پایتون: زبان برنامه‌نویسی قدرتمند و محبوب
پایتون یکی از محبوب‌ترین زبان‌های برنامه نویسی در جهان است. این زبان برنامه‌نویسی به دلیل قابلیت‌های پرشماری که دارد، به شدت مورد توجه طراحان سایت، برنامه نویسان و توسعه‌دهندگان وب قرار گرفته. فرقی نمی‌کند که شما توسعه دهنده یا Developer باشید یا تستر نرم افزار. به هر حال می‌توانید از زبان برنامه نویسی پایتون و توانایی‌های آن به یک میزان بهره ببرید.
زبان پایتون توانسته است از الگوریتم توصیه فیلم در دستگاه‌های پخش خانگی تا کنترل ماشینهای خودران را ایجاد کند. پایتون یک زبان همه منظوره است؛ به این معنی که برای استفاده در طیف وسیعی از برنامه‌ها از جمله علم داده، نرم‌افزار، توسعه وب، اتوماسیون اداری و به طور کلی انجام کارها طراحی شده است.
احتمالاً همه این توضیحات توانسته باشد پایتون را برای شما جالب کند. پس این مطلب را بخوانید تا کامل‌تر به شما بگوییم که پایتون چیست؟ و چرا تا این اندازه اخبار مربوط به آن برای فعالان حوزه تکنولوژی جذاب است؟
پایتون چیست؟
ساده‌ترین توضیح این است که پایتون python یک زبان برنامه نویسی کامپیوتری است. اغلب از زبان python برای ساخت وب سایت‌ها، طراحی نرم افزارها، خودکارسازی وظایف یا اتوماسیون و تجزیه و تحلیل داده‌ها استفاده می‌شود.
پایتون یک زبان همه منظوره است؛ به این معنی که می‌توان از آن برای ایجاد انواع برنامه‌ها استفاده کرد. python برای طراحی و برنامه نویسی یک چیز خاص نیست. همین تطبیق پذیری pythonدر کنار ساده بودن فراگیری، آن را به یکی از پرکاربردترین زبان‌های برنامه نویسی امروز تبدیل کرده است.
در خصوص نام پایتون باید گفت که این اسم نام نوعی مار است. ضمن آن‌که لوگوی این زبان برنامه نویسی هم از دو مار زرد و آبی درهم تنیده شده تشکیل شده است. اما نام زبان برنامه نویسی python از فیلم‌نامه‌ای به اسم “سیرک پرواز مونتی پایتون” آمده است. بر اساس این فیلمنامه یک سریال کمدی توسط شبکه بی بی سی در دهه ۱۹۷۰ میلادی ساخته شده است. ون روسوم، به عنوان خالق زبان python این فیلمنامه را خوانده بود و فکر کرد که به نامی کوتاه، منحصر به فرد و کمی مرموز برای زبان برنامه نویسی خود نیاز دارد؛ بنابراین تصمیم گرفت این زبان را پایتون بنامد.
چرا باید از پایتون استفاده کنیم؟
گرچه python نمی‌تواند سرطان را پیش‌بینی یا تورم را مهار کند، اما قابلیت‌هایی بسیاری دارد که اثبات می‌کند استفاده از آن واقعاً چالش‌های بسیاری را برای توسعه دهندگان وب و برنامه نویسان حل می‌کند.
پایتون معمولاً برای توسعه وب سایت‌ها، نرم افزارها، اتوماسیون وظایف، تجزیه و تحلیل و تجسم داده‌ها استفاده می‌شود. از آنجایی که یادگیری آن نسبتاً آسان است این زبان برنامه نویسی توسط بسیاری از غیر برنامه نویسان مانند حسابداران و دانشمندان هم برای انواع کارهای روزمره مانند سازماندهی امور مالی مورد استفاده قرار گرفته است.
