واقعیت جادوی پایتون چیست و چه کاربردی دارد؟

عصرایران: به‌دنبال انتشار ویدئویی در شبکه‌های اجتماعی در نشست «دانشمندان یک درصد برتر جهان» که پایتون_گیت معروف شده است، کاربران اینترنت و شبکه‌های اجتماعی توجه زیادی به این موضوع نشان دادند.

داده‌های گوگل (تصویر بالاتر) نشان می‌دهد که جستجوهای گوگل با کلیدواژه پایتون در روز ۲۳ فروردین افزایش قابل توجهی داشته است به‌نحوی که از جستجوهای مربوط به دولت رییسی و حجاب پیشی گرفته است.

در تلگرام نیز توجهات به این موضوع افزایش توجهی داشته است و‌ مطالب با کلیدواژه «پایتون» در این روز بیش از ۳ میلیون بار دیده شده است.

 به همین جهت در این مطلب قصد داریم با  «پایتون» بیشتر آشنا شویم و کاربرد آن را بدانیم: 

به احتمال زیاد تا کنون نام زبان برنامه نویسی پایتون را شنیده و از خود پرسیده‌اید که پایتون چیست و چه کاربردهایی دارد، کجا می‌توان از پایتون استفاده کرد و چه ویژگی‌هایی دارد؟ کتابخانه‌ها و فریمورک‌های محبوب آن کدامند و برای چه مواردی از آن‌ها استفاده می‌شود؟ چگونه می‌توان پایتون را روی سیستم کامپیوتری خود نصب کرد؟ ساده‌ترین برنامه‌ای که می‌توان با پایتون نوشت چیست؟ اگر به دنبال پاسخ این پرسش‌ها هستید و می‌خواهید به زبان ساده، پایتون را درک کنید، مطالعه این مطلب تا انتها پیشنهاد می‌شود.

پایتون

 تا سال 1991، کلمه “پایتون” بیشتر مردم را به فکر مارها می انداخت (پایتون به معنی مار است). اما امروزه دیگر اینطور نیست! کلمه Python دنیا را متحول کرده است و در حال حاضر در دنیای برنامه نویسی محبوبیت زیادی دارد.

دورانی که برنامه نویسان مجذوب زبان هایی مانند C++ و جاوا بودند، گذشته است. در حال حاضر هم برنامه نویسان مبتدی و هم برنامه نویسان ارشد، پایتون را به عنوان زبان برنامه نویسی خود انتخاب می کنند. اما محبوبیت پایتون به چه دلیل است؟ این دقیقا همان چیزی است که ما می خواهیم در این مقاله توضیح دهیم
پایتون چیست؟

پایتون یک زبان برنامه نویسی سطح بالا و شی گرا است که توسط Guido van Rossum توسعه یافته است. این یعنی پایتون بر اساس داده ها است و به راحتی توسط انسان قابل درک است.

در ابتدا پایتون فقط برای خودکارسازی مطالب خسته کننده مفید بود، اما خیلی زودی ماهیت اصلی آن آشکار شد. ما متوجه شدیم که پایتون مانند زبان‌هایی مانند HTML/CSS، Ruby یا PHP نیست.

معرفی پایتون به عنوان یک زبان عمومی، دنیای برنامه نویسی را متحول کرد. پایتون مانند زبان های دیگر مورد استفاده قرار نمی گرفت و فقط برای حل مسائل خاص استفاده می شد. در واقع می توان از آن در حوزه های مختلفی مانند توسعه وب، توسعه اپلیکیشن، علم داده و هوش مصنوعی استفاده کرد.

تطبیق پذیری و نحو ساده این زبان، آن را برای هر برنامه نویس تازه کاری مناسب می کند.

چرا پایتون ؟

۱- برنامه نویسی  سطح بالای انتزاع ارائه شده توسط پایتون به نفع همه برنامه نویسان است. این زبان بسیار تعاملی است و دارای یک نحو ساده است که باعث محبوبیت آن می شود.

۲- هوش مصنوعی و یادگیری ماشین  پایتون به دلیل ماهیت پایدار، انعطاف ‌پذیر و ساده‌ اش، به‌ طور گسترده در زمینه‌ های یادگیری ماشین و هوش مصنوعی استفاده می‌ شود. در واقع، با توجه به وجود ابزارهای هوش مصنوعی و ML، پایتون یکی از زبان‌های مورد استفاده متخصصان داده‌ و یادگیری ماشین است.

۳- تجزیه و تحلیل داده ها و علم داده  مانند هوش مصنوعی و ML، حوزه تحلیل داده و علم داده نیز شاهد استفاده گسترده از پایتون است. در حال حاضر یعنی زمانی که ما هر روز داده‌های بیشتری تولید می ‌کنیم، پلتفرم‌ های کارآمد مانند پایتون برای تجزیه و تحلیل، دستکاری و مدیریت داده‌ها تقاضای زیادی دارند.

