معرفی زبان برنامه نویسی پایتون و کاربردهای آن

معرفی زبان برنامه نویسی پایتون و کاربردهای آن

پایتون یک زبان برنامه نویسی محبوب است که به سرعت درحال انتخاب از طرف دیگران است.

این زبان به دلیل syntax آسان تر، اپلیکیشن های گسترده و تقاضای بالا محبوب است.

بهتر باشد در ابتدا بدانیم که پایتون چیست و یادگیری آن چقدر می تواند مفید باشد.

کاربرد زبان پایتون در عصر امروز بسیار قابل قبول خواهد بود.

پایتون چیست؟

یک زبان برنامه‌نویسی همه منظوره، سطح بالا،شی‌گرا، اِسکریپتی و متن باز است فلسفهٔ ایجاد آن تأکید بر دو هدف اصلی خوانایی بالای برنامه‌های نوشته شده و کوتاهی و بازدهی نسبی بالای آن است.

کلمات کلیدی و اصلی این زبان به صورت حداقلی تهیه شده‌اند و در مقابل کتابخانه‌هایی که در اختیار کاربر است بسیار وسیع هستند.

بر خلاف برخی زبان‌های برنامه‌نویسی رایج دیگر که بلاک‌های کد در آکولاد تعریف می‌شوند

(به‌ویژه زبان‌هایی که از گرامر زبان سی پیروی می‌کنند) در زبان پایتون از نویسه فاصله و جلو بردن متن برنامه برای مشخص کردن بلاک‌های کد استفاده می‌شود.

به این معنی که تعدادی یکسان از نویسه فاصله در ابتدای سطرهای هر بلاک قرار می‌گیرند، و این تعداد در بلاک‌های کد درونی‌تر افزایش می‌یابد.

بدین ترتیب بلاک‌های کد به صورت خودکار ظاهری مرتب دارند.

پایتون مدل‌های مختلف برنامه‌نویسی (از جمله شی‌گرا و برنامه‌نویسی دستوری و تابع محور) را پشتیبانی می‌کند

و برای مشخص کردن نوع متغییرها از یک سامانهٔ پویا استفاده می‌کند.

این زبان از زبان‌های برنامه‌نویسی مفسر بوده و به صورت کامل یک زبان شی‌گرا است

که در ویژگی‌ها با زبانهای تفسیری پرل، روبی، اسکیم، اسمال‌تاک و تی‌سی‌ال مشابهت دارد و از مدیریت خودکار حافظه استفاده می‌کند.

ویژگی ها و قابلیت های پایتون

امنیت اطلاعات

از پایتون همچنین استفاده وسیعی در صنعت ایمنی اطلاعات می‌شود.

مثلاً در چندین ابزار پیشنهاد شده توسط تأمین امنیت و امنیت مرکزی و اسکنر امنیت کاربردی وب واپیتی. پایتون معمولاً در توسعه کاربرد مورد استفاده قرار می‌گیرد.

سادگی و صراحت (Simplicity):

پایتون یک زبان ساده و کمینه گرا است. وقتی نگاهی به سورس کد یک برنامه ی نوشته شده به زبان پایتون بیاندازیم، احساس می کنیم که با یک متن انگلیسی صریح مواجه هستیم.

شاید بتوان گفت این بزرگترین نقطه ی قوت پایتون است که به جای درگیر کردن برنامه نویس به جزئیات زبان به او اجازه می دهد تا روی حل مسئله تمرکز داشته باشد.

همین موضوع سرعت کدنویسی و خوانایی این زبان را هم افزایش داده است.

منحنی یادگیری کم شیب (Low Learning Curve):

قطعاً عامل اصلی این موضوع که یادگیری پایتون به عنوان قدم اول به مشتاقان برنامه نویسی و حتی کودکان توصیه می شود سینتکس فوق العاده ساده ی آن است.

همان طور که گفتیم صراحت زبان پایتون نه تنها خوانایی آن را افزایش داده است،

بلکه با حذف پیچیدگی ها سهولت یادگیری آن را نیز بیش تر کرده است.

