژگی پایتون را تبدیل به یکی از محبوب ترین زبان های برنامه نویسی کرده است. شما بیشتر به کدام حوزه برنامه نویسی در پایتون علاقه دارید؟
Python، سادهترین زبان برنامهنویسی برای مبتدیان است و کاربردهای مختلفی دارد. از سویی پلتفرمهای بسیار جذابی برای یادگیری زبان برنامه نویسی پایتون مانند (یادگیری پایتون در اندروید، یادگیری پایتون با گوشی، پایتون در ویژوال استدیو و زبان برنامه نویسی پایتون با atom) وجود دارند. کافیست دانلود پایتون را انجام داده و خیلی سریع و آسان در دوره آموزشی راشد شرکت کنید تا شاهد پیشرفتهای چشمگیر خود در عرصههای علمی و درآمدزایی باشید.
مطالب زیر را حتما بخوانید
-
آزمون آلمانی چی بدیم ؟ ÖSD Telc Goethe
1.42k بازدید
-
آموزش حسابداری برای بازار کار: از صفر تا استخدام
1.72k بازدید
-
ورکشاپ طراحی کاراکتر بازی؛ ورود به دنیای خلاقیت دیجیتال برای نوجوانان و جوانان
1.71k بازدید
-
۱۰ راهکار برای دو زبانه شدن کودک
2.32k بازدید
-
تقویت حافظه بلند مدت کودکان با یادگیری زبان انگلیسی
2.28k بازدید
-
8 فعالیت و بازی سرگرم کننده برای آموزش لغات زبان
2.3k بازدید





دیدگاهتان را بنویسید