همه چیز در مورد زبان برنامه نویسی پایتون و کاربردهای آن

زبان برنامه نویسی پایتون (Python Programming Language) به دلیل پیچیده نبودن یادگیری و سینتکس های ساده در حال حاضر یکی از محبوب‌ترین زبان‌های برنامه‌نویسی در دنیا است . در اصل پایتون یک زبان برنامه نویسی فوق العاده برای تازه کارها و انتخابی راحت برای حرفه ای ها است. 

به بیان فنی، پایتون یک زبان برنامه نویسی شی‌گرا (Object-Oriented) و «سطح بالا» (High-Level) با «معناشناسی» (Semantic) پویای یکپارچه شده برای وب و ساخت و توسعه نرم‌افزارهای کاربردی (Application software) است.

بر اساس رتبه‌بندی سایت Tiobe، زبان برنامه نویسی پایتون همواره جزو زبان‌های محبوب از دید دولوپرها است.

در پاسخ به این سؤال که چرا پایتون محبوب‌ترین زبان برنامه نویسی است که در دانشگاه‌ها، آکادمی‌ها، مؤسسات آموزشی، رشته‌های مهندسی و سایر حوزه‌ها آموزش داده می‌شود، باید گفت که در حقیقت قابلیت‌های بی‌شمار این زبان سطح بالا و سینتکس شبیه به زبان انگلیسی پایتون باعث شده که یادگیری، کدنویسی و توسعهٔ نرم‌افزار با استفاده از این زبان بسیار ساده باشد و در واقع پایتون را در حال حاضر به یک زبان برنامه‌نویسی محبوب در سراسر جهان مبدل کرده است. 

زبان برنامه نویسی پایتون خیلی ساده است و هر فردی را حتی با سطح صفر در برنامه‌نویسی می‌تواند به‌ سادگی و با کمک سینتکس قابل‌درک‌اش -که شبیه به زبان انگلیسی است- آموزش دهد و به یک برنامه‌نویسی تبدیل کند. به علاوه اینکه پایتون یک محیط کدنویسی تعاملی دارد که باعث می‌شود کار با این زبان و تست کردن اجرای اسکریپت‌ها در حین یادگیری ساده شود.

علاوه بر این، پایتون از ماژول‌ها (modules) و بسته‌ها (packages) استفاده می‌کند، بدین معنا که برنامه‌های این زبان قابل طراحی به سبک ماژولار (modular) هستند و کدهای نوشته شده در یک پروژه در پروژه‌های گوناگون دیگر نیز قابل استفاده مجدد محسوب می‌شوند.

در حال حاضر، دو نسخه از زبان برنامه نویسی 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. 

پایتون یک زبان برنامه نویسی سطح بالا است، در نتیجه برای برنامه نویسی های 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.

یادگیری آسان

پایتون به سادگی و ظرافت شناخته میشود و از سایر زبان ها ساده‌تر است.

بسیار متنوع

پایتون در طیف متنوعی از برنامه ها و رشته های تحصیلی مورد استفاده است، که منجر به تقاضای رو به رشد برای توسعه دهندگان پایتون میشود.

رایگان و متن باز

پایتون بسیار واضح است. شما شگفت زده میشود که میتوانید با 500 خط کد برنامه های کاربردی بسازید.

چسبنده بودن

کدهای زبان برنامه نویسی 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. 

ویژگی های اصلی

مهم ترین دلایلی که باعث محبوب شدن زبان برنامه نویسی پایتون شده سادگی این است که سادگی به این معنی که شما با کمترین کدنویسی ممکن و به سرعت میتونید برنامه مورد نظرتون رو بنویسید. از طرف دیگه نحو و دستورات این زبان به زبان انسان خیلی نزدیک هست و این خوانایی برنامه رو بالا میبره.

یکی دیگر از ویژگی های مهم زبان برنامه نویسی پایتون چند پلتفرم بودن اون هست. شما میتونید برنامه رو بدون تغییر یا با تغییرات جزئی در سیستم عامل های مختلفی اجرا بگیرید.

برنامه های نوشته شده با پایتون بر روی سیستم عامل های ویندوز، مکینتاش، یونیکس، لینوکس، سولاریس و … قابل اجرا هست که این ویژگی قدرت زیادی رو به برنامه نویسان این زبان داده.

از دیگر ویژگی های پایتون قابلیت درون سازی کد هست. این ویژگی به این معنی هست که میتونید قسمتی از برنامه رو با زبان دیگری بنویسید و اون رو در میان کدهای پایتون قرار بدید. به عنوان مثال از کدهای زبان جاوا یا C++ میتونید در درون کدهای برنامه تون که به زبان پایتون نوشته شده استفاده کنید.

