loading...
آشنایی با زبان برنامه‌نویسی پایتون

آشنایی با زبان برنامه‌نویسی پایتون

میلاد ده یامی

میلاد ده یامی

تاریخ انتشار : پنجشنبه 20 خرداد 1400

 

اگر تصمیم به یادگیری یک زبان برنامه‌نویسی گرفته‌اید احتمالاً نام زبان برنامه‌نویسی پایتون را زیاد شنیده باشید. این زبان برنامه‌نویسی برای حوزه‌های مختلفی مورداستفاده قرار می‌گیرد و به همین دلیل است که به‌عنوان یکی از محبوب‌ترین زبان‌ها شناخته می‌شود. یادگیری این زبان ساده بوده و افراد زیادی در سراسر دنیا هستند که به این زبان مسلط هستند. همه این موارد یادگیری پایتون را جذاب و کاربردی می‌کند.

 

آشنایی با زبان برنامه نویسی پایتون

 

تاریخچه و کاربرد زبان پایتون

زبان برنامه‌نویسی پایتون یک زبان برنامه‌نویسی سطح بالا بوده که برای برنامه‌نویسی عمومی مناسب است. این زبان در سال 1991 به دنیای برنامه‌نویسی وارد شده و از آن زمان تابه‌حال به حوزه‌های داده‌کاوی، ماشین لرنینگ یا یادگیری ماشین، سامانه‌های خودکار، طراحی وب، نرم‌افزار و واسط‌های برنامه‌نویسی وارد شده است. این زبان پارادایم‌های مختلف برنامه‌نویسی را پشتیبانی کرده و یک زبان اسکریپت‌نویسی برای وب محسوب می‌شود.

خالق زبان برنامه‌نویسی پایتون یک برنامه‌نویس هلندی به نام خیدو فان روسوم (Guido van Rossum) است که قبل از خلق این زبان بر روی زبان برنامه‌نویسی ABC کار می‌کرد. در حقیقت، ساخت پایتون توسط این فرد به دلیل بهبود زبان برنامه‌نویسی ABC بود تا ضعف‌های آن را برطرف سازد.

 

معرفی ویژگی‌های زبان پایتون

زبان برنامه‌نویسی پایتون همیشه به‌عنوان زبان ساده برنامه‌نویسی شناخته شده است. در دانشگاه‌ها معمولاً مبانی برنامه‌نویسی را به کمک پایتون آموزش می‌دهند، چراکه این زبان بسیار ساده بوده و به‌خوبی توسط برنامه‌نویسان درک می‌شود. شما با یک سرچ ساده در مورد آموزش زبان پایتون در اینترنت نیز می‌توانید به نتایج زیادی برسید. بعضی از این آموزش‌ها حتی به‌صورت رایگان نیز ارائه می‌شوند. از دیگر ویژگی‌های این زبان می‌توان به موارد زیر نیز اشاره کرد.

 

کاربرد های زبان برنامه نویسی پایتون

 

کاربرد گسترده زبان پایتون

لازم به ذکر است که زبان برنامه‌نویسی پایتون، زبانی بسیار قوی با کاربردهای گسترده است. به کمک این زبان شما می‌توانید از انواع پارادایم‌های زبان برنامه‌نویسی استفاده کنید و حتی آن را برای کاربردهای مختلف به کار ببرید. زبان برنامه‌نویسی پایتون دارای کتابخانه‌های مختلفی برای کاربردهای متفاوت است.

این کتابخانه‌ها هرکدام دارای کدهایی هستند که قابلیت‌های مختلفی به برنامه شما می‌دهند. کدهای موجود در کتابخانه‌ها می‌توانند شامل کلاس‌ها، متغیرها و توابع بسیاری باشند که استفاده از آن به خوانایی کد شما کمک می‌کند. زمانی که شما به توابع و کلاس‌های خاصی در مسیر برنامه‌نویسی خود احتیاج دارید، آن‌ها را در قالب یک کتابخانه به کد خود وارد می‌کنید. دلیل وجود کتابخانه‌ها به‌این‌علت است که شما نیازی به نوشتن تمام توابع نداشته باشید و برنامه خود را سبک‌تر اجرا کنید تا با کاهش هزینه محاسباتی، سرعت برنامه بالاتر برود.