به همین دلیل چارلز آر سورنس، مدرس دانشگاه میشیگان در کتاب پایتون برای همه می‌نویسد: «نوشتن برنامه‌ها یک فعالیت بسیار خلاقانه و مفید است. شما می‌توانید به دلایل زیادی برنامه بنویسید، از گذراندن زندگی و پول درآوردن تا حل یک مشکل که در تجزیه و تحلیل داده‌های دشوار دارید یا سرگرمی و کمک به دیگران برای حل مشکلشان.” پس واضح است که Python توانمندی‌های بسیاری دارد و یادگیری آن برای همه امکان پذیر است.
برخی از اصلی‌ترین استفاده‌هایی که از پایتون Python می‌شود، شامل موارد زیر است:
- تجزیه و تحلیل داده‌ها و یادگیری ماشین
- توسعه وب
- اتوماسیون یا اسکریپت نویسی
- تست نرم افزار و نمونه سازی
- کارهای روزمره
کاربرد پایتون Python چیست؟
واضح است که پایتون یک مهارت محبوب و مورد تقاضا برای یادگیری است. اما برنامه نویسی پایتون برای چه استفاده می‌شود؟ یا به عبارتی کاربرد پایتون چیست؟ بالاتر به طور مختصر به برخی از کاربردهای پایتون اشاره کردیم. حالا در ادامه نمونه‌های بیشتری را در مورد کاربرد Python شرح خواهیم داد.
پایتون را می‌توان برای موارد زیر استفاده کرد:
۱- هوش مصنوعی و یادگیری ماشین
Python یک زبان برنامه نویسی بسیار ساده، به شدت انعطاف پذیر و کاملاً پایدار است. به همین دلیل استفاده از آن برای پروژه‌های حوزه هوش مصنوعی Artificial Intelligence یا AI و یادگیری ماشین یا Machine Learning عالی است.
دانشمندان و تحلیل‌گران داده یا data analyzer ها به شدت به پایتون علاقمند هستند. ضمن آن‌که بسترها و ابزارهای زیادی برای یادگیری پایتون Python به منظور استفاده در حوزه AI و ML وجود دارد.
۲- تجزیه و تحلیل داده‌ها
یکی از زمینه‌هایی که در حال حاضر به شدت از Python در آن استفاده می‌شود، تجزیه و تحلیل داده‌هاست. این حوزه به شدت هم پولساز است. در دورانی که انسان‌ها بیش از هر زمانی دیگری در آن داده خلق می‌کنند، تجزیه و تحلیل این داده هاست که می‌تواند آینده علم، فروش، محصولات تازه و تقریباً هرچیز دیگری را ترسیم کند. زبان برنامه نویسی Python نیز همان ابزار قدرتمندی است که از آن برای بررسی و تحلیل این اطلاعات استفاده می‌شود.
پایتون برای تجزیه و تحلیل داده‌ها بسیار سریع و هوشمند عمل می‌کند. ضمن آن‌که بسیار انعطاف پذیر است و هر داده‌ای را می‌توان به آن تحلیل کرد. این زبان قدرت بالایی در کارکردن با داده‌های حجیم دارد و هیچ مشکلی با انجام کارهای طولانی و تسک‌های تکرارشونده ندارد.
۳- تجسم داده‌ها
Data visualisation یا تجسم داده‌ها یکی از زمینه‌های در حال توسعه است و پایتون در انجام آن نقش پررنگی دارد. Python کتابخانه‌های گرافیکی متنوعی دارد. این کتابخانه‌ها به شما اجازه می‌دهند که انواع طرح‌ها، از طرح‌های گرافیکی ساده گرفته تا طرح‌های پیشرفته و تعاملی، هر نوع طرحی را پیاده سازی کنید.
۴- برنامه‌های کاربردی
تقریباً هر برنامه‌ای که مایل باشید را می‌توانید با Python طراحی کنید. از این زبان همه منظوره می‌توان برای ایجاد فهرست فایل‌ها، ایجاد رابط کاربری گرافیکی،API ، برنامه‌های بلاک چین، برنامه‌های صوتی و تصویری، یا برنامه‌های یادگیری ماشین و موارد دیگر استفاده کرد.
