پایتون چیست؟ آشنایی با زبان برنامه‌نویسی پایتون و کاربردهای آن

پایتون (Python) یک زبان برنامه‌نویسی قدرتمند، سطح بالا، شی‌گرا و حرفه‌ایست که روز به روز در حال گسترش بوده و برنامه‌نویسان بیشتری را جذب خود می‌کند؛ قابلیت‌های جذاب این زبان برنامه نویسی منجر شده است تا کاربران تازه کار و حتی برنامه نویسان حرفه‌ای به سمت استفاده از آن حرکت کنند و اپن سورس بودن آن به این پیشرفت محبوبیت کمک زیادی کرده است. شما با نصب مفسر این زبان که تنها چند مگابایت حجم دارد، می‌توانید اولین کد خود را نوشته و وارد دنیای بزرگ توسعه برنامه‌ها توسط پایتون شوید. در این آموزش از همیار آی‌تی قصد داریم با این زبان دوست‌داشتنی آشنا شده و کاربردهای مهم آن را مورد بررسی قرار دهیم.

یادگیری کم‌دردسر پایتون به برنامه‌نویسان اجازه داده است با صرف کمی وقت و تلاش، اصول اولیه این زبان را یاد گرفته و اولین برنامه کاربردی خود را با این زبان طراحی کنند، تعداد کلمات کلیدی در پایتون کم، ساده و کاملا قابل درک است این موضوع فهم و یادگیری این زبان را برای کاربران تازه‌کار بسیار ساده کرده است.

در پایتون، برنامه‌نویسان بدون مشکل خاصی قادرند منطق دستورات را به شکل صریح و روشنی درک کنند و برای همکاران خود شرح دهند، البته که این سادگی باعث نشده پایتون قابلیت‌های کمتری نسبت به سایر زبان‌های برنامه‌نویسی داشته باشد، از این زبان می‌توان برای ساخت برنامه‌های کاملا حرفه‌ای باکیفیت بالا و ساخت بازی‌های رایانه‌ای استفاده کرد.

پایتون چگونه به‌وجود آمد؟

زبان برنامه‌نویسی پایتون در سال 1991 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!

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.

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.

محبوبیت زبان برنامه نویسی پایتون در جهان چقدر است؟

محبوبیت زبان برنامه نویسی Python در جهان بسیار عالی است به طوری که بر اساس آخرین آمار وب سایت مرجع GitHub در این لینک،‌ پایتون توانسته است تا بین سه زبان محبوب برنامه نویسی در جهان قرار بگیرد. اندازه این محبوبیت به صورتی بوده است که در سال ۲۰۲۲، این زبان رتبه یک را از نظر محبوبیت به دست آورده است.

زبان Python یک جامعه توسعه دهندگان ۱۰ میلیونی دارد و پس از گذشت بیش از ۳۰ سال از عرضه آن، این زبان در حوزه‌های مختلفی ورود پیدا کرده است که هوش مصنوعی و طراحی وب از جمله موفق‌ترین آن‌ها به حساب می‌آید.

بازار کار پایتون

بازار کار پایتون در حال حاضر تقاضای بالایی در مورد استخدام متخصصان این حوزه دارد. شما با آموزش مفاهیم اولیه می‌توانید به سمت یادگیری کتابخانه‌های این زبان حرکت کنید و حوزه تخصصی خود را مشخص کنید. به دلیل چند کاره بودن این زبان، شرایط شغلی و تنوع آن بسیار خوب است و متخصصان این زبان می‌توانند درآمدی بیش از میانگین درآمدها داشته باشند.

کاربردهای پایتون چیست؟

این ابزار در بخش‌های مختلفی کاربرد دارد و به دلیل وجود کتابخانه‌های مختلف می‌توان برای توسعه نرم افزار، توسعه وب، عملیات ریاضی و آماری از آن استفاده کرد. از جمله کاربردهای مهم Python امکان استفاده از آن برای تست امنیت است که شاید بتوان این زبان را یکی از تخصص‌های الزامی در این حوزه به شمار آورد. شما پس از آموزش مفاهیم اولیه خواهید توانست تا کتابخانه‌های آن را بیاموزید و در بخش‌های مورد نظر از آن استفاده کنید.

پایتون برای مهندسی نرم افزار

توسعه نرم افزارهای مختلف و محبوبی توسط این زبان انجام شده است و به دلیل سادگی در کدنویسی و دسترسی به کتابخانه‌های متعدد، برنامه نویسان علاقه زیادی به توسعه اپلیکیشن‌ها توسط آن دارند. بهتر است تا بدانید ابزارهایی مانند Odoo و Tryton توسط Python کدنویسی شده‌اند که دو نرم افزار معروف در حوزه مدیریت سازمانی به شمار می‌روند. کاربرد این زبان نه تنها در ابزارهای کم حجم و سبک دسکتاپ است، بلکه بسیاری از شرکت‌های نرم افزاری برای توسعه نرم افزارهای حجیم و ساختار یافته از آن استفاده می‌کنند.

به دلیل قابلیت خوانایی بالا، قابلیت مقیاس پذیری خوب و بازدهی عالی Python است که نرم افزارهای سازمانی و تجاری با استفاده از این زبان توسعه داده می‌شوند و این مزایا به توسعه دهنده‌ها کمک خواهد کرد تا در شرایط بهتری یک نرم افزار دسکتاپ برای ویندوز یا لینوکس توسعه دهند.

