پایتون چیست؟ همه آنچه باید درباره پایتون بدانید!

پایتون چیست: امروزه تعداد زبان های برنامه نویسی بسیار زیاد است و هر کدام کاربردهای مختلفی دارند. هر کدام از این زبان‌ها مزایا و معایب خودشان را دارند. زبان‌های برنامه نویسی در مقایسه در دو دهه اخیر دچار تحول اساسی شده اند و زبان‌های جدیدی با کاربردهای متفاوتی بین برنامه نویسان رایج شده است. پایتون از جمله زبان‌های برنامه‌نویسی قدرتمندی است که در سال 1991 به دنیای برنامه‌نویسی وارد شد، در دهه اخیر محبوبیت بالایی را کسب نموده است و روز به روز به میزان محبوبیت آن اضافه می شود. پایتون (Python) در زمینه داده کاوی، یادگیری ماشین، خودکارسازی سامانه‌ها، طراحی وب، واسط‌های برنامه‌نویسی و… به کار گرفته می‌شود. اگر شما هم جز دانشجویان یا افرادی هستید که اطلاعات کمی در مورد زبان برنامه نویسی پایتون دارید و برای شروع یادگیری این زبان برنامه نویسی دچار شک و تردید هستید و تمایل به کسب اطلاعات بیشتر در زمینه زبان برنامه نویسی پایتون دارید این مقاله را تا انتها مطالعه کنید. همچنین اگر تجربه برنامه نویسی با متلب و انجام پروژه متلب را دارید می توانید مقاله مقایسه متلب و پایتون را مطالعه کنید.

پایتون چیست؟

پایتون یک زبان برنامه نویسی سطح بالا تفسیر شده برای برنامه نویسی عمومی است. این زبان دارای یک فلسفه طراحی است که بر خواندن کد، به خصوص با استفاده از فضای خالی مهم استوار است. Python دارای یک سیستم نوع پویا و مدیریت حافظه خودکار است و پارادایم های چندگانه برنامه نویسی را پشتیبانی می کند. مفسر پایتون برای بسیاری از سیستم عامل ها در دسترس است. این زبان برنامه نویسی معمولا به عنوان یک زبان اسکریپت نویسی برای وب اپلیکیشن ها استفاده می شود به طوری که می تواند به شکل اتوماتیک بسیاری از تسک ها را انجام داده و انجام برنامه نویسی را موثرتر نماید.

پایتون چیست و چگونه به‌وجود آمد؟

زبان برنامه‌نویسی پایتون در سال ۱۹۹۱ میلادی توسط یک برنامه‌نویس هلندی به‌نام خیدو فان روسوم (Guido van Rossum) ایجاد شد، این زبان با قابلیت‌های فراوان و شگفت‌انگیزی که دارد تحولی در دنیای برنامه‌نویسی به‌وجود آورده است، از توسعه‌ی برنامه‌های تحت وب گرفته تا ایجاد بازی‌های رایانه‌ای! آقای Guido van Rossum قبل از خلق زبان پایتون، روی پروژه ABC کار می‌کرد که یک زبان برنامه نویسی دستوری و همه‌منظوره بود. در واقع پایتون تلاشی از طرف Rossum بود تا زبان برنامه نویسی ABC را بهبود بخشیده و بعضی از ضعف‌های آن را برطرف کند.

زبان برنامه نویسی پایتون چه ویژگی هایی دارد؟

اولین و مهمترین ویژگی این زبان «سادگی و آسانی» آن می باشد. این ویژگی آموزش پایتون را به یکی از بهترین گزینه ها برای انتخاب کسانی تبدیل کرده است که قصد دارند برای اولین بار به آموزش برنامه نویسی بپردازند. پایتون را خیلی سریع می توانید یاد بگیرید و به سرعت کدنویسی را با آن شروع کنید. اما اشتباه نکنید، سادگی پایتون به معنای ضعیف بودن آن نیست، بلکه python یک زبان برنامه نویسی مفسری، چندمنظوره و سطح بالاست که از شی گرایی و برنامه نویسی ساختار یافته به طور کامل پشتیبانی می کند.