 


یادگیری رایگان زبان برنامه نویسی پایتون با آموزش های کدیاد:

آموزش رایگان مقدماتی تا پیشرفته پایتون (python)


 

به همین دلیل، کتابخانه‌های زبان پایتون در حوزه‌های گسترده‌ای وجود دارند. به طور مثال زمانی که شما بر روی یادگیری ماشین یا هوش مصنوعی کار می‌کنید می‌توانید با استفاده از کتابخانه‌های Keras یا scikit-learn تحلیل داده انجام داده و الگوریتم‌های مختلف ماشین لرنینگ را وارد برنامه‌نویسی خود کنید بدون آن که احتیاجی به نوشتن این الگوریتم‌ها و کدها از نو داشته باشید.

 

کاربرد های زبان برنامه نویسی پایتون

 

بستر یادگیری آسان

برای یادگیری زبان برنامه‌نویسی پایتون بسترهای مختلفی وجود دارند که از جمله آن می‌توان به کتاب‌ها و ویدئوهای آموزشی اشاره کرد. برای یادگیری هر زبان برنامه‌نویسی، توصیه می‌شود که در یک کلاس شرکت کنید تا استاد مربوطه به شما برای کدنویسی کمک کند و اشکالات اولیه شما در کدنویسی را بگیرد. در مراحل بعدی شما باید همچون دیگر برنامه‌نویسان حرفه‌ای پایتون خودتان مشکلات کد را برطرف کنید.

به دلیل گستردگی استفاده از زبان برنامه‌نویسی پایتون، افراد زیادی در سراسر دنیا هستند که به این زبان مسلط هستند و در اینترنت به سؤالات دیگران جواب می‌دهند. زمانی که در اجرای کد خود به مشکلی برخورد کردید یا اینکه راه‌حل مناسبی برای سؤال الگوریتمی خود پیدا نکردید می‌توانید به گوگل مراجعه کنید و در آن سؤال خود را سرچ کنید.

سایت‌های مختلفی در سطح اینترنت وجود دارند که به سؤالات مشابه شما پاسخ داده‌اند. یکی از معروف‌ترین این سایتها، Stackoverflow بوده که برنامه‌نویسان مختلفی در آن فعالیت می‌کنند. به احتمال زیادی زمانی که برای شما سؤالی پیش می‌آید، فردی قبل از شما این سؤال را پرسیده و شما تنها با یک سرچ ساده می‌توانید به این جواب برسید.

 

مزایای پایتون

 

رایگان و منبع‌باز بودن

یکی دیگر از ویژگی‌های زبان برنامه‌نویسی پایتون قابلیت متن‌باز یا اوپن سورس بودن این زبان برنامه‌نویسی است. قابلیت متن‌باز به این معنا است که کد اصلی این زبان برنامه‌نویسی در دسترس عموم قرار دارد و آن‌ها می‌توانند با تغییراتی که در این می‌دهند آن را به‌دلخواه خود در آورند. در حقیقت، زمان‌هایی وجود دارند که بستر اصلی برنامه با پروژه‌های در حال اجرا هماهنگی نداشته و شما نیاز دارید این بسترها را ارتقا دهید و برای آن چیزی که احتیاج دارید تغییر دهید.

زبان برنامه‌نویسی پایتون به‌عنوان یکی از زبان‌های برنامه‌نویسی رایگان شناخته می‌شود که افراد برای کارکردن با آن نیازی به خرید لایسنس یا مجوز ندارند و می‌توانند آن را رایگان از سایت اصلی خود پایتون دانلود کنند.

 

توانایی کار با پارادایم‌های مختلف برنامهنویسی

برای برنامه‌نویسی روش‌های مختلفی وجود دارند که شما می‌توانید بسته به نیاز خود آن‌ها را انتخاب کنید. یکی از این روش‌ها یا پارادایم‌ها، روش برنامه‌نویسی رویه‌ای یا Procedural است. در این روش، خطوط برنامه تک‌به‌تک اجرا شده و به خط آخر می‌رسند. مفسر زبان برنامه‌نویسی پایتون این خطوط را به زبان کامپیوتر ترجمه کرده و به اجرای آن کمک می‌کند.