در حالت کلی، پس از آموزش مفاهیم اولیه و سینتکس زبان باید به کتابخانه‌های مهم و کاربردی زیر تسلط داشته باشید.

• collections
• csv
• random
• requests
• Tkinter
• beautifulsoup4
• numpy
• pandas
• matplotlib
• Django
• Flask

پایتون برای توسعه وب

در صورتی که علاقه به توسعه وب داشته باشید، این زبان یکی از بهترین گزینه‌هایی است که در اختیار شما قرار دارد. شاید بتوان کتابخانه‌هایی مانند Django و Flask را جزء الزامی از توسعه وب به حساب آورد و در این مورد، زبان Python حرف‌های زیادی برای گفتن دارد. این ابزار به شما کمک خواهد کرد تا در شرایط بهتر و آسان‌تری یک اپلیکیشن وب را توسعه دهید و به راحتی آن را طراحی کرده و روی سرور پیاده سازی کنید. امنیت بسیار بالا که کتابخانه‌های پایتون برای شما فراهم خواهند کرد و قابلیت مقیاس پذیری خوب چیزی است که آن را از دیگر زبان‌های بک اند متمایز خواهد کرد و در این مسیر شما به کتابخانه‌های متنوعی برای شروع کار دسترسی خواهید داشت.

قابلیت یکپارچه سازی بی نظیر کتابخانه‌های توسعه وب این زبان با پروتکل‌هایی مانند HTTPS و JSON منجر شده است تا در عمل کدنویسی بسیار ساده‌ و سریع شود و از نظر تطبیق ابزارها و پروتکل‌ها هیچ مشکلی نخواهید داشت.

جنگو یکی از محبوب‌ترین فریم ورک‌های Python برای توسعه وب به شمار می‌رود که به صورت رایگان و متن باز در اختیار توسعه دهندگان قرار گرفته است. مانند بسیاری از کتابخانه‌ها و فریم ورک‌های این زبان، جنگو هم شرایط یادگیری آسانی دارد و در صورتی که به مفاهیم اولیه این زبان برنامه نویسی تسلط کافی داشته باشید، تنها در چند هفته می‌توانید کار خود را با فریم ورک جنگو شروع کنید. از ویژگی‌های این فریم ورک باید به مولتی پلتفرم بودن آن اشاره کرد و در سیستم‌های لینوکس و ویندوز می‌توان در کمتر از چند دقیقه آن را نصب و پیکربندی کرد.

ابزارهای زیر در زبان برنامه نویسی Python برای توسعه وب به کار می‌روند و جزو قدرتمندترین گزینه‌ها در این حوزه به شمار می‌روند.

• Django
• Pyramid
• Flask
• requests
• web2py
• bottle
• cherryPy

پایتون برای علوم داده

شاید علوم داده را بتوان اولین و مهم‌ترین کاربرد این زبان به حساب آورد چرا که قدرت تحلیل و مدیریت داده‌ در آن مثال زدنی است. Python از نخستین تخصص‌هایی است که شما برای ورود به دنیای علوم داده باید بیاموزید و به کتابخانه‌های متنوع آن تسلط پیدا کنید. البته، اصلا نگران نباشید چرا که یادگیری این کتابخانه‌ها زمان زیادی را از شما نخواهد گرفت و در صورت داشتن علاقه، در یک مسیر جذاب می‌توانید به کتابخانه‌هایی مانند Pandas و Numpy تسلط پیدا کنید.

البته، ابزارهای تخصصی Python برای علوم داده به همین جا ختم نمی‌شود و در کنار آن، SciPy و Matplotlib هم از بهترین ابزارها برای افرادی است که قصد ورود به شغل پر تقاضای علوم داده را دارند. در حالت کلی، دو زبان مهم برای شروع شغل علوم داده وجود دارد که بهترین آن‌ها Python است و این به دلیل داشتن منابع عظیم اینترنتی برای یادگیری این زبان است.

در مباحث علوم داده، زبان Python گزینه‌های زیر را در اختیار شما قرار داده است.

• NumPy
• SciPy
• Pandas
• Matplotlib
• SciPy

پایتون برای هوش مصنوعی

مطمئنا قدرت بالای این زبان برای حوزه هوش مصنوعی اثبات شده است و متخصصان هوش مصنوعی باید در مسیر شغلی خود به مفاهیم این زبان تسلط پیدا کنند. البته، ابزارهای دیگری هم برای هوش مصنوعی وجود دارد که شاید متلب یکی از مهم‌ترین آن‌ها به شمار رود. با این حال، پایتون دید بهتری به شما خواهد داد تا از صفر هر چیزی را طراحی کنید و الگوریتم‌های تخصصی هوش مصنوعی را در یک محیط برنامه نویسی پیاده سازی کنید.

در مورد هوش مصنوعی هم، این زبان کتابخانه‌های بسیار قدرتمندی را در اختیارتان قرار خواهد داد که از مهم‌ترین آن‌ها باید به Keras و PyTorch اشاره کرد. شما با استفاده از ابزارهای مصورسازی مانند Matplotlib و Seaborn می‌توانید داده‌ها را به صورت تصویری مشاهده کرده و تحلیل کنید. قدرت بالای این زبان در حوزه یادگیری ماشین منجر شده است تا علم رباتیک پایتون را به عنوان یک تخصص الزامی بپذیرد. در حال حاضر، بسیاری از ربات‌های فیزیکی و مجازی که مشاهده می‌کنید بر اساس زبان Python توسعه داده شده‌اند.

