پایتون چیست؟ آشنایی با زبان برنامه‌نویسی Python

طبق نظرسنجی Stack Overflow در سال ۲۰۲۱، پایتون (Python) سومین تکنولوژی محبوب دنیا پس از JavaScript و HTML/CSS محسوب می‌شود. اما شاید کنجکاو باشید که بدانید پایتون چیست، تاریخچه‌ی پایتون چیست، چه کاربردهایی دارد و علت محبوبیت و مزایا و معایب آن کدام‌اند. علاوه بر این موارد، موضوعاتی نظیر نحوه نصب و راه‌اندازی محیط پایتون، انتخاب بهترین فریم‌ورک‌های آن و بازار کار و آینده شغلی این تکنولوژی نیز چالش‌های ذهنی رایج افرادی‌ست که به تازگی با پایتون آشنا شده‌اند.

در این مقاله تحت عنوان «پایتون چیست؟آشنایی با زبان برنامه‌نویسی Python» سع می‌کنیم به تمامی این سوالات و چالش‌ها پاسخ دهیم و در نهایت پیاده سازی نمونه‌ای از یک برنامه ساده و جالب با پایتون را بررسی کنیم. بنابراین پیشنهاد می‌کنیم تا انتهای این مقاله با کوئرا بلاگ همراه باشید.

شروع یادگیری پایتون

دوره‌ی «برنامه‌نویسی پایتون پیشرفته و تفکر شیءگرا» کوئرا کالج

تیم کوئرا، دوره‌ی برنامه‌نویسی پایتون پیشرفته و تفکر شیءگرا کوئراکالج را با هدف ایجاد دید گسترده و عمیق نسبت به مفاهیم برنامه‌نویسی و شیءگرایی طراحی کرده است. این دوره، تمام مفاهیم برنامه‌نویسی پایتون پیشرفته را در قالب درس‌نامه‌ها، تمرین‌ها و پروژه‌های متعدد به شما آموزش می‌دهد.شما می‌توانید همین حالا اطلاعات تکمیلی در مورد دوره‌ی آموزش پایتون را از صفحه کوئرا کالج را کسب کرده و در این دوره ثبت‌نام کنید.

پایتون چیست؟

Python یکی از برترین زبان‌های برنامه‌نویسی در دنیای امروز و یک زبان برنامه‌نویسی همه‌منظوره، مفسری، شیء‌گرا و سطح بالا است که از معناشناسی پویا بهره می‌برد. اما این اصطلاحات چه معنایی دارند؟

همه‌منظوره (General-purpose)

استفاده از پایتون به یک صنعت یا زمینه‌ی خاص محدود نمی‌شود. پایتون دامنه‌ی گسترده‌ای از وظایف را پوشش می‌دهد و از آن در زمینه‌های بی‌شماری استفاده می‌شود؛ از جمله:

•  توسعه‌ی وب
•  تحلیل داده
•  یادگیری ماشین
• دواپس و مدیریت سیستم
• تست اتوماتیک
•  نمونه‌سازی نرم‌افزارها
•  و…

یکی از ویژگی‌های منحصر به فرد زبان برنامه‌نویسی پایتون، این است که این زبان از زبان‌های تک‌منظوره‌ای مانند HTML و CSS که برای طراحی وب استفاده می‌شوند، و یا SQL که برای دسترسی به داده‌ها در سیستم‌های مدیریت پایگاه داده رابطه‌ای (Relational Database Management Systems) به کار می‌روند، متمایز می‌شود. با استفاده از پایتون، می‌توان به راحتی با این زبان‌ها و رابطه با پایگاه داده‌ها کار کرد و به سادگی با آن‌ها تعامل داشت.

مفسری (Interpreted)

در پایتون، کد منبع به یک فرمت میانی به نام bytecode کامپایل می‌شود. این کدهای سطح پایین و فشرده، بر روی ماشین مجازی پایتون (Python Virtual Machine) اجرا می‌شوند. PVM نرم‌افزاری است که کار سخت‌افزار واقعی را شبیه‌سازی و نقش یک مفسر را بازی می‌کند و در حین اجرای برنامه، دستورالعمل‌های نوشته‌شده به bytecode را به زبان ماشین ترجمه می‌کند.