 پایتون دارای کتابخانه‌های گسترده ای هست. تقریبا میشه گفت برای هر موضوعی که بخواهید در رابطه با آن کد بنویسید، کتابخانه ای در پایتون وجود داره. کتابخانه هایی برای ایجاد اسناد، رابط کاربری، هوش مصنوعی، برنامه نویسی وب، بازی سازی و ….

طراحی اپلیکیشن‌های محاسباتی،‌ علمی و مهندسی

 لایبرری‌های مختلفی که برای پایتون به بازار عرضه شده‌اند این امکان را به توسعه‌دهندگان می‌دهند تا به راحتی و به سرعت بتوانند اپلیکیشن‌های محاسباتی، علمی و مهندسی طراحی کنند که از جملهٔ مهم‌ترین آن‌ها می‌توان به NumPy و SciPy اشاره کرد.

ساخت وب اپلیکیشن

 در سمت بک‌اند زبان برنامه نویسی مختلفی من‌جمله سی‌شارپ، جاوا، پی‌اچ‌پی، جاوااسکریپت و روبی می‌توان استفاده کرد اما پایتون به یمن وجود فریمورک قدرتمندی همچون Django، یکی از کاندیداهای کد نویسی سمت سرور وب اپلیکیشن‌ها است.

طراحی رابط کاربری

 پایتون همچون زبان سی‌شارپ نیست که توسعه‌دهنده با استفاده از نرم‌افزار ویژوال استودیو به راحتی بتواند با درگ & دراپ اقدام به طراحی رابط کاربری کند اما در عین حال فریمورک‌های بسیاری برای این زبان طراحی شده‌اند که طراحان با استفاده از آن‌ها می‌توانند اقدام به طراحی Graphical User Interface یا به اختصار GUI کنند که از آن جمله می‌توان به Tkinter اشاره کرد.

پروتوتایپ

گاهی اوقات تیم‌های توسعهٔ نرم‌افزار نیاز دارند تا یک نمونهٔ اولیه از ایدهٔ خاصی که در ذهن دارند ایجاد کنند تا با دید بهتری اقدام به سیاست‌گذاری‌های آتی خود کنند که در چنین مواقعی زبان برنامه نویسی پایتون به منزلهٔ یکی از بهترین گزینه‌ها است چرا که سرعت توسعهٔ اپلیکیشن با این زبان نسبت به سایر رقبا به مراتب بیشتر است و توسعه‌دهندگان زودتر می‌توانند خروجی کدهای خود را ببینند.

زبان برنامه نویسی پایتون یک زبان سطح بالا و قدرتمند است و ضمن یادگیری آسان کاربردهای فراوانی دارد و بیش از دو دهه است که همچنان مورد استفاده بسیاری از سازمانها و شرکتها و برنامه نویسانشان قرار میگیرد بنابراین یک زبان تمام نشدنی محسوب می شود. زبان برنامه نویسی پایتون اولین زبان کاربردی،محبوب و قدرتمند در سال 2017 می باشد و از اعتبار بسیار بالایی برخوردار است. 

روبی (Ruby)

 یک زبان سطح بالا و شی‌گرا است که برای کار با برنامه‌های کاربردی وب و «موجودیت‌های داده» (data entities) مورد استفاده قرار می‌گیرد. این زبان برای تمرکز زُدایی از وظایف «پُرس‌و‌جو» (query) ایجاد شده است. روبی برای سیستم انواع پویای آن مشهور است که بررسی نوع را در طول زمان اجرا انجام می‌دهد. این زبان همچنین دارای ویژگی مدیریت حافظه خودکار است.

پی‌اچ‌پی (PHP) 

یک زبان اسکریپت‌ نویسی سرور است که در درجه اول برای ساخت وب‌سایت‌های پویا و تعاملی مورد استفاده قرار می‌گیرد. PHP بهترین زبان برای ساخت محتوای HTML است و برای ساخت هر چیزی از یک بلاگ ساده گرفته تا یک وب‌سایت بزرگ به سبک شرکت‌های بزرگ قابل استفاده خواهد بود.

نکته: دلیل «سطح بالا» گفتن به یک زبان آن است که نحو و دستورات آن به زبان انسانی نزدیک‌تر از زبان کامپیوتر است. عبارت سطح بالا در ابتدا برای تشریح زبان‌هایی به کار می‌رفت که وابسته به انواع مشخصی از کامپیوترها نبودند.