پارادایم دیگری در برنامه‌نویسی وجود دارد که به نام برنامه‌نویسی شیءگرا یا object oriented شناخته می‌شود. در این روش برنامه‌نویسی، به اجزای برنامه به‌صورت اشیا نگاه می‌شود که فهم و درک برنامه را بهتر می‌کند، چراکه به دنیای واقعی نزدیک‌تر می‌باشد. به کمک این روش، برنامه‌نویسان می‌توانند از کدهای طولانی و توابع پیچیده استفاده نکنند و تنها با قوانین شیءگرایی به برنامه‌نویسی بپردازند. در این روش، اشیا فرزند از اشیا والد خود ویژگی‌هایی را به ارث می‌برند و نیازی به تعریف چندباره ویژگی‌ها ندارند.

 

شروع برنامه نویسی با پایتون

 

قابلیت استفاده در پلتفرم‌های مختلف

زبان برنامه‌نویسی پایتون می‌تواند در بسترهای مختلفی مورداستفاده قرار بگیرد. Python (PyPI) دارای ماژول‌های شخص سوم بوده و می‌تواند با انواع سیستمعامل‌ها مانند ویندوز، مکیناش و لینوکس ارتباط برقرار کرده و قابلیت کار در تمام این پلتفرم‌ها را داشته باشد.

 

نحوه کار با برنامه‌نویسی به زبان پایتون

معمولاً برای شروع برنامه‌نویسی نیاز دارید که یک ادیتور کد داشته باشید. شرکت‌های مختلفی هستند که این ادیتورها را برای زبان‌های برنامه‌نویسی مختلف تولید می‌کنند. چند نوع از این ادیتورها برای زبان برنامه‌نویسی پایتون در زیر آورده شده‌اند:

 

  • Atom
  • Sublime Text
  • Vim
  • Notepad++
  • Pycharm
  • Vscode

 

مورد آخر برای انواع زبان‌های برنامه‌نویسی مورداستفاده قرار می‌گیرد و بسیار محبوب است. در کد ادیتورها، شما می‌توانید با سرعت بیشتری به کد زدن بپردازید و آن‌ها را اصلاح کنید. زمانی که در اجرای کد خود به مشکلی برخورد کردید، قابلیت دیباگ یا debug موجود در vscode می‌تواند به شما کمک کند. این‌که چه متغیری مقداری اشتباه به خود گرفته و یا اینکه تابعی کاری که شما انتظار دارید را انجام نمی‌دهد، به کمک دیباگ کردن پیدا می‌شوند و شما می‌توانید سریعاً مشکل آن‌ها را برطرف کنید.

بسترهای آنلاینی نیز برای برنامه‌نویسی به زبان پایتون وجود دارند. با سرچ کردن در گوگل می‌توانید به تعدادی از این ادیتورهای آنلاین دست پیدا کنید. یکی از معروف‌ترین ادیتورهای آنلاین برای برنامه‌نویسی پایتون، Googlecolab بوده که تحت سرور شرکت گوگل است. شما با داشتن یک اکانت گوگل می‌توانید به این محیط وارد شده و شروع به کد زدن کنید و تکه‌تکه کد خود را اجرا کنید. googlecolab به شما فضای محدودی ارائه می‌دهد که می‌توانید داده‌های خود را در آن ذخیره کرده و اجرا کنید.

بستر دیگری که مورداستفاده قرار می‌گیرد، Jupyter Notebook است که باید آن را در کامند لاین دستگاه خود دانلود کرده و اجرا کنید. این نرم‌افزار نیز کمک می‌کند تا اجزای کد را جداگانه اجرا کنید.

 

آشنایی با معایب پایتون

 

آشنایی با معایب پایتون

زبان برنامه‌نویسی پایتون همانند دیگر زبان‌های برنامه‌نویسی دارای مشکلات و معایبی است. در زیر به تعدادی از این معایب اشاره می‌شود. لازم به ذکر است که این معایب باعث نشده است این زبان قدرتمند محبوبیت خود را از دست بدهد.