رایگان و متن باز بودن (Free & Open Source):

توزیع های مختلف زبان برنامه نویسی پایتون کاملاً رایگان بوده و هر برنامه نویس می تواند سورس کد آن را بخواند، آن را تغییر دهد، و در برنامه های خود از اسکریپت های آن استفاده کند.

سطح بالا بودن (High-level):

پایتون از جمله زبان های قدرتمند سطح بالا است که برنامه نویس را درگیر جزئیات سطح پایین مثل مدیریت حافظه یا کار با ثبات ها (Registers) و غیره نمی کند.

پرتابل بودن (Portable):

ماهیت متن باز پایتون موجب شده است که این زبان با پلتفرم های مختلف سازگار باشد.

بنا بر اعلام رسمی سایت پایتون، در حال حاضر این زبان روی ۲۱ پلتفرم از جمله Windows، GNU/Linux، Macintosh، Solaris، Android، iOS، و … کار می کند

و برنامه های نوشته شده به این زبان بدون نیاز به تغییر یا با تغییرات بسیار جزئی روی تمام پلتفرم ها اجرا می شوند.

زبانی تفسیرشده (Interpreted):

بر خلاف زبان های کامپایل شده ای مانند سی یا جاوا، زبان برنامه نویسی پایتون یک زبان تفسیر شده است

و سورس کد برنامه های نوشته شده به این زبان با استفاده از یک مفسر اجرا می شود که همین موضوع قابلیت پرتابل بودن آن را افزایش می دهد.

شیء گرایی (Object Oriented):

پایتون در مقایسه با زبان هایی مانند جاوا یا سی پلاس پلاس، روش قدرتمندتر و ساده تری را برای اجرا برنامه های شیئ گرا به کار می گیرد.

توسعه پذیری (Extensible):

یکی از مشکلات زبان تفسیر شده ی پایتون سرعت پایین اجرا در مقایسه با زبان های کامپایل شده ای مانند سی یا جاوا است.

حال اگر بخواهید قطعه ای از کدها سریع تر اجرا شود یا اگر بخواهید بخشی از الگوریتم برنامه ی خود را پنهان کنید

می توانید آن بخش را به زبان سی، سی پلاس پلاس یا جاوا بنویسید و آن را در میان کدهای پایتون برنامه ی خود قرار دهید.

جای پذیری (Embeddable):

علاوه بر این که می توان کدهای زبان های دیگر را در برنامه های نوشته شده به زبان پایتون قرار داد،

می توان قطعه کدهایی را به زبان پایتون نوشت و در سورس کد برنامه های سی،سی پلاس پلاس یا جاوا نشاند

و به این ترتیب قابلیت های اسکریپتی به سورس کد مد نظر اضافه نمود.

کتابخانه ی گسترده:

پایتون به راستی از یک کتابخانه ی استاندارد غنی بهره می برد و در کنار این کتابخانه ی وسیع، کتابخانه های سایر توسعه دهندگان نیز به سرعت در حال توسعه می باشند.

که در مجموع ابزارهای مناسبی را برای ایجاد اسناد، رابط های گرافیکی کاربر (GUI)، مرورگرهای وب، رمزنگاری، هوش مصنوعی، ایمیل، بازی سازی، داده کاوی، ایجاد و مدیریت وب سایت، و بسیاری کاربردهای دیگر در اختیار برنامه نویسان قرار می دهد.

همه منظوره بودن (General-Purpose):

پایتون یک زبان برنامه نویسی با طیف گسترده ای از کاربردها است که در حوزه های مختلف و متنوع کاربرد داشته است که از جمله مهم ترین کاربردهای آن در طی سالیان گذشته می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• موتور جستجوگر گوگل و موتور گرافیکی یوتیوب
• ساخت برنامه های کاربردی علمی در سازمان فضایی ناسا، Fermilab
• بخشی از سرویس ایمیل یاهو
• تست سخت افزار در IBM ،Intel ،Cisco
• ابزارهای نصب لینوکس در نسخه ی Redhat
• سرویس ابری Dropbox

و بسیاری کاربردهای دیگر نظیر طراحی سایت های دینامیک، تولید نرم افزارهای دسکتاپ،انیمیشن سازی، بازی سازی، شبکه، امنیت، پایگاه داده، داده کاوی، ساخت برنامه های محاسباتی و کاربردی در رشته های مختلف نظیر ریاضی، فیزیکی، آمار، زیست و … .