هوش مصنوعی نیازمند به کارگیری مفاهیمی مانند تشخیص صدا، آنالیز دقیق داده، تشخیص متن و گفتار و تحلیل تصاویر است که در مورد همه این زمینه‌ها، Python دارای راه حل‌های بی نظیری است.

اگر علاقه زیادی به مباحث هوش مصنوعی دارید، با استفاده از کتابخانه‌ها و فریم ورک‌های زیر می‌توانید بهترین الگوریتم‌های هوش مصنوعی را در این زبان پیاده سازی کنید.

• NumPy
• SciPy
• Theano
• Pandas
• TensorFlow
• Keras
• PyTorch
• Scikit-Learn

پایتون برای بازی سازی

در بسیاری از شرایط می‌توان از این زبان برای طراحی بازی و کدنویسی ابزارهای سرگرمی استفاده کرد. البته، تا به این جای کار نمی‌توان این زبان را ابزاری قدرتمند برای بازی سازی به حساب آورد و تنها چند نمونه از ابزارهای سرگرمی و گیم توسط آن توسعه داده شده‌اند. با مراجعه به این آدرس اینترنتی می‌توانید نمونه‌هایی از گیم‌ها را مشاهده کنید که در سال‌های مختلف بر اساس زبان Python برنامه نویسی شده‌اند و بعضی از آن‌ها جزو جذاب‌ترین بازی‌ها هستند. جالب است تا بدانید بازی Battlefield 2 و نسخه ۴ بازی سیمز از دستورات این زبان استفاده می‌کنند و توسط کتابخانه‌های قدرتمند آن توسعه داده شده‌اند.

از بهترین کتابخانه‌هایی که می‌توان در این زبان برای بازی سازی استفاده کرد، Pygame و Kivy است و در کنار آن‌ها، کتابخانه Panda3D هم برای توسعه بازی در این زبان به کار می‌رود. در صورتی که علاقه به دنیای بازی سازی داشته باشید، شاید تجربه خوبی باشد که بازی سازی با پایتون را یاد بگیرید. با این حال، برای ورود حرفه‌ای به دنیای بازی سازی و توسعه ابزارهای سرگرمی مطمئنا زبان‌هایی مانند C++ و C# گزینه‌های بسیار بهتری به شمار می‌روند.

کتابخانه‌های بی نظیری برای توسعه بازی در این زبان ارائه شده است که از جمله بهترین آن‌ها می‌توان موارد زیر را بیان کرد.

• Pygame
• Arcade
• Pyglet
• Kivy
• Cocos2d
• Python-Ogre
• PyKyra
• PyOpenGL
• Panda3D

پایتون برای اینترنت اشیا

اینترنت اشیا مفهومی است که به یک بخش ضروری از زندگی‌های مدرن امروزی تبدیل شده است. این قابلیت به ما امکان کنترل و نظارت کامل روی ابزارهای پیرامون را خواهد داد و تنها با یک سیستم کنترلی مرکزی مانند تلفن همراه می‌توان بسیاری از امور روزمره را مدیریت کرد. درست است که زبان سی و سی پلاس پلاس از پیشگامان دنیای IoT هستند و در ابزارها به کار می‌روند، اما پایتون برای اینترنت اشیا پیشنهادهای بی نظیری دارد.

کاربرد این زبان برنامه نویسی در سیستم‌هایی مانند لینوکس اثبات شده است و در محصولاتی مانند Raspberry می‌توان از ویژگی‌‌های Python برای توسعه سیستم‌های نظارتی و کنترلی بهره برد. این زبان مزیت مهمی دارد که آسان بودن دریافت خروجی‌ها بدون نیاز به کامپایل کردن آن‌ها است و امکان تحلیل داده‌ها در سطح بسیار عالی منجر شده است تا متخصصان از آن در حوزه اینترنت اشیا استفاده کنند. با پیدایش دنیای مجازی متاورس، مطمئنا باید منتظر افزایش کاربرد این زبان و افزایش محبوبیت آن بین سایر زبان‌های برنامه نویسی باشیم.

اگر هدف شما حوزه اینترنت اشیا است، بهتر است روی آموزش کتابخانه‌های زیر در این زبان تمرکز بیشتری داشته باشید.

• Mysqldb
• Numpy
• Matplotlib
• Pandas
• OpenCV
• Tkinter
• Paho-MQTT
• mraa
• sockets

پایتون برای توسعه رابطهای گرافیکی

این زبان یکی از بهترین ابزارهایی است که می‌توان برای طراحی GUI از آن استفاده کرد. کدهای نوشته شده در Python امکان اجرا در پلتفرم‌های مختلف را دارند و همین امر باعث خواهد شد تا شما نیاز به تبدیل کدها را در سیستم‌های مختلف نداشته باشید. شرکت‌های بزرگ جهانی برای توسعه رابطهای گرافیکی دستگاه‌های خود از Python استفاده می‌کنند و در این مورد یکی از قدرتمندترین و محبوب‌ترین فریم ورک‌های طراحی رابط گرافیکی PyQT5 است.

این فریم ورک به صورت متن باز در اختیار توسعه دهنده‌ها قرار گرفته است و همان طور که از نام آن پیدا است، شما خواهید توانست تا از ویژگی‌های QT و Python در آن استفاده کنید. در صورتی که قصد طراحی رابط گرافیکی در ویندوز یا لینوکس را داشته باشید، PyQT5 یکی از بهترین گزینه‌ها برای این کار است.