۴- توسعه وب و بازی  زمینه های توسعه وب و توسعه بازی در استفاده از پایتون خیلی عقب نیستند. پایتون برای توسعه نمونه های اولیه بازی های سریع بسیار کارآمد است. چارچوب های وب مانند Django و Flask، نه گفتن به پایتون را در انجام فعالیت های مربوط به توسعه وب بسیار دشوار می کنند.

۵- سازگاری با تمام سیستم عامل های اصلی  پایتون از تمامی سیستم عامل های محبوب پشتیبانی می کند. همان کدها می توانند بدون کامپایل مجدد روی پلتفرم های مختلف اجرا شوند.

 ۶- sysadmin ها  کسانی که با هنر اسکریپت نویسی آشنا هستند، عمیقا پایتون را درک می کنند. پایتون تضمین می کند که فرآیند خودکارسازی وظایف خسته کننده یا خیلی پیچیده نیست.

۷- انجمن پایتون  پایتون جامعه کاربری بسیار بزرگی دارد (لینک ورود). این به وضوح نشان می دهد که مهم نیست با چه مشکلی مواجه خواهید شد، در هر صورت می توانید با پشتیبانی انجمن پایتون راه حلی پیدا کنید.

آیا پایتون منبع باز است؟

طبق گواهینامه Open Source Initiative (مجوز متن باز) و مجوز عمومی GPL (مجوز وردپرس)، تمام نسخه های مدرن پایتون منبع باز هستند. پایتون در واقع کاملا رایگان است، حتی برای استفاده تجاری.

اگرچه لوگو پایتون دارای علامت تجاری است، اما انجام برخی سفارشی ‌سازی‌ها مجاز است.

پایتون چه کاری می تواند انجام دهد؟

با استفاده از پایتون به عنوان یک زبان برنامه نویسی می توانیم دستاوردهای زیادی داشته باشیم. در ادامه لیستی از کارهایی که می توانیم با پایتون انجام دهیم را مشاهده می کنید:

    ایجاد برنامه های کاربردی وب روی سرور
    ایجاد گردش کار در کنار نرم افزار
    خواندن و اصلاح سیستم های پایگاه داده
    حل مشکلات پیچیده و مدیریت داده های بزرگ
    ایجاد نرم افزارهای آماده تولید

  یادگیری پایتون

۱- یادگیری پایتون آسان است

بله! درست خواندید نحو ساده پایتون نه تنها خوانایی آن را افزایش می دهد، بلکه تضمین می کند که یکی از آسان ترین زبان های برنامه نویسی برای یادگیری است.

اغلب ما زمانی که مبتدی هستیم از برنامه نویسی می ترسیم. پایتون در شروع یادگیری مانند یک دوست عمل می کند و نحوی را در اختیار شما قرار می دهد که دقیقا مانند زبان انگلیسی است!

۲- پایتون چندین کتابخانه، فریمورک و پکیج دارد

شما می توانید کتابخانه های پایتون را جستجو کنید، آنها را وارد کنید و در نهایت برنامه خود را با نوشتن کد در پایتون پیاده سازی کنید! باور کنید یا نه، به همان اندازه که به نظر می رسد ساده است.

۳- کاربردهای متنوع

اگر تصمیم به بازدید از python.org دارید، داستان های موفقیت متعددی را خواهید یافت. این داستان ها شامل موفقیت شرکت هایی هستند که در حوزه هایی مانند استخدام، مراقبت های بهداشتی، خدمات مالی، بازاریابی و آموزش کار می کنند. بنابراین می توان گفت که برنامه های کاربردی پایتون بی پایان هستند و به نظر می رسد زمان حال زمان خوبی برای آشنایی با پایتون باشد!

۴- یکی از بهترین زبانهای توسعه وب است

*پایتون تقریباً در مورد هر چیزی، مجموعه بزرگی از کتابخانه های از پیش ساخته شده را دارد. مثلا کتابخانه های مخصوص محاسبات علمی، پردازش تصویر، پردازش داده ها، یادگیری ماشین، یادگیری عمیق و ..

* کد پایتون به دلیل نحو ساده و واضح، زمان کمتری برای نوشتن می برد. به همین دلیل، کدی که در پایتون نوشته شده، خیلی خوب و سریع می تواند نمونه های اولیه ای ایجاد کند.

* پایتون ROI پروژه های تجاری را تسریع می کند. دلیل این امر شبیه به نکته قبلی است: شما می توانید کد خود را سریع تر بنویسید و ارسال کنید. این امر به ویژه برای استارتاپ ها مهم است.