 از این زبان برنامه نویسی به طور گسترده در دنیا استفاده می‌شود و برای آن فرقی نمی کند که هدف شما از استفاده آن ایجاد وب اپلیکیشن و برنامه نویسی دسکتاپ است و یا حتی برنامه نویسی هوش مصنوعی و یادگیری ماشین، این زبان به بهترین نحو از عهده تمام آن ها بر خواهد آمد و به ‌جرات می‌توان ادعا کرد که در دیگر زمینه های برنامه‌ نویسی شما را تنها نخواهد گذاشت. برای اینکه بدانید که مهمترین ویژگی های پایتون چیست که آن را به چنین زبان قدرتمندی تبدیل کرده است، باید با ساختار آن آشنا شوید.

پایتون زبانی قدرتمند و منعطف است که ساختاری بسیار منظم و کدنویسی در آن بسیار راحت است. این زبان برنامه نویسی تمرکز زیادی روی خوانایی کدها دارد، به طوری که هر کسی می‌تواند به راحتی کدهای این زبان را بخواند و با آن ارتباط برقرار کند. همانطور که اشاره شد، پایتون از انواع روش‌های برنامه نویسی مثل پروسه‌ای، تابعی و البته شیء گرایی پشتیبانی می‌کند. همین مورد باعث شده که در پروژه‌های بزرگ و حساس روی پایتون حساب باز کنند.

مفسری بودن این زبان یعنی کدهای پایتون خط به خط توسط مفسر ترجمه می‌شوند. مفسر پایتون برای سیستم عامل های مختلف وجود دارد. وظیفه این مفسر تبدیل کدهای پایتون به زبان ماشین و سپس اجرای آن ها است. بسیاری از توزیع‌های لینوکس به طور پیشفرض پایتون و مفسر آن را دارند و شما بدون نیاز به انجام هیچ اقدامی می‌توانید کدنویسی را در این سیستم عامل شروع کنید. همچنین فایل نصبی نسخه ویندوز و سیستم عامل مک‌ هم از سایت پایتون قابل دانلود است.

هر نرم افزار یا ابزار جدید که معرفی می‌شود، برای انتشار از یک پروانه یا مجوز (License) استفاده می‌کند. این مجوزها ماهیت برنامه را مشخص می‌کنند و به بقیه نشان می‌دهند که چطور باید از نرم افزار استفاده کرد. مثلا نرم افزارهای آزاد 4 سطح آزادی را به برنامه نویس تضمین می‌دهند و لایسنس GPL این چهار سطح را در خود جا داده است. 4 سطح آزادی که نرم افزارهای آزاد باید از آن پیروی کنند عبارتند از:

1. کاربران بتوانند نرم افزار را به هر منظوری استفاده کنند.
2. کابران بتوانند نرم افزار را تغییر دهند و به سورس کد برنامه دسترسی داشته باشند.
3. کاربران بتوانند یک نسخه از نرم افزار را بازنشر کنند.
4. دیگر کاربران بتوانند نسخه‌های بازنشر شده را ویرایش کرده و دوباره انتشار دهند.

پایتون تحت پروانه اختصاصی خودش به نام PSFL یا Python Software Foundation License منتشر می‌شود. این مجوز کاملا مشابه مجوز GPL است، اما در بند چهارم سخت‌گیری کمتری برای بازنشر نرم افزارها در نظر گرفته است. به همین دلیل توسعه دهندگان به راحتی برای این زبان کتابخانه های زیادی طراحی کرده اند و به لطف آن‌ها پایتون کتابخانه‌های مشهوری دارد که در توسعه و پیشرفت آن نقش مهمی ایفا کردند. این کتابخانه‌ها بودند که پایتون را محبوب‌تر کرده و پای این زبان را به حوزه‌های مختلفی مثل طراحی سایت، طراحی اپلیکیشن، هوش مصنوعی و داده کاوی باز کردند.