از دیگر کتابخانه‌ها و فریم ورک‌ها برای طراحی رابط گرافیکی در این زبان می‌توان به موارد زیر اشاره کرد.

• Tkinter
• PySide 2
• Kivy
• wxPython
• PyGUI

پایتون برای پردازش تصویر و متن

در مورد پردازش تصویر و متن، این زبان بهترین گزینه‌ها را در اختیار شما قرار خواهد داد که معروف‌ترین آن‌ها OpenCV است. این فریم ورک به صورت رایگان و متن باز برای راحتی کار توسعه دهندگان ارائه شده است و با استفاده از آن یک ابزار قدرتمند و منحصر به فرد را برای پیاده سازی الگوریتم‌های پردازش تصویر در اختیار خواهید داشت. نصب OpenCV تنها با استفاده از چند دستور در لینوکس امکان پذیر است و در محیط ویندوز هم می‌توانید با روشی سریع OpenCV را روی سیستم خود نصب و راه اندازی کنید.

پردازش تصویر نیازمند بسیاری از توابع و الگوریتم‌ها است که بر اساس نیاز و موقعیت باید از آن‌ها استفاده شود. OpenCV تمامی این قابلیت‌ها را در اختیارتان قرار می‌دهد تا بدون دردسر و در کمترین زمان ممکن اطلاعات مورد نیاز را از تصاویر استخراج کرده و به صورت‌های دلخواه ذخیره کنید. یکی از بهترین کاربردهای OpenCV، استخراج متن از تصاویر است که با چند خط کد دستوری می‌توانید آن را در Python انجام دهید.

در مورد پردازش تصویر و متن، Python گزینه‌های زیر را در اختیار توسعه دهنده‌ها قرار داده است.

• OpenCV
• Scikit-Image
• SciPy
• Pillow/PIL
• NumPy
• Mahotas
• SimpleITK
• Pgmagick
• Matplotlib

پایتون برای توسعه API

رابط برنامه نویسی اپلیکیشن قابلیتی است که به دو ساختار نرم افزاری اجازه می‌دهد تا با همدیگر ارتباط برقرار کنند. در دنیای برنامه نویسی پروتکل‌ها و محیطهای کدنویسی مختلفی وجود دارند که ابزارهای توسعه داده شده در آن‌ها از این پروتکل‌ها استفاده می‌کنند. هر محیط دارای قوانین خود است و برای ارسال و دریافت داده بین این سیستم‌ها نیاز به APIها است. برای نمونه، یک اپلیکیشن وب هواشناسی را فرض کنید که داده‌های مربوط به سردی و گرمی هوا را به یک اپلیکیشن موبایل ارسال می‌کند. در این صورت مطمئنا نیاز است تا اپلیکیشن موبایلی از یک API بهره ببرد تا بتواند درخواست دریافت داده‌ها را ارسال کرده و آن‌ها را دریافت کند.

Python برای توسعه API یکی از محیطهای قابل اتکا و مطمئن است که شما می‌توانید برای دریافت داده‌ها از پلتفرم‌هایی مانند فیس بوک، توییتر و گوگل استفاده کنید. برای استفاده از یک API نیاز است تا درخواستی به سرور مورد نظر ارسال شود و در صورت تایید درخواست خواهد بود که می‌توانید داده‌های مورد نیاز را دریافت کنید. در این مورد، زبان پایتون دارای ابزارهایی مانند requests است که با استفاده از پکیج منیجر قابل نصب و راه اندازی است.

برای توسعه و کار روی API می‌توانید روی یادگیری کتابخانه‌ها و فریم ورک‌های زیر زمان بگذارید.

• Django REST
• Flask Restful
• Falcon
• Connexion
• requests
• PycURL
• Flask
• Tornado
• FastAPI

پایتون برای وب اسکرپینگ

پایتون گزینه‌ای عالی برای وب اسکرپینگ است و با استفاده از آن امکان دریافت حجم بالایی از داده‌ها از سرورها فراهم شده است. این زبان برنامه نویسی با استفاده از کتابخانه Beautiful Soup این ویژگی را در اختیار کاربر قرار می‌دهد تا بتوان داده‌های مورد نظر را به صورت مدیریت شده و بهینه شده دریافت و ذخیره سازی کرد. برای وب اسکرپینگ می‌توان از کتابخانه requests برای ارسال درخواست استفاده کرد و پس از آن، کتابخانه Beautiful Soup به شما کمک خواهد کرد تا اسناد را تجزیه کرده و داده‌های مورد نیاز را از بین آن‌ها استخراج کنید.

با دریافت داده‌ها از وب سایت‌ها و تجزیه و تحلیل آن‌ها در یک محیط جامع، شما خواهید توانست تا از آن برای کاربردهای مختلف استفاده کنید. برای نمونه، این داده‌ها می‌توانند کمک زیادی برای مقایسه قیمت کالاها، ارائه تحلیل‌های آینده، فهرست کردن و حتی تحقیق و توسعه در بسیاری از بیزینس‌ها به کار بروند.

ابزارهای کاربردی وب اسکرپینگ زیر در اختیار شما قرار دارد تا در بهترین شرایط و با سرعت بسیار بالا داده‌ها را از یک وب سایت فراخوانی کنید.