اغلب افراد هنگام انتخاب زمینه فعالیت و یادگیری مهارت‌های مرتبط، با این پرسش مواجه می‌شوند که فرصت‌های شغلی موجود و درآمد فعالان آن حوزه چگونه است. این موضوع قطعا برای علاقمندان به فراگیری زبان برنامه نویسی پایتون نیز صادق است. بنابراین در ادامه توضیحاتی پیرامون شرایط شغلی برنامه‌نویسان پایتون در ایران ارائه شده است.

IDE ویراشگر	توسعه دهنده برنامه	آخرین ویرایش پایدار	آخرین تاریخ ارائه برنامه	سیستم عامل مورد نیاز	ابزار
Eric Python IDE	Detlev Offenbach	4.4.4a	۲۰۱۰-۰۵-۱۰	Independent	Qt
ویژوال استادیو کد	Microsoft	۱٫۲۸٫۱	۲۰۱۸-۱۰-۲۰	چند سکویی
جینی	Enrico Tröger	۰٫۱۷	۲۰۰۹-۰۵-۰۲	Independent	GTK2
PyCharm	JetBrains	۲۰۱۸٫۲٫۴	۲۰۱۸-۰۹-۱۹	چند سکویی	Swing
IDLE	خَودو فان روسوم و دیگران	۳٫۴٫۱	۲۰۱۴	Independent	تکینتر
Komodo IDE	ActiveState	۶٫۰٫۰	۲۰۱۰-۱۰-۰۷	چند سکویی	موزیلا platform
مونودولاپ	ناول and the Mono community	۲٫۲٫۱	۲۰۱۰-۰۲-۰۳	چند سکویی	Gtk#
نت‌بینز	سان مایکروسیستمز	۶٫۹	۲۰۱۰-۰۶-۱۵	چند سکویی	Swing
PIDA	Team	۰٫۶٫۲	۲۰۱۰-۰۸-۰۴	چند سکویی	PyGTK
PyDev	Aptana	۱٫۶٫۴	۲۰۱۱-۰۱-۰۲	اکلیپس چند سکویی	SWT
Pymacs	François Pinard	۰٫۲۳	۲۰۰۸-۰۲-۲۸	چند سکویی	ایمکس
Stani’s Python Editor	Stani	0.8.4h	۲۰۰۸-۰۲-۱۴	Independent	wxPython
wxGlade	Alberto Griggio	۰٫۶٫۳	۲۰۰۸-۰۲-۰۲	Independent	wxPython
Wing	Wingware	۳٫۲٫۸	۲۰۱۰-۰۶-۰۳	گنو/لینوکس، اواس ده، ویندوز	جی‌تی‌کی+

• Blender یک نرم افزار آزاد و متن باز کم حجم و قدرتمند برای ساخت مدل ها و انیمیشن های سه بعدی که در ساخت آن از زبان پایتون استفاده شده است. همچنین این نرم افزار از زبان پایتون برای اسکریپ نویسی داخل خود استفاده میکند.
• CINEMA 4D یک نرم افزار قدرتمند دیگر برای انجام کارهای سه بعدی است که از زبان پایتون برای اسکریپ نویسی داخلی خود استفاده میکند.
• sublime text که یک ویرایشگر متنی چند پلتفرمی برای کدنویسی هست و از نحو دستورات زبان های برنامه نویسی بسیاری پشتیبانی میکنه.
• Dropbox یکی از معروف ترین و بهترین سرویس های میزبانی فایل در اینترنت.
• Panda3D یک موتور بازی که با زبان های برنامه نویسی پایتون و C++ نوشته شده است.
• OpenShot Video Editor یک نرم افزار آزاد و متن باز ویرایشگر فایل های ویدئویی برای سیستم عامل لینوکس.
• Ubuntu Software Center نرم افزار گرافیکی نصب و مدیریت بسته های نرم افزاری برای سیستم عامل اوبونتو.
• Pidgin یک نرم افزار معروف پیام رسان که از زبان پایتون به همراه زبان های دیگر برای نوشتن استفاده شده است.
• BitTorrent اصلی ترین و معروف ترین نرم افزار دانلود و اشتراک گذاری فایل در شبکه های نظیر به نظیر.

این ها تنها نمونه هایی از برنامه هایی هست که با زبان پایتون نوشته شده و علاوه بر مواردی که ذکر شد، برنامه های بسیاری نیز وجود داره که با جستجو در اینترنت میتونید اونها رو پیدا کنید. به عنوان مثال سایت ویکی پدیا لیستی از برنامه های نوشته شده با زبان پایتون رو تهیه کرده که میتونید مطالعه کنید. این نشون دهنده این هست که زبان پایتون در عین سادگی میتونه بسیار قدرتمند باشه و برای ساخت برنامه های مختلف مورد استفاده قرار بگیره.