کامپایل در پایتون، شبیه چیزی که در زبان‌هایی مانند ++C یا Swift اتفاق می‌افتد نیست. در این زبان‌ها قبل از اجرای کد، کد منبع به‌صورت یک‌جا به زبان ماشین ترجمه می‌شود و خبری از یک مرحله‌ی میانی نیست.

شیءگرایی (Object-Oriented)

پایتون نیز مانند ++Java ،Ruby ،C و بسیاری از زبان‌های محبوب دیگر از برنامه‌نویسی شیءگرا پشتیبانی می‌کند. در برنامه‌نویسی شیءگرا، برنامه‌نویس با موجودیت‌هایی به نام شیء سروکار دارد. یک شیء می‌تواند نماینده‌ی یک موجودیت واقعی یا انتزاعی باشد که دارای ویژگی‌ها (state) و رفتاری (method) منحصر‌به‌فرد است.

اگرچه از پایتون به‌عنوان یک زبان کاملاً شیءگرا یاد می‌شود، با این وجود می‌تواند امکان برنامه‌نویسی تابعی (Functional) را نیز در اختیار شما قرار دهد.

در حین نوشتن برنامه‌های بزرگ با استفاده از پایتون، ما می‌توانیم بین شیوه‌های برنامه‌نویسی شیءگرا و تابعی جابه‌جا که بسته به هدفی که دنبال می‌کنیم، با یکدیگر تعامل دارند، جابه‌جا شویم. با توجه به ویژگی‌های پایتون، این زبان دارای انعطاف‌پذیری بالایی است که به توسعه‌دهندگان این امکان را می‌دهد که شیوه‌های مختلف برنامه‌نویسی را با هم ترکیب کرده و برای هر پروژه خاص، بهترین راهکار را پیشنهاد دهند.

سطح بالا (High-Level)

پایتون به دسته زبان‌های برنامه‌نویسی سطح بالا تعلق دارد؛ به این معنا که این زبان به زبان‌های طبیعی بسیار شبیه است و وابستگی به پردازنده‌ی کامپیوتر در آن مشاهده نمی‌شود. در مقابل، یک زبان سطح پایین شباهت کمی به زبان انسان داشته یا اصلاً هیچ شباهتی به آن‌ها ندارد و بسیار نزدیک به سخت‌افزار است. زبان سطح پایین، اغلب برای یک CPU خاص بهینه شده است.

معناشناسی پویا (Dynamic Semantics)

پایتون از Dynamic Typing استفاده می‌کند؛ به این معنا که نیازی نیست که توسعه‌دهنده هنگام تعریف یک متغیر، نوع داده را مشخص کند.پایتون در زمان اجرا، نوع داده را به‌صورت خودکار بر اساس مقداری که به متغیر اختصاص می‌دهیم ، تشخیص می‌دهد و نوع متغیر می‌تواند بارها تغییر کند. انجام این کار در زبان‌هایی که Static Type هستند، غیرممکن است.

تاریخچه‌ی پایتون

حالا که فهمیدیم پایتون چیست، بیایید نگاهی مختصر به تاریخچه آن بیندازیم.

نقطه شروع پایتون

داستان Python از اواخر دهه‌ی هشتاد میلادی و با زبان برنامه‌نویسی ABC آغاز شد. هدف از ساخت این زبان، ایجاد توانایی شروع سریع برنامه‌نویسی در افرادی بود که تجربه‌ی کافی در زمینه‌ی برنامه‌نویسی نداشتند. متأسفانه زبان ABC موفقیت مورد‌انتظار را نداشت. بعدها، یکی از توسعه‌دهندگانِ ABC، یعنی خیدو فان روسوم (Guido van Rossum) از این زبان شکست‌خورده برای ساخت Python استفاده کرد.او این زبان را در آمستردام و در مرکز تحقیقات ملی ریاضیات و علوم کامپیوتر (Centrum Wiskunde & Informatica) ابداع کرد. تولد رسمی پایتون ۲۰ فوریه سال ۱۹۹۱ است، زمانی که او اولین نسخه‌ی پایتون یعنی نسخه‌ی 0.9.0 را منتشر کرد. این نسخه شامل تمامی انواع داده‌های کلیدی، توابع، پشتیبانی از شیءگرایی و سیستم ماژول بود.

