گولنگ یا پایتون – کدام زبان‌ برنامه‌نویسی برای یادگیری و رسیدگی به پروژه‌ها بهتر است؟

در جهان برنامه نویسی، «پایتون» و «گولنگ» جزو منحصر به فردترین و آسان‌ترین زبان‌ها به حساب می‌آیند و هرکدام، مجموعه‌ای از نقاط قوت و ضعف را به همراه می‌آورند. پایتون به خاطر قواعد نحوی یا سینتکس آسان‌ و کاربردهای متعددش به محبوبیت فراوان رسیده است. از طرف دیگر هم زبان «گولنگ» یا «گو» را داریم که سادگی و پرفورمنس بالا را به صورت همزمان در اختیارتان می‌گذارد و زبانی بهینه برای رسیدگی به وظایف موازی به حساب می‌آید. چه به دنبال پشت سر گذاشتن آموزش پایتون یا آموزش گولنگ باشید و چه انتخاب زبان مناسب برای پروژه بعدی خود، به جای درستی آمده‌اید.

در این مطلب با کوئرا بلاگ همراه باشید تا بگوییم بین گولنگ یا پایتون کدام انتخاب بهتری به حساب می‌آید و هر زبان، چه ویژگی‌های منحصر به فردی دارد.

گولنگ چیست؟

گولنگ زبانی متن‌باز است که در سال ۲۰۰۹ میلادی توسط کارمندان گوگل ساخته شد. هدف از توسعه این زبان برنامه‌نویسی، کنار زدن تمام دشواری‌ها و پیچیدگی‌هایی بود که معمولا هنگام کدنویسی با زبان‌های قدیمی‌تر (مثلا سی پلاس پلاس)، گریبان‌گیر توسعه‌دهندگان می‌شود. سه مهندس گوگل که طراحی گولنگ را برعهده داشتند، زبانی کامپایلی با نوع‌دهی استاتیک ساختند که بسیاری از پیچیدگی‌های مدیریت زیرساخت و کدبیس (Codebase) را از بین می‌برد.

اگرچه گولنگ طی دهه اخیر مشکلات متعددی را برطرف کرده است، اما نواقصی هم دارد. برای مثال این زبان نه کتابخانه‌های عظیم دارد و نه از وراثت (Inheritance) پشتیبانی می‌کند. علاوه بر این، خبری از کتابخانه‌ای برای رابط کاربری گرافیکی (GUI) یا پشتیبانی از برنامه‌نویسی شی‌گرا نیز نیست. اما در عوض می‌توانید منتظر قابلیت‌هایی مانند Goroutines، امنیت بالا و چندین کتابخانه استاندارد باشید.

پایتون چیست؟

پایتون یکی از محبوب‌ترین و پرتقاضاترین زبان‌های برنامه‌نویسی امروزی است که قواعد نحوی بسیار سرراستی دارد. ساخت پایتون از سال ۱۹۸۹ میلادی شروع شد و در سال ۱۹۹۱ در دسترس عموم قرار گرفت. جالب است بدانید که نام آن نیز براساس یک شو کمدی انگلیسی به نام «Monty Python» انتخاب شد.

از آن‌جا که شاهد انبوهی کتابخانه مختلف و همینطور پشتیبانی گسترده از این زبان هستیم، پایتون این روزها نخستین انتخاب برای رسیدگی به گستره وسیعی از پروژه‌ها و سیستم‌ها به حساب می‌آید. در مجموع باید گفت پایتون زبانی بسیار کاربردی است که به خاطر تقاضای فراوان، یکی از بهترین زبان های برنامه نویسی برای مهاجرت نیز تلقی می‌شود.

• بیشتر بخوانید: آموزش ساخت بازی با پایتون و کتابخانه PyGame – از ابتدا تا انتها

گولنگ یا پایتون – عملکرد هرکدام در زمینه‌های گوناگون چگونه است؟

حالا که به شکلی خلاصه با دو زبان گولنگ و پایتون آشنا شدیم، لازم است که به مقایسه آن‌ها از جهات گوناگون بپردازیم. برای اینکه مقایسه به بهترین شکل ممکن پیش برود، عوامل زیر را مورد بررسی قرار می‌دهیم:

• عملکرد یا پرفورمنس (Performance)
• مقیاس‌پذیری (Scalability)
• کاربردها (Applications)
• اجرای کد (Execution)
• کتابخانه (Library)
• خوانایی (Readability)

پرفورمنس

آزمون‌ها و بنچمارک‌های گوناگون نشان داده‌اند که زبان گولنگ تا ۳۰ برابر سریع‌تر از پایتون ظاهر می‌شود. این عدد هنگام سنجش پرفورمنس دو زبان در رسیدگی به نیازهای پیچیده به دست آمده است و فاکتورهایی مانند میزان مصرف حافظه و مدت‌زمان رسیدگی به وظیفه نیز بر آن اثر گذاشته‌اند.