در نهایت می توان گفت که پایتون ابزاری مهیج و قدرتمند در اختیار برنامه نویسان است که کار با آن ساده و سرگرم کننده می باشد و تسلط بر آن کاربران را وارد دنیایی شگفت انگیز و بی نهایت می کند که هرکس می تواند متناسب با توانایی هایش از امکانات آن برای حل مسائل خود بهره مند شود.

چرا زبان برنامه نویسی پایتون را انتخاب کنیم؟

زبان‌های برنامه نویسی زیادی در حال حاضر وجود دارند که یک برنامه نویس مبتدی می‌تواند یکی از آن‌ها را برای شروع انتخاب کند

و این در حالی است که هر یک از زبان‌های برنامه نویسی دارای نقاط ضعف و قوت خاص خودشان هستند

و با آگاهی از همین نقاط ضعف و قوت است که ما به عنوان یک برنامه نویس مبتدی می‌توانیم بسته به نیازی که برای یادگیری برنامه نویسی داریم دست به انتخاب درستی بزنیم.

آگاهی از نقاط ضعف و قوت زبان‌های برنامه نویسی به برنامه نویسان کمک می‌کند تا با دید بازتری اقدام به استفاده از آن زبان برنامه نویسی نمایند.

در ادامه قصد داریم به نکاتی بپردازیم که زبان برنامه نویسی پایتون را از سایر زبان‌های برنامه نویسی متمایز می‌سازد

و این زبان قدرتمند را به گزینه ی مناسبی برای طراحی و ساخت اپلیکیشن های حرفه‌ای مبدل می سازد.

هر زبان برنامه نویسی با یک هدف خاص در ذهن توسعه دهندگان آن زبان طراحی و توسعه داده شده است تا دردی از دردهای سایر برنامه نویسان را دوا کند.

در ارتباط با زبان برنامه نویسی پایتون، بایستی گفت که هدف اصلی این بود که زبانی به دنیا عرضه گردد که در یک کلام ساده و کاربردی باشد.

توجه داشته باشیم که اگر با توجه به نیازهای خود در توسعه ی اپلیکیشن اقدام به انتخاب زبان نامناسبی کنیم،

این نوع انتخاب ما در آینده می‌تواند بهای گزافی برای ما در بر داشته باشد که از آن جمله می‌توان به صرف وقت زیاد، سرعت توسعه ی کم، راندمان اندک و بسیاری مشکلات دیگر اشاره کرد:

نیاز به تعداد خطوط کد کمتر:

سورس کد برنامه‌های نوشته شده با پایتون در مقایسه با سایر رقبا –

مثل زبان‌های سی، جاوا و سی پلاس پلاس- چیزی در حدود ۲ تا ۱۰ برابر کمتر است.

لذا این نوید به شما داده می‌شود که زمان کمتری برای نوشتن یک اپلیکیشن با این زبان برنامه نویسی قدرتمند نیاز دارید.

خوانایی زیاد:

همان‌طور که درک زبانی همچون زبان چینی در مقایسه با مثلاً زبان انگلیسی بسیار دشوارتر است،

در مورد زبان‌های برنامه نویسی هم دقیقاً قضیه به همین شکل است.

به عبارت دیگر، برخی از زبان‌های برنامه نویسی هستند که مطالعه ی سورس کد آن‌ها به مراتب دشوارتر از سایر زبان‌ها است

و خبر خوشحال کننده این که سینتکس زبان برنامه نویسی پایتون -اگر نگوییم راحت ترین-

یکی از راحت ترین سینتکس ها در میان زبان‌های برنامه نویسی است

چرا که تا حد بسیار زیادی شبیه به زبان انگلیسی است!

یادگیری سریع:

پیش از این هم گفتیم که منحنی یادگیری کم شیب پایتون،‌ آن را به گزینه ی خوبی برای مبتدیان مبدل ساخته است.