حتی ناسا نیز از پایتون استفاده می‌کند. نحوه کار ناسا با Python به این صورت است که داده‌های شبکه فضایی عمیق ناسا به سیستم‌های پردازشی موسسه علمی تلسکوپ فضایی با استفاده از Python وارد می‌شود.
۵- توسعه وب یا Web development
بهترین زبان برنامه نویسی حال حاضر به منظور توسعه وب، Python است. Django, Pyramid، Flask فریم ورک‌هایی هستند که برای توسعه وب می‌توانید از آنها استفاده کنید. این چارچوب‌ها برای ایجاد سایت‌ها و سرویس‌هایی مانند Spotify، Reddit و Mozilla استفاده شده اند. بنابراین شما هم برای توسعه وب خود با هر هدفی می‌توانید از Python استفاده کنید.
به خاطر وجود کتابخانه‌های پایتون و ماژول‌های گسترده‌ای که با چارچوب‌های پایتون ارائه می‌شوند، امکاناتی مثل دسترسی به دیتا بیس Data Base، مدیریت محتوا و مجوز داده‌ها امکان‌پذیر و در دسترس هستند. با توجه به تطبیق پذیری این کتابخانه‌ها و انواع ماژول‌ها اصلاً جای تعجب نیست که Python به طور گسترده در توسعه وب مورد استفاده قرار گیرد.
۶- توسعه بازی یا game Development
این زبان برنامه نویسی حتی در صنعت بازی هم کاربردهای بسیاری دارد. البته هنوز هیچ بازی خیلی پیشرفته‌ای با استفاده از این زبان خلق نشده است. اما بازی‌های ساده را به راحتی می‌توان با پایتون پیاده سازی کرد؛ بنابراین Python یک زبان عالی برای طراحی نسخه‌های اولیه یا Demo از بازی‌هاست.
۷- توسعه زبان یا Language development
با Python حتی می‌توان زبان‌های برنامه نویسی دیگری هم طراحی کرد. Cobra، CoffeeScript و Go از زبان‌های برنامه نویسی هستند که از پایتون خلق شده‌اند. این موضوع یک پیغام دیگر هم برای شما دارد و آن این است که اگر می‌خواهید یکجا نمانید و از یک زبان به زبان‌های دیگری هم کوچ کنید، پایتون یک دروازه عالی برای این کار است.
۸- تجزیه و تحلیل داده‌های مالی در بورس، فارکس و کریپتوکارنسی
از این زبان برای طراحی ماشینهای اتوماتیکی که کارهای ترید، نوسان گیری و پیش‌بینی قیمت ارز را انجام می‌دهند، می‌توان استفاده کرد. Python قدرت پیاده سازی برنامه‌هایی که تحلیل‌های مالی کمی و کیفی انجام می‌دهند را دارد.
آیا پایتون منبع باز است؟
پایتون یک زبان برنامه نویسی منبع باز یا Open Source است. می‌توانید Python، چارچوب‌ها و کتابخانه‌های آن را بدون پرداخت هزینه دانلود کنید.
پایتون Python چه کاری می‌تواند انجام دهد؟
آنچه بالاتر بدان اشاره کردیم، کارهایی بود که با پایتون می‌توان انجام داد. بسیاری از موارد ذکر شده در حال حاضر نیز به عنوان کاربردهای Python شناخته می‌شوند. اما عمده کاربرد پایتون در موارد زیر است:
- توسعه وب یا Web Development
- علم داده – از جمله یادگیری ماشین، تجزیه و تحلیل داده‌ها، و تجسم داده‌ها
- اسکریپت نویسی
- فریم ورک های برتر وب پایتون
انواع فریم ورک‌های پایتون Python به شرح زیر هستند:
۱- Full-Stack Framework
این فریم ورک یا چارچوب‌ها در واقع راه‌حل‌های یک مرحله‌ای برای تامین همه نیازهای توسعه دهندگان وب هستند. فرم سازها، اعتبارسنجی فرم‌ها، طرح‌بندی الگو معمولاً با یک فریم ورک فول استک در دسترس هستند.