«من تصمیم گرفتم یک زبان اسکریپت‌نویسیِ ساده طراحی کنم که شامل بهترین ویژگی‌های ABC باشد، اما مشکلات آن را نداشته باشد. بنابراین یک ماشین مجازی ساده، یک parser و یک runtime ساده ایجاد کردم. من نسخه‌ی خودم را با استفاده از قسمت‌هایی از ABC که دوست داشتم، ایجاد کردم. من یک سینتکس ساده ایجاد کردم که در آن برای گروه‌بندیِ دستورات، به‌جای استفاده از آکولاد یا بلوک‌های begin و end از تورفتگی‌ها استفاده شده بود. همچنین تعدادی نوع داده‌ی (data type) قدرتمند را توسعه دادم؛ یک جدول درهم‌سازی (hash table)، یک لیست، رشته‌ها و اعداد.»

خیدو فان روسوم

چرا خیدو فان روسوم نام این زبان را پایتون گذاشت؟

تابه‌حال به این فکر کرده‌اید که چرا به این زبان، پایتون (Python) می‌گویند؟ این نام‌گذاری هیچ ارتباطی به مار پایتون ندارد. داستان از این قرار است که زمانی که خیدو فان روسوم شروع به پیاده‌سازی این زبان برنامه‌نویسی کرد، در حال خواندن نمایشنامه‌ی یک سریال کمدی به نام «سیرک پرنده‌ی مونتی پایتون» (Monty Python’s Flying Circus) بود. خیدو فان روسوم نام زبان برنامه‌نویسی خود را از این نمایشنامه الهام گرفت.

نسخه‌های مختلف پایتون در چه سال‌هایی منتشر شدند؟

در ژانویه ۱۹۹۴، نسخه 1.0 پایتون منتشر شد که شامل ابزارهایی برای برنامه‌نویسی تابعی بود. روسوم، نسخه 2.0 پایتون را در اکتبر ۲۰۰۰ منتشر کرد و در آن بهبودهای مهمی نظیر پشتیبانی از Unicode و یک garbage collector برای مدیریت حافظه را معرفی کرد. garbage collector به طور خودکار حافظه‌ای که دیگر از آن استفاده نمی‌شود را برای استفاده‌های دیگر آزاد می‌کند.

در نهایت، در دسامبر ۲۰۰۸، نسخه‌ی 3.0 پایتون معرفی شد که در واقع بیشتر از اینکه یک به‌روزرسانی محسوب شود، یک پروژه کاملاً جدید بود. این نسخه از پایتون با نسخه‌‌ی ۲ پایتون سازگار نبود. در واقع به دلیل bytecode و ماشین مجازیِ متفاوت، اجرای پایتون ۲ بر روی ماشین مجازیِ پایتون ۳ امکان‌پذیر نیست و بالعکس. نسخه‌ی جدید، همچنین تعدادی از ویژگی‌ها و ساختارهای منسوخ که در طول عمر پایتون روی هم انباشته شده بود را کنار گذاشت. سرانجام در آوریل سال ۲۰۲۰، پشتیبانی از نسخه‌ی ۲ پایتون متوقف و این نسخه از پایتون رسماً بازنشسته شد.

ادامه مسیر پیشرفت پایتون چطور طی شد؟

خیدو فان روسوم تا جولای ۲۰۱۸ زمانی که از مسئولیت خود به‌عنوان «دیکتاتور خیرخواه جاویدانِ» پایتون یا «Benevolent dictator for life» به‌طور دائم کناره‌گیری کرد، توسعه‌دهنده اصلی پایتون محسوب می‌شد. چند سال بعد، او به بخش توسعه‌ی مایکروسافت ملحق شد.

توییتِ خیدو فان روسوم در ۱۲ نوامبر ۲۰۲۰

اکنون پایتون توسط یک شورای پنج‌نفره که پس از بازنشستگی خیدو فان روسوم، توسط جامعه‌ی پایتون انتخاب شدند، مدیریت می‌شود. این افراد در کنار میلیون‌ها توسعه‌دهنده در جهان مشغول کار بر روی پایتون برای افزایش مزایا و کاهش معایب آن هستند.

مزایا و معایب استفاده از پایتون چیست؟

و اما این مزایا و معایبی که از آن سخن گفتیم چه چیزهایی هستند؟ در ادامه با هم بررسی خواهیم کرد.