مزایای پایتون چیست؟

• حضور ماژول های شخص ثالث
  Python (PyPI) شامل چندین ماژول شخص ثالث است که باعث می شود Python بتواند با بسیاری از زبان ها و سیستم عامل های دیگر ارتباط برقرار کند.

• کتابخانه های پشتیبانی گسترده:
  پایتون کتابخانه استاندارد بزرگی را ارائه می دهد که شامل موضوعات مختلف مانند پروتکل اینترنت ، عملیات رشته ، ابزارها و سرویس های وب و رابط های سیستم عامل است. بسیاری از کارهای برنامه نویسی پر کاربرد قبلاً در کتابخانه استاندارد نگاشته شده اند که باعث می شود طول کد به طور قابل توجهی کاهش داده شود.
• منبع باز:
  زبان پایتون تحت مجوز OSI تأیید شده است که استفاده و توزیع آن را آزاد می کند ، از جمله برای اهداف تجاری. علاوه بر این ، توسعه آن توسط جامعه ای انجام می شود که از طریق میزبانی کنفرانس ها، برای کد آن همکاری می کنند و ماژول های بی شماری را برای توسعه آن فراهم می کنند.
• یادگیری سریع و آسان:
  ، پایگاه گسترده کاربران و توسعه دهندگان فعال باعث شده است تا یک بانک منابع اینترنتی غنی برای ترغیب توسعه و ادامه پذیرش زبان ایجاد شود.
• ساختار داده های کاربر پسند: :
  پایتون دارای ساختار داخلی داده ها و فرهنگ نامه ها است که می تواند برای ساخت سریع داده های زمان اجرا سریع استفاده شود.
• بهره وری و سرعت:
  پایتون دارای طراحی شی گرا تمیز است ، قابلیت های کنترل پیشرفته یک فرایند را فراهم می کند ، و توانایی های ادغام و پردازش متن دارد ، که همه اینها به افزایش سرعت و بهره وری آن کمک می کند. پایتون گزینه ای مناسب برای ساخت برنامه های پیچیده دارای چند پروتکل تحت شبکه محسوب می شود.

معایب پایتون چیست؟

• سرعت:
  پایتون کندتر از C یا C ++ است. پایتون یک زبان سطح بالا است ، برخلاف C یا C ++ به سخت افزار نزدیک نیست.
• توسعه موبایل:
  پایتون یک زبان خیلی خوب برای توسعه موبایل نیست. این یک زبان ضعیف برای محاسبات موبایل است. به همین دلیل است که برنامه های اندکی در تلفن های همراه مانند Carbonnelle در آن ساخته شده اند.
• مصرف حافظه:
  پایتون برای کارهای فشرده حافظه گزینه مناسبی نیست. به دلیل انعطاف پذیری انواع داده ها ، مصرف میزان حافظه پایتون نیز زیاد است.
• دسترسی به پایگاه داده:
  پایتون با دسترسی به بانک اطلاعات محدودیت هایی دارد. در مقایسه با فن آوری های رایج مانند JDBC و ODBC ، لایه دسترسی به پایگاه داده Python کمی توسعه نیافته و بدوی است.
• خطاهای زمان اجرا:
  برنامه نویسان پایتون در زمینه طراحی زبان چندین موضوع را ذکر کردند. از آنجا که این زبان به صورت پویا تایپ می شود ، به آزمایش بیشتری نیاز دارد و دارای خطاهایی است که فقط در زمان اجرا نشان می دهد.

نسخه‎‌های مختلف زبان برنامه نویسی پایتون

اولین نسخه پایتون در سال ۱۹۹۰ معرفی شد. یک سال بعد در سال ۱۹۹۱ ، مفاهیم مهمی مثل Class ،List و String در پایتون پشتیبانی شد. همچنین از مهمترین ویژگی هایی که در سال 1991 به این پایتون اضافه شد، می‌توان به پشتیبانی از Lambda ،map و Filter اشاره کرد. همه این موارد دست به دست هم داده بودند تا برنامه نویسی تابعی (Functional Programing) در پایتون تسهیل گردد.