۲- Microframework
اینها فریم ورک‌های ساده‌تری هستند که عملکرد و ویژگی‌های اضافی مانند لایه انتزاعی دیتابیس، اعتبار سنجی فرم، ابزارها و کتابخانه‌های خاص را ندارند. دولوپرهایی که از microframework استفاده می‌کنند باید تعداد زیادی کد را به صورت دستی اضافه کنند.
۳- Asynchronous Framework
Asynchronous Framework یا فریم ورک‌های نا همزمان که اخیراً در میان برنامه نویسان محبوبیت پیدا کرده، یک ریزفریم ورک است که امکان مدیریت مجموعه بزرگی از اتصالات همزمان را فراهم می‌کند. به طور معمول یک فریم ورک آسینکرونایز ساخته شده برای پایتون از کتابخانه asyncio زبان برنامه نویسی استفاده می‌کند.
اما ۱۰ تا از مشهورترین و برترین فریم ورک‌های پایتون به شرح زیر هستند:
- AIOHTTP
- Bottle
- CherryPy
- CubicWeb
- Dash
- Django
- Falcon
- Flask
- Giotto
- Growler
نقاط قوت و مزایای پایتون
برخی از مزایا یا نقاط قوت پایتون به شرح زیر است:
۱- خواندن، یادگیری و کد زنی با آن ساده است
پایتون یک زبان برنامه نویسی سطح بالاست. به این معنی که دستورات آن درست مانند قواعد نوشتن متن به زبان انگلیسی است. این موضوع خواندن و درک برنامه‌های نوشته شده با پایتون را ساده می‌کند. ضمن آن‌که یادگیری آن بسیار ساده است. از این رو بسیاری Python را به کسانی که دوست دارند برنامه نویسی را یاد بگیرند، توصیه می‌کنند.
۲- بهره‌وری را افزایش می‌دهد
پایتون یک زبان بسیار سازنده است که بهره‌وری را در زمان طراحی برنامه و کدزنی به شدت بالا می‌برد. به دلیل سادگی پیاده سازی برنامه با زبان Python، توسعه دهندگان نرم افزار می‌توانند فقط روی حل مشکل تمرکز کنند. آنها نیازی به صرف زمان زیادی برای درک شیوه کار زبان Python (که اصطلاحاً به آن نحو گفته می‌شود) یا رفتار زبان برنامه نویسی ندارند. با Python برنامه نویسان کد کمتری می‌نویسید و کارهای بیشتری انجام می‌دهند.
۳- زبان پایتون تفسیر شده است
پایتون یک زبان تفسیر شده است. یعنی Python مستقیم کد را خط به خط اجرا کرده و در صورت بروز هرگونه خطا، اجرای کد بعدی را متوقف کرده و خطای رخ داده را گزارش می‌دهد. Python در لحظه فقط یک خطا را نشان می‌دهد؛ حتی اگر برنامه چندین خطا داشته باشد. این کار اشکال زدایی را آسان‌تر می‌کند.
۴- تایپ پویا دارد
یکی از دغدغه‌های همیشگی و دست و پاگیر برای برنامه نویسان، معرفی متغییرهاست. تا زمانی که متغییری را ننویسید، پایتون آن را نمی‌شناسد. اما به محض آن‌که متغییر نوشته شود، Python آن را شناخته و شروع به کار کردن با آن می‌کند.