• Beautiful Soup
• MechanicalSoup
• requests
• Scrapy
• Selenium
• urllib
• lxml

پایتون برای خودکار سازی عملیات

خودکار سازی عملیات از جذاب‌ترین کاربردهای زبان برنامه نویسی پایتون به شمار می‌رود که در بسیاری از بیزینس‌ها و شرکت‌ها مورد استفاده است. قابلیت‌های خودکار سازی Python نا محدود است و طیف عظیمی از امور را می‌توان با استفاده از کتابخانه‌های پایتون به صورت خودکار درآورد. از جمله ویژگی‌های خودکار سازی این زبان می‌توان به اتوماسیون دستگاه‌ها در صنعت اشاره کرد و در سیستم‌های رباتیک هم امکان طراحی الگوریتم‌ها برای این کار وجود دارد. با کمی جستجو در مورد اتوماسیون صنعتی با پایتون، حتما به کتابخانه PyModbusTCP خواهید رسید که با استفاده از آن می‌توان سنسورها و دستگاه‌های یک سیستم را کنترل کرد.

البته، این تنها مثالی عملی از اتوماسیون با Python است که در بخش صنعتی و به طور مثال در سیستم‌های HVAC به کار می‌رود. شما برای کوچک‌ترین امور خودکار سازی هم می‌توانید از کدهای Python استفاده کنید و در زمان خود صرفه جویی کنید. اسکریپت‌های پایتون که برای خودکار سازی نوشته شده‌اند، به سادگی قابل اجرا هستند و یکی از بهترین مثال‌ها برای این کار می‌تواند خودکار سازی تحلیل داده‌های یک فروشگاه‌ اینترنتی باشد که برای تصمیم گیری‌های آینده به کار می‌روند.

در مورد خودکار سازی عملیات، نیاز است تا به مفاهیم زیادی تسلط داشته باشید و به صورت ترکیبی، از فریم ورک‌ها و کتابخانه‌های این زبان استفاده کنید. از بهترین این ابزارها می‌توان موارد زیر را بیان کرد.

• PyBuilder
• Robot Framework
• Pytest
• requests
• Pandas

مزایای پایتون برای برنامه نویسی

شاید چند عیب بزرگ برای پایتون وجود داشته باشد اما مزایای بی شمار آن باعث شده‌اند تا این عیوب زیاد به چشم نیایند. زمانی که از سادگی کدنویسی و سرعت در پیاده سازی کدها سخن به میان می‌آید، این زبان یکی از اولویت‌ها است که مزایای زیر را برای کاربر فراهم خواهد کرد.

نبود نیاز به کامپایل:

شما در این زبان برنامه نویسی با یک Interpreter روبرو هستید که در زمان اجرای یک اسکریپت وظیفه ارائه خروجی را بر عهده دارد. در واقع، Python مانند زبان‌های سی یا سی پلاس پلاس نیست که شما نیاز به کامپایل کدها دارید تا بتوانید آن‌ها را اجرا کنید. کدهای نوشته شده در همان زمان اجرا خروجی را ارائه خواهند داد و این قابلیت Python مانند زبان‌های PHP و PERL است.

شی گرایی:

زبان Python از قابلیت‌های شی گرایی پشتیبانی می‌کند که یکی از مهم‌ترین ویژگی‌ها برای توسعه کدها در یک محیط Object-oriented است. شی گرایی مزایای بسیاری دارد و با استفاده از آن توسعه دهنده دقیقا می‌داند که چه بخش‌هایی از کد دارای مشکل هستند و در مواقع خطا باید بررسی شوند. ساده سازی خطایابی و رفع آن‌ها از بهترین مزایای شی گرایی Python به حساب می‌آیند و باید اشاره کرد که این کار مزیت مهمی مانند ارث بری را نیز در اختیار توسعه دهنده قرار خواهد داد.

آسان بودن توسعه:

شما به سادگی می‌توانید مفاهیم اولیه این زبان را بیاموزید و اولین پروژه خود را در آن پیاده سازی کنید. در حقیقت، این زبان برای افراد تازه کار هم مزایای بسیاری ارائه می‌دهد و افراد تازه کار مانند افراد حرفه‌ای می‌توانند در آن کدنویسی کرده و خروجی مورد نظر را دریافت کنند. سادگی در نصب کامپایلر و اضافه کردن کتابخانه و فریم ورک‌ها منجر شده است تا بسیاری از مشکلات اولیه که برای تازه کارها به وجود می‌آید در زبان Python وجود نداشته باشد.

همه فن حریف:

این زبان یک ابزار برنامه نویسی General Purpose است که با آموزش آن می‌توانید برای کاربردهای مختلف استفاده کنید. در حقیقت، شما با یادگیری این زبان کدنویسی فرصت‌های بی شماری را در آینده در اختیار دارید و انتخاب‌هایتان تنها محدود به توسعه وب یا توسعه ابزارهای موبایلی نخواهد بود. یک متخصص به راحتی می‌تواند با صرف زمانی مشخص در حوزه‌های مختلف مانند علم داده، طراحی وب و حتی تست نرم افزاری فعالیت کند.

منابع عظیم آموزشی:

شما تنها کافیست تا کلمه “پایتون” یا “Python” را در وب جستجو کنید تا با طیف عظیمی از منابع آموزشی روبرو شوید. به جرات می‌توان گفت منابع و محتوای آموزشی در مورد این زبان اکثر مطالب و تخصص‌ها را پوشش می‌دهد و شما تنها نیاز دارید تا اراده کافی را برای یادگیری آن‌ها داشته باشید. این مزیت حتی در مورد زبان‌هایی مانند Java و C++ هم وجود ندارد و در مورد پایتون تنوع مطالب و پروژه‌ها بسیار عالی است.