* پایتون یک فریم ورک داخلی برای آزمایش واحد دارد. این به شما کمک می کند تا کد عاری از اشکال را ارسال کنید. علاوه بر ویژگی های استاندارد پایتون، یکی از مهمترین نقاط قوت آن در توسعه وب، تنوع فریم ورک های وب ارائه شده است.

۵- پایتون یک زبان تایپ شده پویا و قابل گسترش است

برخلاف زبان‌ های برنامه ‌نویسی سنتی مانند جاوا و C، در پایتون هیچ تعریف دقیقی از متغیرها قبل از تخصیص مقادیر وجود ندارد. این امر به پایتون کمک می کند تا انعطاف ‌پذیر باشد و به متغیرها اجازه می ‌دهد در زمان‌های مختلف اجرا و نوع داده متفاوتی داشته باشند. همچنین باعث می شود پایتون به صورت پویا تایپ شود. این واقعیت که پایتون می تواند برای اصلاح یا اضافه کردن نحو و کد در زبان های دیگر استفاده شود، آن را به یک زبان توسعه پذیر تبدیل می کند.

۶- پایتون برای اینترنت اشیا (IOT)

بسته به دیدگاه شما، اینترنت اشیاء را می توان متفاوت درک کرد. به خاطر این توضیحات، فرض کنید در مورد اشیاء فیزیکی که در یک سیستم تعبیه قرار دارند صحبت می کنیم که سیستم آن ها را به اینترنت وصل می کند.

این “اشیا” اکنون آدرس IP خود را دارند و می توانند با استفاده از شبکه با “اشیا دیگر” از راه دور یا محلی ارتباط برقرار کنند. IoT اغلب در پروژه هایی که شامل شبکه های حسگر بی سیم، آنالیز داده ها، سیستم های فیزیکی سایبر، داده های بزرگ و یادگیری ماشین است، نقش دارد. علاوه بر این ، پروژه های IoT اغلب شامل تجزیه و تحلیل و فرآیندهای در زمان واقعی هستند.

در حالت ایده آل، زبان برنامه نویسی شما برای یک پروژه IoT از قبل باید انتخاب قدرتمندی برای زمینه های فوق باشد، در عین حال سبک و مقیاس پذیر باشد. پایتون خیلی خوب با این معیارها مطابقت دارد.

۷-پایتون برای یادگیری ماشین (ML)

یادگیری ماشین جدیدترین فیلد در دنیای توسعه نرم افزار است. به دلیل امکانات ظاهراً بی حد و حصر آن، به طور مرتب و به درستی در محبوبیت رو به افزایش است. این ایده که رایانه ها می توانند بجای کار کردن مطابق با قوانین مدون، به طور فعال یاد بگیرند، بسیار هیجان انگیز است. این یک رویکرد کاملاً جدید برای حل مسئله ارائه می دهد.

پایتون در خط مقدم یادگیری ماشین قرار دارد. مطالعات متعدد به طور واضح از پایتون به عنوان محبوب ترین زبان برای یادگیری ماشین و علم داده استقبال می کند. اما چرا اینطور است؟ راز پایتون چیست؟

فریم ورک های برتر وب پایتون

جنگو (Django): گسترده ترین فریم ورک وب پایتون – حداقل تا همین اواخر. علامت تجاری جنگو کامل بودن آن است، زیرا هدف آن ارائه تمام ابزارهای لازم برای ساخت یک برنامه وب در یک پکیج واحد است. اگر برنامه شما نسبتاً استاندارد باشد این گزینه مناسب است، زیرا به شما امکان می دهد بیشتر مراحل ابتدایی را جست و جو کنید و سریع تر یک راه حل کارآمد پیدا کنید.

فلسک (Flask): در مقایسه با جنگو، فلسک بسیار بیشتر به خدمات جزئی نگاه می کند که ممکن است دلیل محبوبیت شماره ۱ جدید آن بر اساس JetBrains باشد. برخلاف جنگو که همه در یک پکیج هستند، فلسک بیشتر مانند چسب کار می کند که به شما امکان می دهد کتابخانه ها را با یکدیگر ترکیب کنید. فلسک خود را به خوبی به یک رویکرد تکرار شونده برای اضافه کردن ویژگی ها و خدمات جدید “یک بار در هر زمان” می اندازد.

Bottle :Bottle فریم ورک دیگری است که ترجیح می دهد از این مسئله غافل شود که کاربر را با هر چیز دیگری که ممکن است لازم داشته باشد تحت الشعاع قرار دهد. این فریم ورک سبک وزن است و هیچ وابستگی خارجی به غیر از کتابخانه استاندارد پایتون (stdlib) ندارد. برای نمونه سازی، به عنوان یک ابزار یادگیری یا برای ساخت و اجرای برنامه های وب شخصی ساده، بسیار عالی کار می کند.