توسعه دهندگان اصلی زبان برنامه نویسی پایتون همواره این دغدغه را داشته‌اند تا زبانی طراحی کنند

که خیلی قوانین عجیب و غریب نداشته و استثناء های آن منجر به یادگیری دشوار این زبان نگردد

و همین رویکرد در طراحی زبان برنامه نویسی پایتون منجر گردیده تا این زبان جزو زبان‌هایی گردد که یادگیری آن خیلی سریع اتفاق می‌افتد

حتی برای کسانی که هیچ آشنایی با دنیای برنامه نویسی ندارند.

از پایتون برای چه اپلیکیشن هایی می توان استفاده کرد؟

با توضیحات فوق، حال قصد داریم ببینیم

که از زبان برنامه نویسی پایتون برای چه نوع اپلیکیشن هایی می‌توانیم استفاده کنیم

که در ادامه، برخی از شاخص ترین کاربردهای پایتون را بر می شماریم:

برای پروتوتایپ سازی:

گاهی اوقات تیم های توسعه ی نرم افزاری در سراسر دنیا نیاز دارند تا یک نمونه ی اولیه از ایده ی خاصی که در ذهن دارند ایجاد کنند تا با دید بهتری اقدام به سیاست گذاری توسعه ی اپلیکیشن خود کنند.

در چنین مواقعی، زبان برنامه نویسی پایتون به منزله ی یکی از بهترین گزینه ها است

چرا که سرعت توسعه ی اپلیکیشن با این زبان نسبت به سایر رقبا به مراتب بیشتر است و توسعه دهندگان زودتر می‌توانند خروجی کدهای خود را ببینند.

ساخت وب اپلیکیشن:

اگرچه زبان جاوا اسکریپت به عنوان معروف ترین زبان برنامه نویسی وب اپلیکیشن ها محسوب می‌گردد

اما در این حوزه زبان پایتون هم حرف‌هایی برای گفتن دارا است و در حال حاضر در جایگاه دوم قرار دارد.

واقعیت امر آن است که پایتون قابلیت‌هایی را در اختیار توسعه دهندگان قرار می‌دهد که جاوا اسکریپت از برآورده کردن آن‌ها ناتوان است

و در کل پایتون این امکان را در اختیار توسعه دهندگان قرار می‌دهد تا وب اپلیکیشن های سریع‌تری طراحی کنند.

طراحی اپلیکیشن های محاسباتی،‌ علمی و مهندسی:

کتابخانه‌های طراحی شده برای پایتون این امکان را به توسعه دهندگان می‌دهد

تا به راحتی و به سرعت بتوانند اپلیکیشن های محاسباتی، علمی و مهندسی طراحی کنند

که از جمله ی مهم‌ترین این کتابخانه‌ها می‌توان به NumPy و SciPy اشاره کرد.

کار با XML:

زبان xml یکی از زبان‌هایی است که برای ذخیره سازی داده‌های تحت وب مورد استفاده قرار می‌گیرد

و پایتون هم ارتباط بسیار خوبی با این زبان دارا است.

به طور مثال، اگر شما در پروژه ای بخواهید از وب سرویس استفاده کنید، زبان پایتون گزینه ی بسیار مناسبی است.

ارتباط با دیتابیس:

امروزه کسب و کارهای بسیاری هستند که مبتنی بر داده‌ها هستند و مسلماً نیاز دارند تا داده‌های خود را در دیتابیسی ذخیره سازند.

پایتون به سادگی می‌تواند با دیتابیس های مختلف ارتباط بر قرار ساخته و به تبادل داده

با دیتابیس -خواندن داده ها، ثبت داده ها، آپدیت داده‌ها و حذف آن ها- بپردازد.

طراحی رابط کاربری:

پایتون همچون زبان سی شارپ نیست که توسعه دهنده با استفاده از نرم‌افزار ویژوال استودیو

به راحتی بتواند با درگ اند دراپ اقدام به طراحی رابط کاربری کنداما در در عین حال فریم ورک های

بسیاری برای این زبان طراحی شده‌اند که طراحان با استفاده از آن‌ها می‌توانند ا قدام به طراحی UI اپلیکیشن های خود کنند.