قابلیت مالتی پلتفرم: زمانی که شما یک اپلیکیشن یا نرم افزار کامپیوتری را کدنویسی می‌کنید، حتما نیم نگاهی هم به قابلیت‌های مالتی پلتفرم آن دارید. این ویژگی امکان اجرای نرم افزار شما را روی سیستم‌های مختلف ویندوزی یا لینوکسی فراهم خواهد کرد و این مزیت مهم زبان Python در این مورد است. کتابخانه‌ها و فریم ورک‌های این زبان در سیستم‌ عامل‌های مختلف مک، ویندوز یا لینوکس قابل نصب و اجرا هستند و از این نظر با محدودیتی مواجه نخواهید بود.

تنوع کتابخانه‌ها:

اگر یک جستجوی کوتاه در مورد کتابخانه‌های این زبان انجام دهید، متوجه خواهید شد که شرایط برای به کار بردن کدهای آن در حوزه‌های مختلف وجود دارد. در واقع، شما پس از تسلط به مفاهیم اولیه تنها نیاز دارید تا این کتابخانه‌های اضافی را بیاموزید. این زبان یکی از گزینه‌هایی است که تنوع بسیار عالی در مورد کتابخانه‌ها و فریم ورک‌ها در اختیارتان قرار می‌دهد و با به کار بردن هر یک از آن‌ها کدنویسی در بخش‌های علوم داده، بازی سازی، هوش مصنوعی و توسعه وب فراهم است.

نقاط ضعف پایتون

تا‌ به اینجا با جذابیت‌های این زبان آشنا شدیم، اما بد نیست نیم‌نگاهی نیز به نقاط منفی آن داشته باشیم. پایتون، یک زبان برنامه‌نویسی سطح بالاست، درنتیجه برای برنامه‌نویسی‌های سیستمی و سطح پایین، همچون درایور نویسی یا هسته‌ی سیستم‌عامل‌ها مناسب نیست. می‌توانید برنامه‌های مستقل پایتون را برای پلتفرم‌های ویندوز، مک و لینوکس طراحی کنید اما این‌کار چندان کار ساده‌ نیست و در برخی موارد ممکن است خروجی آن باب میل شما نباشد.

سرعت پایین:

سرعت پایین در اجرا شدن خطوط دستوری از جمله نقاط ضعف پایتون به شمار می‌رود. همان طور که می‌دانید، دستورها در این زبان به صورت خط به خط اجرا می‌شوند و این امر منجر به کاهش سرعت کلی در اجرای کدها خواهد شد. البته، اخیرا راه حل‌هایی برای مباحث سرعت در این زبان ارائه شده است و توسعه دهندگان این زبان از قابلیت‌های C برای افزایش سرعت بهره برده‌اند. با این حال، در مواقعی که سرعت بسیار بالا در اجرای کدها مطرح است، این زبان نمی‌تواند بهترین گزینه به شمار رود.

صرفه جویی در حافظه:

برای آسان‌تر کردن کار توسعه دهنده‌ها، Python از قابلیتی استفاده می‌کند که میزان مصرف حافظه را افزایش خواهد داد و این مصرف حافظه در بسیاری از مواقع بیشتر از زبان‌هایی مانند سی است. بنابراین، اگر میزان مصرف حافظه بسیار اهمیت دارد و به دنبال بهینه سازی هستید، بهتر است به دنبال استفاده از ابزارهای توسعه دیگر باشید.

قدرت پایین در توسعه ابزارهای موبایلی:

با این که Python دارای کتابخانه‌های بسیار زیادی برای توسعه وب و هوش مصنوعی است، اما در مورد توسعه ابزارهای موبایلی شرایط خوبی را پیشنهاد نمی‌دهد. البته، ابزارهایی در این زبان وجود دارند که با استفاده از آن می‌توانید برای دستگاه‌های موبایلی هم برنامه نویسی کنید که چندان محبوبیتی در دنیا ندارند.

چه شرکت‌هایی از زبان پایتون استفاده می‌کنند؟

حتما تا به این جای کار به قدرت زبان Python پی برده‌اید و می‌دانید که این زبان در پروژه‌های بزرگ شرایط خوبی را پیشنهاد می‌دهد. به دلایل مختلف و قابلیت‌های هوش مصنوعی و توسعه وب این زبان، شرکت‌های بزرگ فناوری مانند گوگل و فیسبوک در سطح بزرگ از آن استفاده می‌کنند.

گوگل

برای توسعه الگوریتم‌های هوش مصنوعی گوگل زبان Python یکی از بهترین ابزارها برای شرکت گوگل است که به عنوان یک غول فناوری در دنیا شناخته شده است. زمانی که از یوتیوب استفاده می‌کنید، حتما ویژگی‌های جدید آن را مشاهده کرده‌اید که از جمله آن‌ها می‌توان سیستم توصیه گر را بیان کرد. در این گونه بخش‌ها مطمئنا پایتون حرف‌های زیادی برای گفتن دارد و با به کارگیری آن می‌توان تجربه کاربری بهتری را در اختیار کاربران قرار داد.