 

  • سرعت: برای برنامه‌نویسی‌های سیستم‌عامل معمولاً از زبان برنامه‌نویسی سطح پایین‌تر استفاده می‌کنند.
  • پایتون برای توسعه برنامه‌های موبایلی مناسب نیست. زبان برنامه‌نویسی پایتون کاربردهای متنوعی دارد و برای ساخت وب‌سایت نیز مورداستفاده قرار می‌گیرد، اما این زبان برای نرم‌افزارهای موبایلی مناسب نیست و یک نرم‌افزار ضعیف برای آن محسوب می‌شود.
  • مصرف حافظه بالا: برخلاف دیگر زبان‌های برنامه‌نویسی، زبان برنامه‌نویسی پایتون گزینه مناسبی برای کارهایی که به حافظه فشرده احتیاج دارند، نیست. این زبان با داده‌های مختلفی کارکرده و مصرف حافظه بالایی دارد و بهینه نیست.
  • دسترسی به پایگاه‌داده به‌صورت محدود: قابلیت دسترسی به پایگاه‌داده یا دیتابیس در پایتون نسبت به فناوری‌های دیگر آن‌چنان قوی نبوده و تا حدی ابتدایی محسوب می‌شود. این قابلیت پایتون باید به‌روزتر و بهینه‌تر شود.
  • وجود خطاهای زمان اجرا: این زبان برنامه‌نویسی به‌صورت خط به خط اجرا و ترجمه می‌شود. به همین دلیل، بعضی از خطاهای کدی که بر پایه پایتون نوشته شده، در زمان اجرا خود را نشان می‌دهند. لازم به ذکر است که قابلیت توضیح در مورد مکان خطا و دلیل خطا در پایتون بسیار قوی است.

 

معنی سطح زبان برنامه‌نویسی

به این اصطلاح در بخش قبل اشاره شد. سطح زبان برنامه‌نویسی به این معناست که سطح زبان پایین به زبان ماشین نزدیک‌تر و سطح زبان بالا به زبان انسان نزدیک‌تر است. پایتون به دلیل آنکه زبانی سطح بالا محسوب می‌شود، بهتر می‌توان با آن کار کرد و کدهای آن را درک کرد، اما به زبان ماشین و سخت‌افزار نزدیک نیست. برخلاف پایتون، زبان‌های برنامه‌نویسی c و c++ به زبان ماشین نزدیک‌تر بوده و سریع‌تر از پایتون هستند.

 

زبان برنامه نویسی پایتون مناسب برای تحلیل داده

 

نسخه‌های مختلف پایتون

زبان برنامه‌نویسی پایتون دو نسخه اصلی دارد که بسیار مورداستفاده قرار می‌گیرد. نسخه دو و نسخه سه زبان برنامه‌نویسی پایتون هر دو مورداستفاده هستند، اما از سال 2020 به بعد نسخه دو پایتون دیگر آپدیت نمی‌شود و نسخه‌های جدید پایتون مبتنی بر نسخه سه جلو می‌روند.

اگر قصد شروع به یادگیری زبان پایتون را دارید توصیه می‌شود که از نسخه 3.7 پایتون استفاده کنید. نسخه سه نسبت به نسخه دو تفاوت‌هایی دارد که کارکردن با آن و یادگیری آن را ساده‌تر می‌سازد، اما اگر قصد دارید به‌عنوان یک مهندس DevOps فعالیت کنید نیاز دارید که با نسخه دو پایتون نیز آشنا باشید.

باتوجه‌به مطالب ذکر شده، قبل از آنکه تصمیم بگیرید با چه نسخه‌ای می‌خواهید کار کنید باید هدف خود را معین کنید تا بر اساس آن به یادگیری بپردازید، اما مسلماً شروع یادگیری بهتر است با نسخه 3 پایتون باشد.

 

آشنایی با کاربردهای برنامه‌نویسی پایتون

همان‌طور که در بالا نیز اشاره شد زبان برنامه‌نویسی پایتون فعالیت‌های مختلفی را انجام می‌دهد. برای ساخت وب‌سایت، شرکت‌های مختلفی از بسترهای پایتون استفاده می‌کنند. در حوزه تحلیل داده، هوش مصنوعی و یادگیری ماشین، یکی از انتخاب‌های متخصصین هوش مصنوعی پایتون است.

این زبان به دلیل داشتن کتابخانه‌های متنوع می‌تواند کاربرد بسیاری در این حوزه داشته باشد. کتابخانه‌های دیگر پایتون که برای نمایش داده‌ها به کار می‌روند این امکان را به شما می‌دهند که نمودارهای باکیفیتی تهیه کنید. کتابخانه‌های ریاضی نیز به شما کمک می‌کنند تا تحلیل‌های آماری را انجام داده و مسائل ریاضی را به‌راحتی حل کنید.