برنامه‌هایی که کاملاً یا بخشی از آن‌ها با پایتون نوشته شده‌است:

• اینستاگرام (Instagram): نرم‌افزار اشتراک‌گذاری تصاویر و ویدیوها
• CINEMA 4D یک نرم افزار قدرتمند دیگر برای انجام کارهای سه بعدی است
  که از زبان پایتون برای اسکریپ نویسی داخلی خود استفاده میکند.
• بیت‌تورنت (نرم‌افزار BitTorrent): نرم‌افزار کلاینت برای فایل‌های به اشتراک گذاشته شدهٔ (p2p) توسط پروتکل بیت‌تورنت
• بلندر (Blender): یک نرم‌افزار ۳ بعدی و اپن سورس بسیار معروف
• چندلر (Chandler): مدیر اطلاعات شخصی شامل تقویم، میل، کارهای روزانه، یادداشت‌ها و…
• Civilization IV: یک گیم کامپیوتری بر مبنای پایتون که از boost.python استفاده می‌کند
• OpenShot Video Editor یک نرم افزار آزاد و متن باز ویرایشگر فایل های ویدئویی برای سیستم عامل لینوکس
• میلمن (Mailman): یکی از معروفترین نرم‌افزارهای مرتبط با ایمیل
• کمبیلو (Kombilo): مدیر پایگاه داده و مرورگر بازی‌های go
• موین‌موین (MoinMoin): یکی از قدرتمندترین و معروفترین ویکی‌های موجود
• پلون (Plone): یک ابزار مدیریتی محتوایی اپن سورس، قدرتمند و کاربر پسند
• پورتاژ (Portage): قلب توزیع جنتو. یک مدیر بستهای سیستم لینوکس
• زوپ (zope): یک پلتفورم شیء گرای مبتنی بر وب. زوپ شامل یک سرور نرم‌افزار به همراه
  پایگاه داده شیء گرا و یک رابط مدیریتی درونی مبتنی بر وب می‌باشد
• اس‌پی‌ای (SPE): یک IDE رایگان، اپن سورس برای سیستم‌عامل‌های ویندوز، لینوکس، مک
  که از wxGlade(طراحی رابط کاربر),PyChecker (دکتر کد) (Blender(3D پشتیبانی می‌کند.
• یام (Yum): یک برنامه مدیریت بسته متن‌باز برای توزیع‌های سازگار با آرپی‌ام.
• آباکوس(Abaqus):نرم‌افزار شبیه‌سازی با روش المان محدود که امکان اسکریپت نویسی به زبان پایتون را به کاربر می‌دهد.
• sublime text که یک ویرایشگر متنی چند پلتفرمی برای کدنویسی هست
  و از نحو دستورات زبان های برنامه نویسی بسیاری پشتیبانی میکنه.
• Panda3D یک موتور بازی که با زبان های برنامه نویسی پایتون و C++ نوشته شده است.

این ها تنها نمونه هایی از برنامه هایی است که با زبان پایتون نوشته شدن و علاوه برمواردی که ذکر شد،

برنامه های بسیاری نیز وجود داره که با جستجو در اینترنت میتونید اونها رو پیدا کنید.

در این آموزش سعی شد به طور کلی با زبان پایتون، ویژگی ها و قدرت این زبان آشنا بشید.

اگر با برنامه نویسی آشنایی ندارید و تا بحال با هیچ زبانی برنامه نویسی نکردید

اما دوست دارید شروع به برنامه نویسی و کدنویسی کنید، زبان برنامه نویسی پایتون به دلیل سادگی و سهولت در یادگیری و قدرتمند بودن برای شروع خوب است.

برای یادگیری هر نوع زبان برنامه نویسی کافیه به آن علاقه مند باشید و مشتاقانه دوره آموزش ها رو که به زودی در سایت زرین هور قرار میگیره رو دنبال کنید.

نظرات و پیشنهادات خود را با ما در میان بگذارید.☺