فیس‌بوک

شرکت بزرگ فیسبوک یکی از پیشگامان فناوری‌های جدید و علوم نوین است که در بخش بک اند وب آن از زبان برنامه نویسی Python استفاده می‌شود. دقت داشته باشید که این پلتفرم وظیفه ارائه خدمات به بیش از دو میلیارد کاربر را دارد و در این بین، استفاده از Python در بخش بک اند آن نشان دهنده قدرت بی نظیر این زبان در توسعه وب سمت سرور است.

پی‌پال

سیستم مالی پی پال را می‌توان معروف‌ترین سیستم انتقال پول در جهان به حساب آورد که امنیت برای آن بسیار اهمیت دارد. در این سیستم از زبان Python استفاده شده است تا کاربران بتوانند با خیال راحت تراکنش‌ها را به انجام برسانند و مزیت این زبان را در اختیار داشته باشند.

اینستاگرام

بخش بزرگی از بک اند اینستاگرام وابسته به Python و الگوریتم‌های آن است و برای تبادل داده بین دیتابیس و یوزر اینترفیس در این پلتفرم از زبان قدرتمند Python استفاده شده است.

Uber‌

اوبر پلتفرمی است که شرایط رفت و آمد و مسافرت را تسهیل می‌کند و به دلیل همین مزایا بین مشتریان محبوبیت بسیار زیادی پیدا کرده است. بخش قابل توجهی از سمت سرور این پلتفرم توسط زبان برنامه نویسی پایتون توسعه داده شده است که در کنار آن، زبان گولنگ و فریم ورک NodeJS هم نقش مهمی در موفقیت این پلتفرم دارند.

ناسا

شاید برایتان جالب باشد تا بدانید سازمان ناسا برای مدیریت داده‌های خود و کنترل فرآیندها از زبان برنامه نویسی Python استفاده می‌کند. سیستم‌های کنترلی فضایی وابستگی بسیار زیادی به تحلیل داده دارند و نیاز است تا این تحلیل داده با استفاده از یک زبان برنامه نویسی قابل اتکا انجام شود.

زبان پایتون را از کجا شروع کنیم؟

روش‌های متعددی برای آموزش پایتون وجود دارد و شما بر اساس سلیقه و شرایط خود می‌توانید یکی از آن‌ها را انتخاب کنید. در ابتدای کار نیاز دارید تا ابزارهای مورد نیاز را برای اجرای کدهای این زبان روی سیستم خود نصب کنید که به صورت رایگان از طریق وب سایت رسمی آن در این لینک قابل دسترس هستنند. توسعه دهندگان اصلی این زبان به شما این امکان را می‌دهند تا به یک Documentation تمام و کمال دسترسی داشته باشید که با مطالعه دقیق آن هر خروجی دلخواهی را از Interpreter دریافت خواهید کرد.

دانلود و نصب ابزارهای اولیه مورد نیاز زمان زیادی را از شما نخواهد گرفت و در کمتر از چند دقیقه می‌توانید آن را روی سیستم عامل ویندوزی نصب و اجرا کنید. در این آدرس اینترنتی آخرین نسخه Python برای سیستم عامل ویندوز در دسترس است که پس از نصب آن به یک خط فرمان دسترسی دارید که اولین خطوط کد را می‌توانید در آن وارد کرده و اجرا کنید.

برای نصب این زبان روی سیستم عامل لینوکسی، شرایط بسیار ساده است و در بسیاری از توزیع‌های لینوکس، پایتون به صورت پیش فرض روی سیستم عامل نصب است. البته، در صورتی که یک نسخه خاص از این زبان مثلا نسخه ۲.۷ را نیاز داشته باشید، با استفاده از خط فرمان لینوکس امکان نصب وجود دارد. در صورتی که این ابزارهای اولیه را نصب کنید، با استفاده از یک تکست ادیتور ساده خواهید توانست خطوط کد را آماده کرده و آن‌ها را اجرا کنید.

نمونه کد نوشته شده در زبان پایتون

همانطور که پیش‌تر اشاره کردیم، این زبان سینتکس بسیار ساده و جذابی دارد، در این زبان از از سمی‌کالن و آکولاد خبری نیست و محدوده‌ی بلاک‌های کد با استفاده از فاصله‌ها مشخص می‌شوند، در زیر می‌توانید یک نمونه کد ساده‌ی پایتون را مشاهده کنید:

a = int(input())
b = int(input())
print(a+b)

نمونه کد بالا، دو عدد a و b را از ورودی دریافت کرده و مجموع آن‌ها (a+b) را در خروجی برنامه نمایش می‌دهد.

بهترین محیط‌های توسعه برای زبان برنامه نویسی پایتون چیست؟

شاید شما در ابتدای کار ارتباط خوبی با خط فرمان Python برقرار نکنید و به دنبال یک محیط خوب IDE برای نوشتن و اجرای کدها باشید. خوشبختانه، نرم افزارهای بسیار متنوع و قدرتمندی در این مورد ارائه شده‌اند که شاید معروف‌ترین آن‌ها VSCode شرکت مایکروسافت باشد. با نگاهی به IDEهای معروف زیر می‌توانید بهترین گزینه را برای شروع کار انتخاب کنید.