۵- رایگان و متن باز است
پایتون تحت مجوز منبع باز تایید شده OSI عرضه می‌شود. یعنی استفاده و توزیع آن رایگان است. شما می‌توانید کد منبع را دانلود کنید، آن را تغییر دهید و حتی نسخه Python خود را توزیع کنید. این امکان برای سازمان‌هایی مفید است که می‌خواهند برخی رفتارهای خاص را اصلاح و از نسخه خود برای توسعه استفاده کنند.
۶- پشتیبانی از کتابخانه‌های گسترده
کتابخانه پایتون آنقدر بزرگ و جامع هست که برای استفاده از توابع مورد نیاز خود نیاز به هیچ کتابخانه دیگری نداشته باشید. البته اگر تابعی باشد که در کتابخانه اصلی پایتون نبوده و شما به آن نیاز مبرم دارید، بازهم به سادگی می‌توانید آن را روی Python نصب و اجرا کنید.
۷- قابلیت حمل
در بسیاری از زبان‌ها مانند C یا C++، برای اجرای برنامه بر روی پلتفرم‌های مختلف باید کد خود را تغییر دهید. اما در Python اینطور نیست. شما یک کد را فقط یک بار می‌نویسید و آن را در هر جایی که بخواهید اجرا می‌کنید. البته باید مراقب باشید که در این کد هیچ ویژگی وابسته به سیستمی را وارد نکنید.
نقاط ضعف و معایب پایتون
اما این زبان برنامه نویسی نقطه ضعف‌هایی هم دارد. برخی از معایب پایتون به شرح زیر هستند:
۱- سرعت نسبتاً پایین
گفتیم که پایتون یک زبان تفسیر شده و زبانی با تایپ پویا است. اجرای خط به خط کد در برخی از مواقع منجر به اجرای کند آن می‌شود. یکی دیگر از دلایل کندی Python ماهیت آن است. چون پایتون باید کارهای اضافی را در حین اجرای کد انجام دهد؛ بنابراین پایتون برای اهدافی که سرعت در آنها یک جنبه مهم پروژه محسوب می‌شود، استفاده نمی‌شود.
۲- حافظه نسبتاً زیادی می‌خواهد
اگر شاخص حافظه برای شما اهمیت زیادی دارد، شاید نباید از پایتون استفاده کنید. چون این زبان برنامه نویسی بسیار سنگین است و حافظه زیادی را اشغال می‌کند.
۳- ضعف در اجرا روی موبایل
پایتون معمولاً در برنامه نویسی سمت سرور استفاده می‌شود. Python حافظه کارآمدی ندارد و در مقایسه با زبان‌های دیگر از سرعت پردازش پایینی دارد. به همین دلیل نمی‌توانیم از آن در برنامه نویسی موبایلی استفاده کنیم.
۴- دسترسی به پایگاه داده
برنامه نویسی در پایتون آسان است. اما این سادگی در تعامل بین Python و دیتابیس وجود ندارد. در واقع لایه دسترسی به پایگاه داده Python در مقایسه با فناوری‌های محبوبی مثل JDBC و ODBC ابتدایی و توسعه نیافته است. شرکت‌های بزرگ به تعامل مستقیم با داده‌های قدیمی و پیچیده نیاز دارند؛ بنابراین با وجود همه مزایایی که از آن حرف زدیم پایتون به ندرت در شرکت‌ها استفاده می‌شود.
۵- حجم بالای خطاهای زمان اجرا
پایتون یک زبان تایپ پویا است؛ بنابراین نوع داده یک متغیر می‌تواند در هر زمان تغییر کند. ممکن است یک متغیر حاوی عدد در آینده یک مقدار رشته ای داشته باشد. موضوعی که می‌تواند منجر به خطاهای زمان اجرا شود. بنابراین برنامه نویسان Python باید برنامه‌های خود را کامل آزمایش کنند.
نمونه ای از برنامه پایتون
همانطور که می‌بینید کدهای پایتون Python بسیار ساده و به زبان انسان نزدیک است.