برای بررسی اینکه گولنگ سریع‌تر ظاهر می‌شود یا پایتون، محققان به سراغ سه مساله رایج رفتند:

• معادله مندلبرو
• مساله (n) جسم
• درخت دودوی

این‌ها مسائلی پیچیده هستند که نیاز به توان پردازشی فراوان دارند و جزو بهترین روش‌ها برای سنجش مدیریت حافظه و پرفورمنس در هر زبان به حساب می‌آیند. نتیجه تمام تست‌ها این است که گولنگ با اختلاف قابل توجه، از پایتون پیشی می‌گیرد.

حالا بیایید ببینیم شرایط از نظر مقیاس‌پذیری چگونه است و بین گولنگ یا پایتون کدام انتخاب بهتری به حساب می‌آید.

مقیاس‌پذیری

هدف غایی از توسعه گولنگ این بود که توسعه‌دهندگان حاضر در گوگل بتوانند مقیاس پروژه‌ها را گسترش و به نیازهای شرکت پاسخ دهند. به همین دلیل، گولنگ به صورت داخلی از کانال‌سازی فرایندهای همروند (Concurrent Process Channeling) پشتیبانی می‌کند. از طرف دیگر، پایتون قابلیت همروندی ندارد، اما از موازی‌سازی (Parallelism) از طریق رشته‌ها پشتیبانی می‌کند. در ادامه بیشتر با دو مفهوم همروندی و موازی‌سازی آشنا می‌شوید.

همروندی و موازی‌سازی

همروندی یا Concurrency به این معناست که اپلیکیشن می‌تواند بیش از ۱ وظیفه را به صورت همزمان پیش ببرد، اما تنها یک وظیفه در جلو انجام می‌شود و باقی وظایف در پس‌زمینه پیش می‌روند. اگر کامپیوتر شما تنها یک پردازنده مرکزی داشته باشد، اپلیکیشن نمی‌تواند به صورت همزمان به سراغ چند وظیفه برود، اما بیش از یک وظیفه درون اپلیکیشن پردازش خواهند شد. مادامی هم که وظیفه قبلی به پایان نرسد، وظیفه بعدی شروع نخواهد شد.

از سوی دیگر نیز موازی‌سازی یا Parallelism را داریم که یعنی اپلیکیشن می‌تواند وظایف خود را به وظایفی خردتر تقسیم کند و سپس آن‌ها را به صورت همزمان و موازی روی چندین پردازنده پیش ببرد.

به عنوان مثال می‌توانید تیمی از مهندسین را فرض کنید که در حال ساخت یک مانیتور هستند. همروندی به مهندسان اجازه خواهد داد که قطعات گوناگون مانیتور را بسازند، اما همگی تنها به یک میز کار برای متصل کردن قطعات به یکدیگر دسترسی دارند. در این حالت، تنها یک مهندس به اسمبل کردن قطعات مشغول می‌شود و دیگران، وظیفه خود را در پس‌زمینه پیش می‌برند. اما در مفهوم موازی‌سازی، تمام مهندسان به میزهای کار مخصوص خود دسترسی دارند و می‌توانند فرایند ساخت و اسمبل کردن قطعات را موازی پیش ببرند.

بدیهی است که وقتی یک زبان (در اینجا گولنگ) از همروندی پشتیبانی می‌کند، گزینه‌ای بی‌نظیر برای برنامه‌های بزرگ و نیازمند به مقیاس‌پذیری به حساب می‌آید.

کاربردها

از گولنگ عمدتا برای برنامه‌نویسی سیستم‌ها استفاده می‌شود. با توجه به پشتیبانی ذاتی این زبان از همروندی، گولنگ اکنون در حوزه‌هایی مانند پردازش ابری یا پردازش خوشه‌ای، از بهترین انتخاب‌ها به حساب می‌آید. گولنگ ضمنا در حوزه توسعه وب هم کاربردی است، چرا که کتابخانه‌هایی قدرتمند و ساده‌ای دارد که به شما اجازه می‌دهند ظرف تنها چند ثانیه، وب سرور خود را راه بیندازید.

از طرف دیگر هم پایتون را داریم که در حوزه‌های گوناگون مانند توسعه وب، تحلیل داده، هوش مصنوعی، یادگیری ماشین و یادگیری عمیق کاربردی تلقی می‌شود. بخش اعظمی از این کاربردپذیری گسترده، به لطف کتابخانه‌های بی‌شماری است که برای پایتون ساخته شده‌اند و زندگی را برای توسه‌دهندگان آسان می‌کنند.