Pyramid: کمال Pyramid از میراث دو فریم ورک قبلی ناشی می شود: Pylons و repoze.bfg.Now که اکنون در Pyramid ادغام شدند. Pylons یکی از فریم ورک های برتر پایتون به حساب می آمد. مهمترین مزیت Pyramid نسبت به جنگو این است که سفارشی سازی در آن بسیار ساده است، در حالی که جنگو بیشتر “مورد تفکر” است. این امر باعث می شود Pyramid برای پروژه های غیر استاندارد که می توانند پیچیده تر باشند، یک انتخاب عالی باشد.

نحو پایه پایتون

نحو اولیه پایتون بسیار ساده و کاربرپسند است و تقریبا شبیه زبان انگلیسی است اگرچه شباهت هایی به نحو جاوا، جاوا اسکریپت و پرل هم دارد.

3 جنبه کلیدی نحو پایتون که آن را از سایر زبان های برنامه نویسی متمایز می کنند عبارتند از:

۱- تورفتگی پایتون

در بیشتر زبان های برنامه نویسی، تورفتگی برای تسهیل خوانایی کد اضافه می شود. اما در پایتون تورفتگی نقش بسیار حیاتی ایفا می کند.

تورفتگی چیزی نیست جز فضاهای سفید اضافه شده قبل از شروع یک خط کد. پایتون از تورفتگی به عنوان نشانه ای از آغاز یک بلوک کد به جای براکت استفاده می کند. بنابراین برنامه نویسان پایتون همیشه باید مراقب تورفتگی صحیح کدهای خود باشند.

۲- اعلامیه پایتون

از آنجایی که پایتون یک زبان تایپ شده پویا است، اعلان متغیر در پایتون در مقایسه با سایر زبان های برنامه نویسی کاملا متفاوت است. در پایتون، ما نیازی به تعیین نوع داده در زمان اعلان نداریم و می توان آن را در حین اجرای برنامه دستکاری کرد.

۳- کامنت ها در پایتون

کامنت ها در پایتون 3 نوع هستند:

    کامنت تک خطی – که با استفاده از نماد “#” و به دنبال آن نظر مربوطه اضافه می شوند.
    کامنت چند خطی – این نظرات را می توان با استفاده از نماد “#” در هر خط یا با استفاده از جدا کننده (“””) اضافه کرد.
    Docstring- یک ویژگی داخلی در پایتون است و با استفاده از ویژگی doc فراخوانی می شود.

نمونه ای از برنامه پایتون

حالا که یاد گرفتیم پایتون چیست و چه کاری می تواند انجام دهد، اجازه دهید یک برنامه ساده پایتون بنویسیم!

به این مثال نگاه کنید:

بیان مسئله – یک برنامه پایتون بنویسید تا 2 عدد را از کاربر دریافت و مجموع آنها را چاپ کند.

کد:

    در قطعه کد بالا، با استفاده از تابع “input” پایتون دو عدد از کاربر گرفتیم و مجموع را محاسبه کردیم.
    سپس مجموع با استفاده از تابع “print” نمایش داده شد.
    همچنین نظر مربوطه را اضافه کردیم.

مزایای شغلی

مزایای پایتون یادگیری آن را هیجان انگیزتر می کنند! در زیر به برخی از آنها اشاره می کنیم:

    موقعیت های شغلی زیادی برای آن موجود هستند.
    حقوق دریافتی شگفت انگیز و قابل ملاحظه است.
    یادگیری پایتون زمان زیادی نمی برد.
    از آنجایی که پایتون همه کاره است، توسعه دهنده را نیز همه کاره می کند!

نتیجه گیری

برنامه های پایتون بی شمار هستند و مزایای زیادی دارند. برای بسیاری از موارد دیگر مانند توسعه وب، اینترنت اشیاء، یادگیری ماشین، استارتاپ ها و fintech ها عالی است. ما مفصل بحث کرده ایم که چرا پایتون برای همه این اهداف مناسب است. با این حال، یک recap سریع می گوییم:

    پایتون به دلیل خوانایی زیاد و سهولت استفاده، به شما امکان می دهد تا با نوشتن کد سریع تر، منابع توسعه خود را بهینه کنید.
    پایتون دارای نحوی واضح و ساده است که به شما امکان می دهد کدهای خود را به راحتی مرور کنید.
    پایتون به جای این که کل موارد مورد نیاز را از ابتدا بسازید، فریم ورک ها و کتابخانه های آماده و آزمایش شده را به شما می دهد ؛
    پایتون پشتیبانی گسترده ای از انواع آموزش ها و راهنماها و همچنین یک جامعه قوی و پررونق از علاقه مندان ارائه می دهد.
    پایتون توسط غول های فنی مانند Google ، YouTube یا Reddit استفاده می شود، بنابراین اگر آن ها به زبان پایتون اعتماد کردند، هیچ دلیلی وجود ندارد که شما نباید اعتماد کنید.