در سال ۲۰۰۰ با معرفی پایتون نسخه ۲ شاهد تحول در این زبان برنامه نویسی بودیم و برنامه نویسان زیادی از آن استقبال کردند. مهم‌ترین تغییری که در نسخه ۲ پایتون شاهد بودیم، پشتیبانی از Unicode بود. یونیکد برای نمایش کاراکترها، از 16بیت استفاده می‌کند. در صورتی که کد ASCII با 8 بیت کار می‌کند. بعد از این تغییر پایتون می‌توانست تا 65.536 کاراکتر را پشتیبانی کند.

با اینکه پایتون ۲ خوب بود و محبوبیت زیادی کسب کرد، اما هنوز هم نیاز به یک سری تغییرات و بهبودها داشت. در سال ۲۰۰۸ پایتون ۳ معرفی شد تا مشکلات رایج در نسخه ۲ را حل کرده و روش‌های قدیمی برنامه نویسی را حذف کند. بعد از این نسخه پایتون‌کارها به دو گروه تقسیم شدند. برنامه نویسانی که به پایتون ۲ مسلط هستند و برنامه نویسانی که با پایتون ۳ کار می‌کنند. از همان سال ۲۰۰۸ تا امروز بسیاری از شرکت‌های فعال در حوزه IT زیرساخت خود را به پایتون ۳ انتقال داده‌اند و سایر شرکت‌ها هم در حال مهاجرت به این نسخه هستند.

کدام نسخه پایتون را یاد بگیریم؟

یادگیری آسان پایتون به برنامه نویسان مبتدی این امکان را داده است تا با صرف کمی وقت اصول اولیه این زبان را یاد بگیرند و اولین برنامه خود را با این زبان بنویسند. پایتون به گونه‌ای ساخته شده است که ترکیب نحوی آن کاملاً خوانا است و برنامه‌نویسان به سادگی قادرند منطق دستورات را به‌شکل صریح و روشنی بفهمند و برای سیار همکاران خود توضیح دهند. سادگی، خوانایی و دور بودن از پیچیدگی‌های رایج سیار زبانهای برنامه نویسی 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. با این حال اولین سوالی که به ذهن افرادی که تازه قصد یادگیری پایتون را دارند این است که کدام نسخه پایتون را یاد بگیریم؟ و کدام نسخه پایتون بهتر است؟ خبر خوب آن است که در زمینه «نحو» (Syntax) این زبان‌ها باید گفت که نسخه ۲ و ۳ پایتون بسیار مشابه هستند و توسعه هر دو نسخه قابل قبول است.

پیشنهاد ما به شما یادگیری آخرین نسخه پایتون است که در زمان نگارش این نوشته نسخه ۳.۷ پایتون می‌باشد. بعضی از تغییرات ایجاد شده در نسخه سوم پایتون باعث شده یادگیری نسخه ۳ پایتون برای افراد مبتدی ساده‌تر باشد. به خاطر داشته باشید که پایتون نسخه ۲.۷ پس از سال ۲۰۲۰ دیگر پشتیبانی نخواهد شد. پس یادگیری آن در این برهه برای افراد مبتدی منطقی نیست.

اما در صورتی که کدهای شرکت شما بر اساس نسخه ۲ پایتون می‌باشد یا اینکه قصد تبدیل شدن به یک مهندس DevOps دارید و نیازمند کارکردن با ابزارهایی نظیر Fabric , Ansible دارید آنگاه ناچار به یادگیری هر دو نسخه زبان برنامه نویسی پایتون خواهید داشت. بهتر است نیازمندی‌های خود را بسنجید و در نهایت نسخه مورد نظر پایتون را برای یادگیری انتخاب کنید.