اجرای کد

بعد از این لازم است ببینیم عملکرد گولنگ یا گو در اجرای کدها چگونه است. گولنگ زبانی با نوع‌دهی استاتیک است و پایتون زبانی با نوع‌دهی داینامیک. علاوه بر این، پایتون وابسته به مفسر (Interpreter) است و گولنگ هم وابسته به یک سیستم کامپایلر (Compiler).

قبل از هرچیز لازم است فرق نوع‌دهی استاتیک با نوع‌دهی داینامیک را درک کنید. در زبان‌های نوع‌دهی استاتیک، انواع متغیرها به صورت واضح به کامپایلر اعلام می‌شوند تا باگ‌های کوچک و بزرگ به راحتی شناسایی گردند. در زبان‌هایی که نوع‌دهی داینامیک دارند، مفسر استباط خود را از نوع‌دهی خواهد داشت و بنابراین در صورت استنباط اشتباه، باگ‌ها به قوت خود باقی می‌مانند.

این یعنی پایتون که زبانی با نوع‌دهی داینامیک است، برنامه‌نویسان که می‌خواهند برنامه‌های واقعا بزرگ بسازند را محدود می‌کند. اما گولنگ می‌تواند گزینه‌ای مناسب برای انواع برنامه‌ها باشد.

کتابخانه

مهندسان گوگل هنگام ساخت زبان گولنگ به دنبال این بودند که بهترین ویژگی‌های زبان‌های مختلف را در آن پیاده‌سازی کنند. بنابراین مهم‌ترین کتابخانه‌های ممکن به صورت پیش‌فرض در گولنگ پیدا می‌شوند. به عنوان مثال گولنگ کتابخانه‌هایی داخلی برای توسعه وب، مدیریت دیتابیس، برنامه‌نویسی همروند و رمزنگاری دارد. اما باید کد خود را به گونه‌ای بنویسید که به جستجو در میان جدول‌های داده بپردازد و عملیات‌ها را پیاده کند.

در طرف دیگر ماجرا، پایتون را داریم که حدودا ۱۶ سال سابقه بیشتر نسبت به گولنگ دارد و بنابراین توسعه‌دهندگان بیشتری به سراغ آن رفته‌اند. این روزها برای پایتون انبوهی محتوای آموزشی و ویدیویی پیدا می‌کنید و توسعه‌دهندگان هم بی‌شمار کتابخانه برای آن ساخته‌اند که گستره وسیعی از نیازها را برطرف می‌کنند. به عنوان مثال با Pandas می‌توانید خیلی سریع به کاوش جدول‌های داده مشغول شوید و با TensorFlow و PyTorch هم پیاده‌سازی یادگیری ماشین آسان می‌شود. اساسا باید گفت که این حد از تنوع ابزارها و محتوای آموزشی باعث می‌شود حتی کدنویسان واقعا تازه‌کار هم ظرف تنها چند روز نحوه نوشتن کدها را یاد بگیرند.

خوانایی

هنگامی که به توسعه نرم‌افزار مشغول می‌شوید، معمولا با تیمی از برنامه‌نویسان (که گاهی تعدادشان به چند صد نفر هم می‌رسد) همکاری خواهید کرد. در چنین اوقاتی، خوانایی کد یکی از مهم‌ترین مسائلی است که باید از پیش به آن فکر کرد.

گولنگ قواعدی سختگیرانه در برنامه‌نویسی دارد. به عنوان مثال، نمی‌توانید متغیرهای غیر ضروری را تعریف یا کتابخانه‌های غیر ضروری را ایمپورت کنید. بنابراین راهی مشخص برای رسیدگی به وظایف وجود دارد و هنگام کار تیمی، درک بهتری از کدهای نوشته شده خواهید داشت. البته باید این را اضافه کرد که سینتکس یا قواعد نحوی گولنگ آنقدرها برای تازه‌کاران آسان نیست، اما در عین حال پیچیدگی فراوان (مانند آنچه در زبان‌های سی و سی پلاس پلاس می‌بینیم) ندارد.

بعد از این نوبت به پایتون می‌رسد که خوانایی بی‌نظیر دارد. با این حال، به روش‌های مختلف می‌توان کدهای یکسان پایتون را نوشت و در نتیجه، ممکن است اعضای تیم با مشکلاتی مانند اتلاف وقت و سردرگمی روبه‌رو شوند.

 گولنگ یا پایتون – بزرگ‌ترین معایب هر زبان چیست؟

در حال حاضر ذهنیت بهتری راجع به این دو زبان برنامه‌نویسی دارید و می‌توانید بسته به نیازهای پروژه خود، میان گولنگ یا پایتون یکی را انتخاب کنید. اما اگر به دنبال انتخابی حتی آگاهانه‌تر از قبل هستید، بد نیست که معایب دو زبان را نیز مطالعه کنید.