بازار کار پایتون و مزایای شغلی آن
در آوریل ۲۰۲۳ میلادی تقاضای شرکت‌ها برای استخدام برنامه نویسان پایتون به میزان ۴۱ درصد افزایش داشته است. همین آمار نشان می‌دهد که پایتون یکی از پرامیدترین آینده‌های شغلی در زمینه برنامه نویسی را دارد.
البته یکی از ویژگی‌های خاص پایتون این است که نه فقط برای برنامه‌نویسان که برای همه افرادی که در حوزه‌های چون مالی، حسابداری، بانکداری، مدیریت و تحلیل‌گری اطلاعات کار می‌کنند، مفید است؛ بنابراین اگر تصمیم دارید افق روشنی برای پوزیشن کاری خود در ۱۰ سال آینده ببینید یا می‌خواهید مسیر شغلی خود را عوض کنید، می‌توانید روی بازارکار پررونق پایتون به شدت حساب کنید.
آموزش و یادگیری زبان پایتون را از کجا شروع کنیم؟
شاید باور این جمله برایتان کمی سخت باشد، اما برای یادگیری هیچ مهارتی مدرنی نیاز به پرداخت هزینه ندارید. صدها سایت در بستر اینترنت وجود دارند که به راحتی و کاملاً رایگان می‌توانید پایتون را از آنها یاد بگیرید. هزاران ساعت آموزش رایگان در یوتیوب است که Python را کاملاً کاربردی به شما آموزش می‌دهند. تصمیم بگیرید که می‌خواهید پایتون را یاد بگیرید، سپس از یک نقطه‌ای که لزومی هم ندارد نقطه صفر مطلق آموزش پایتون باشد، آموزش را آغاز کنید.
وقتی تا یکجایی از مبحث را پیش می‌روید، نوبت سعی و خطا و دست به کد شدن است. بسیاری از مباحث را در حین برخوردن به چالش‌های واقعی خواهید آموخت. به خودتان، صبر، منابع رایگانی که در دسترس هستند، آزمون و خطا و دنیای واقعی کد نویسی اعتماد کنید. به راحتی پایتون را خواهید آموخت.
محبوبیت زبان برنامه نویسی پایتون در جهان چقدر است؟
Stack OverFlow یک مرجع معتبر برای برنامه نویسان در سرتاسر جهان است. این منبع اعلام کرد که طی آماری که در سال ۲۰۲۳ از برنامه نویسان تهیه کرده، چیزی بیش از ۵۰ درصد آنان گفته‌اند که تقریباً در۵۰ درصد مواقع از python در کار توسعه خود استفاده می‌کنند. طبق همین آمار پایتون چهارمین زبان محبوب برنامه نویسی در سرتاسر جهان است.
ماجرای شبکه جهانی پیش بینی پایتون چیست؟
چند روزی است که در فضای مجازی نام زبان برنامه نویسی python را بیش از قبل می‌شنویم. این اسم اکنون کمی با شوخی و خنده همراه بوده و در راستای آن ویدئوی یک مجلس رسمی با حضور آقای رئیس جمهور دست به دست می‌شود. ماجرا از این قرار است که در مجلسی که در فروردین ۱۴۰۲ با حضور آقای رئیسی و جمعی از نخبگان، با عنوان “دانشمندان یک درصد برتر جهان” برگزار شد، یکی از مدعوین اقدام به ارائه اطلاعات بی اساسی در خصوص پایتون کرد. او زبان برنامه نویسی python را یک “شبکه جهانی” معرفی و ادعا کرد که این زبان قادر است سرطان را پیش‌بینی، آینده منطقه را ترسیم و حتی رشد تورم را هم متوقف کند!
بسیاری از کاربران ایرانی، به ویژه آنهایی که دستی بر آتش برنامه نویسی دارند این اظهارات را خنده دار دانسته و ارائه آن را توسط یک فرد غیر متخصص در مجمعی به این مهمی، تقبیح کردند.