آموزش پایتون با VSCode

شرکت مایکروسافت با عرضه VSCode مشکلات بسیاری از کاربران را بر طرف کرده است چرا که شما در عمل با نصب این محیط روی سیستم عامل به تمامی ابزارها دسترسی خواهید داشت. این محیط به صورت رایگان در دسترس توسعه دهنده‌ها قرار گرفته است و شما می‌توانید روی ویندوز و لینوکس آن را نصب و استفاده کنید. پیکربندی VSCode در ویندوز و لینوکس بسیار آسان است و شاید در کمتر از ۱۵ دقیقه بتوان آن را دانلود و به صورت کامل روی سیستم عامل نصب کرد.

آموزش پایتون با PyCharm

ابزار PyCharm از دیگر محیطهای IDE برای توسعه این زبان است که در دو نسخه رایگان و حرفه‌ای عرضه شده است. این پلتفرم توسعه برنامه نویسی دارای قابلیت مالتی پلتفرم است و از آن می‌توانید روی ویندوز و لینوکس استفاده کنید. با نصب PyCharm در عمل سرعت شما برای توسعه کدها افزایش پیدا خواهد کرد و ساده سازی کارها از جمله مزایای PyCharm است.

آموزش پایتون با Atom

محیط توسعه Atom نرم افزاری است که برای زبان‌های مختلف مانند جاوا اسکریپت، C++ و Python مناسب است و شما با نصب آن به یک ابزار جامع برنامه نویسی دسترسی خواهید داشت. Atom Editor دارای یک بخش بی نظیر برای نصب پلاگین‌ها است که افزونه‌های رایگان را می‌توانید از آن دانلود کرده و نصب کنید. این ابزار نیز برای ویندوز و لینوکس عرضه شده است و از نظر توسعه مالتی پلتفرمی در آن مشکلی نخواهید داشت.

آموزش پایتون با Spyder

Spyder ابزاری منحصر به فرد برای توسعه کدهای Python است و امکان نصب آن روی سیستم لینوکس، ویندوز و حتی مکینتاش وجود دارد. شما در این ابزار با یک محیط جذاب با رابط کاربر پسند مواجه هستید و امکان کدنویسی، اجرا و دیباگ کدها با هم و در یک محیط یکپارچه فراهم شده است. در صورتی که Anaconda را روی سیستم خود نصب کنید، به همراه سایر ابزارها Spyder نیز روی آن نصب خواهد شد و تمامی امکانات را با همدیگر در اختیار دارید.

آموزش پایتون با Jupyter NoteBook

نوت بوک Jupyter از بهترین محیطهایی است که امکان اجرای آن در هر پلتفرمی وجود دارد. این ابزار به شما یک نوت بوک خواهد داد که به طرز حرفه‌ای می‌توانید دستورات خط به خط را در آن نوشته و اجرا کنید. امکان دریافت خروجی برای الگوریتم‌های هوش مصنوعی و یادگیری ماشین نیز در این محیط وجود دارد و شما می‌توانید از قابلیت‌های شبیه سازی و مصور سازی داده‌ها نیز در Jupyter استفاده کنید.

چند مثال عملی از کاربردهای پایتون

در این وب سایت امکان اجرای آنلاین کدها برای کاربر فراهم شده است و قابلیت‌های خوبی برای یادگیری این زبان ارائه شده است. با داشتن یک محیط تحت وب یا محیط IDE نصب شده روی سیستم سخت افزاری، شاید اولین کد شما چاپ یک پیام در خروجی باشد که با دستور print به صورت زیر امکان پذیر است.

print("Hello!") #prints Hello!

برای دسترسی به اولین حرف از یک رشته، پایتون به شما اجازه می‌دهد با استفاده از ایندکس آن اقدام کنید.

a = "Hello World"
print(a[1]) #prints e

در صورتی که قصد استفاده از حلقه for را برای چاپ تک تک اجزای یک رشته در خروجی داشته باشید، دستور زیر برای این کاربرد استفاده می‌شود.

for x in "Hello World":
print(x)

تابع len به شما کمک خواهد کرد تا طول یک رشته را در خروجی دریافت کنید.

b = "Hello World"
print(len(b)) #prints 11

امکان تعریف توابع در پایتون از ویژگی‌های منحصر به فرد آن است که با استفاده از کیورد def این کار امکان پذیر است.

def myFunction():
print("Hello World!")
myFunction() #prints Hello World

تابع زیر دو ورودی a و b را جمع کرده و در خروجی به چاپ خواهد رساند.

def ADD(a,b):
c = a + b
print(c)
num1 = 3
num2 = 4
ADD(num1,num2) #prints 7

سخن آخر

حتما تا به این جای کار به جواب سوال پایتون چیست رسیده‌اید و درک خوبی از قابلیت‌ها و مزایای این زبان برنامه نویسی پیدا کرده‌اید. این ابزار به صورتی طراحی شده است تا کاربر به صورت سریع و بدون دردسر کدنویسی کرده و ایده خود را در حوزه‌های مختلف مانند وب، هوش مصنوعی، بینایی ماشین و … پیاده سازی کند. در صورتی که تصمیم به یادگیری این تخصص گرفته‌اید، به محتوای آموزشی عالی در سطح اینترنت دسترسی خواهید داشت که از آن جمله می‌توان فیلم‌های آموزشی و حتی وب سایت‌های تخصصی آموزشی را بیان کرد.

آیا شما نیز تجربه‌ای از کار با این زبان دوست‌داشتنی دارید؟ نظرات و دیدگاه‌های خود را با ما و سایر کاربران همیار آی‌تی در این‌باره به اشتراک بگذارید.