از جمله معایب زبان گولنگ می‌شود به موارد زیر اشاره کرد:

• نبود فریم‌ورک: توسعه‌دهندگان گولنگ به هیچ فریم‌ورک بزرگی برای کارهای خود دسترسی ندارد. این درحالی است که سایر زبان‌ها از فریم‌ورک‌هایی واقعا کارآمد برخوردار شده‌اند. به عنوان مثال Ruby on Rails یکی از محبوب‌ترین فریم‌ورک‌های زبان «Ruby» و Django یکی از محبوب‌ترین فریم‌ورک‌های پایتون است.
• عدم وجود توابع عمومی: گولنگ از توابع عمومی پشتیبانی نمی‌کند، به این خاطر که برای تکرار کدها در عملیات‌های یکسان، از انواع مختلف داده استفاده می‌شود. علاوه بر این، نبود توابع عمومی باعث می‌شود امکان پیاده‌سازی برخی ساختمان‌های داده هم امکان‌پذیر نباشد.
• وقت‌گیر بودن کدنویسی: گولنگ به اندازه زبان‌هایی مانند پایتون «توصیفی» نیست. این یعنی برای رسیدگی به وظایفی که احتمالا با چند خط کد پایتون پیاده‌سازی می‌شوند، نیازمند کدهای بیشتری در گولنگ خواهید بود.
• جوان بودن زبان: اگرچه بیش از یک دهه از تولد گولنگ می‌گذرد، اما همچنان می‌توان آن را زبانی نسبتا جدید به حساب آورد. این یعنی افرادی که برای نخستین بار به سراغ گولنگ می‌روند، هنگام کار با کتابخانه‌های موجود با مشکل روبه‌رو می‌شوند، به‌خصوص اگر به دنبال اتصال کتابخانه‌ها به سایر پلتفرم‌ها باشند. نبود کیت توسعه نرم‌افزار (Software Development Kit | SDK) هم به این معنی است که تیم توسعه باید کدهایی اضافه برای متصل کردن برنامه‌ها به یکدیگر بنویسد.

از گولنگ که بگذریم، نوبت به پایتون می‌رسد. در ادامه برخی از مهم‌ترین معایب پایتون را مطالعه می‌کنید:

• سرعت کم و ناکارآمدی در برخی پلتفرم‌ها: توسعه‌دهندگان معمولا در پروژه‌هایی که سرعت یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های آن‌هاست به سراغ پایتون نمی‌روند. پایتون زبانی تفسیری با نوع‌دهی داینامیک است و همین دو ویژگی باعث می‌شوند سرعت کمتری داشته باشند. در واقع کدها باید خط به خط اجرا شوند و این اتفاق معمولا سرعت فرایندها را پایین می‌آورد.
• ضعف در پردازش موبایل: با توجه به سرعت پردازش پایین‌تر و نبود سیستم مدیریت حافظه، معمولا به ندرت از پایتون در توسعه سمت کلاینت یا اپلیکیشن‌های موبایل استفاده می‌شود.
• خطاهای بیشتر در ران‌تایم: پایتون به خاطر نوع‌دهی داینامیک خود به شما اجازه می‌دهد متغیرهای داده را در هر زمانی تغییر دهید و همین موضوع می‌تواند منجر به بروز خطاهای گوناگون در ران‌تایم شود. برای مثال متغیری که پیش‌تر میزبان مقداری صحیح بوده است، ممکن است در آینده حاوی داده‌ای از نوع رشته باشد.
• مصرف حافظه: انعطاف‌پذیری در نوع‌دهی داده باعث می‌شود پایتون مقدار زیادی از حافظه سیستم را اشغال کند و بنابراین گزینه‌ای ایده‌آل برای رسیدگی به وظایفی نیست که نیاز فراوان به حافظه دارند.

جمع‌بندی و پاسخ به سوالات متداول پیرامون انتخاب بین گولنگ یا پایتون

در نهایت باید گفت هم پایتون و هم گولنگ جزو آسان‌ترین زبان‌های برنامه‌نویسی امروزی هستند که در مدت‌زمانی کوتاه فرا گرفته می‌شوند. گولنگ زبانی سریع است و پایتون هم جامعه‌ای بزرگ از توسعه‌دهندگانی دارد که دانش و تجارب خود را با یکدیگر به اشتراک می‌گذارند. از گولنگ عمدتا در اپلیکیشن‌های سمت سرور استفاده می‌شود و پایتون هم معمولا انتخاب نخست دانشمندان داده است. با تمام این اوصاف، احتمالا اکنون ذهنیت بسیار بهتری نسبت به گولنگ یا پایتون داشته باشید و بتوانید برای پروژه بعدی خود، دست به انتخاب صحیح بزنید.

منبع: SimpliLearn و InterviewBit