کاربردهای زبان برنامه نویسی پایتون

پایتون یک زبان اسکریپتی است که کدهای آن در پلتفرم های لینوکس، ویندوز، مکینتاش، سیستم عامل‌های موبایل و حتی پلی‌استیشن قابل اجراست و به‌دلیل قابلیت‌های فراوانی که دارد، به یکی از زبان‌های مورد علاقه‌ی برنامه‌نویسان وب تبدیل شده و شرکت‌های بزرگی مثل گوگل، یاهو، اینستاگرام، ناسا، یوتیوب و… در سطح بالایی در حال استفاده از آن هستند.بیت تورنت، یوتیوب، دراپ باکس، دیلاگ، سینما فور دی و بازار تعدادی از اپلیکشن هایی هیتند که با برنامه نویسی پایتون طراحی شده اند. از مهمترین کاربردهای زبان برنامه نویسی پایتون می‌توان موارد زیر را برشمرد:

• طراحی و توسعه وب اپلیکیشن‌ها : از زبان پایتون برای ایجاد فریم ورک های تحت وب مانند چری پای، توربو جی یر، باتل، فلاسک و . . . استفاده‌شده‌است. این فریمورک ها، کتابخانه‌ها و ماژول‌های استانداردی را فراهم می‌کنند تا وظایف مرتبط به مدیریت محتوا، پایگاه داده و مواجهه با پروتکل های اینترنتی مانند اچ تی تی پی، اس ام تی پی، ایکس ام ال، اف تی پی و پاپ را ساده نمایند.
• توسعه بازی: پایتون دارای ماژول ای متنوع، کتابخانه ها و پلتفرم های گوناگونی است که توسعه بازی را پشتیبانی می‌کنند. بازی های بسیار زیادی مانند سیویلیزیشن-آی وی، شهر بازی آنلاین والت دیزنی یا وگا استرایک و . . . وجود دارد که با پایتون طراحی شده است.
• مدلسازی سه بعدی: از پایتون برای ایجاد نرم افزارهای عکس دو بعدی مانند اینک اسکیپ، جی آی ام پی، پینت شاپ پرو استفاده شده است. پکیج های انیمیشن سه بعدی مانند بلندر، تری دی مکس، سینما فور دی، لایت ویر و مایا نیز با استفاده از متغیرهای پایتون طراحی شده‌اند.
• تحلیل داده: سرعت بالاتر، ابزارهای سریعتر و تولید محصولات راحتتر پایتون را به یکی از ابزارهای کاربردی در علوم داده‌ هوش مصنوعی، یادگیری ماشین، داده‌کاوی و … مبدل کرده است. پایتون بدلیل توانمندی بالا در انجام محاسبات سریع به یک رقیب جدی برای نرم افزار متلب در محافل علمی و دانشگاهی تبدیل شده است.

جمع بندی

در سال‌های اخیر، پایتون مورد توجه بسیاری از برنامه‌نویسان بوده و روز به روز بر تعداد آن‌ها افزوده می‌شود، هرچند هنوز در ایران هنوز جایگاه خود را پیدا نکرده است، ولی می‌توان آینده‌‌‌ی روشنی برای آن تصور کرد، زیرا کاربردهای فراوانی داشته و در برنامه‌نویسی بسیاری از وبسایت‌های معتبر مورد استفاده قرار گرفته است. در این مطلب به معرفی پایتون و مزایا و معایب ان پرداختیم و نسخه‌های مختلف پایتون رو با هم بررسی کردیم. شما در مورد این زبان برنامه نویسی چگونه فکر می‌کنید؟ ایا تجربه برنامه نویسی با هیچیک از این زبان‌ها را داشته‌اید؟ برای ما نظرات خود را بنویسید و در صورت مفید بودن این مطلب آن را برای سایر دوستانتان ارسال کنید.

منابع:

https://blog.paradisetechsoft.com/benefits-and-features-of-python/

---