معایب استفاده از پایتون چیست؟

با وجود تمام مزیت‌های زبان پایتون که در ادامه آن‌ها را با هم بررسی می‌کنیم. استفاده از این زبان معایبی هم دارد که بهتر است آن‌ها را پس ذهن خود نگه داریم تا دچار توقعات غیر واقعی از آن نشویم. برخی از معایب پایتون عبارت‌اند از:

سرعت کم

همان طور که گفتیم پایتون یک زبان مفسری‌ست نه یک زبان کامپایلری. زبان‌های مفسری هنگام اجرای برنامه، کدهای برنامه را خط به خط می‌خوانند و آن‌ها را تفسیر می‌کنند، در حالی که زبان‌های کامپایلری کدهای برنامه را به زبان ماشین ترجمه می‌کنند و سپس اجرای برنامه انجام می‌شود. این تفاوت باعث می‌شود که زبان‌های مفسری در اجرای برنامه‌ها کندتر از زبان‌های کامپایلری عمل کنند. بنابراین، منطقی‌ست که پایتون به نسبت برخی زبان‌ها از سرعت پایین‌تری برخوردار باشد.

صرف حجم زیادی از حافظه

با توجه به ویژگی‌های خاص پایتون، مانند تایپ خودکار و مدیریت خودکار حافظه، این زبان ممکن است حجم زیادی از حافظه را مصرف کند. اگر برنامه شما برای پردازش داده‌های بزرگ طراحی شده باشد، پایتون ممکن است نیاز به حافظه بیشتری داشته باشد و به سرعت به محدودیت حافظه برخورد کند. بنابراین اگر بهینه‌سازی حافظه یکی از اولویت‌های اصلی شماست، در انتخاب پایتون کمی تعلل کنید!

خطاهای زمان اجرا (runtime errors)

پویایی زبان پایتون باعث می‌شود که به وفور به این خطا برخورد کنیم. برخی از دلایل بروز این خطا شامل نادرست بودن نوع داده، خطا در ترتیب ورودی‌ها و خطا در نحو کد است.

به مشکل خوردن در استفاده از سایر زبان‌ها

استفاده از پایتون و غرق شدن در انبوهی از کتابخانه‌های مختلف و کار با سینتکس ساده آن بسیار جذاب و اعتیاد آور است. بله! اما همین موضوع باعث می‌شود تا کسانی که برای زمان طولانی از پایتون استفاده می‌کنند، به سختی بتوانند با زبان‌های دیگر کار کنند و در کد زدن با سینتکس‌های پیچیده‌تر آن‌ها دچار مشکل شوند.

مزایای استفاده از پایتون چیست؟

قبلاً تعدادی از مزایای Python را به‌عنوان ویژگی‌های اصلی آن بیان کردیم. حالا اجازه دهید در ادامه‌ی پاسخ به سؤال پایتون چیست، در مورد مزایای استفاده از آن بیشتر توضیح دهیم.

یادگیری آسان

فهم و یادگیری Python برای افراد مبتدی نسبتاً آسان است. به لطف سینتکسِ ساده‌شده آن که بسیار شبیه به زبان انگلیسی است، افراد مبتدی به‌جای تمرکز بر روی پیچیدگی‌های ساختار زبان، روی اصول برنامه‌نویسی، مفاهیم و کدنویسی خوب تمرکز می‌کنند و در نتیجه می‌توانند به‌سرعت چارچوب فکری یک توسعه‌دهنده را یاد بگیرند.

سرعت توسعه بالا

سینتکس واضح و مختصر پایتون، نه‌تنها یادگیری آن بلکه روند ساخت نرم‌افزار با آن را نیز سرعت می‌بخشد. به‌علاوه، کتابخانه‌ی استاندارد آن، ویژگی‌های از‌پیش‌ساخته‌شده بسیاری را در اختیار برنامه‌نویسان قرار می‌دهد و به آن‌ها این اجازه را می‌دهد که با تلاش بسیار کمتری با پروتکل‌های اینترنتی، مدیریت سیستم‌عامل، دستکاری داده‌ها یا یکپارچه‌سازی سرویس‌های وب کار کنند.

یک برنامه‌ در پایتون نسبت به زبان‌های Java یا ++C، در تعداد خط کد کمتری نوشته می‌شود. این مسئله پایتون را به یک گزینه‌ی مطلوب برای ساخت نمونه‌ی اولیه از نرم‌افزارها تبدیل می‌کند. بنابراین نسبت به سایر زبان‌ها می‌توانید سریع‌تر و با هزینه‌ی کمتر ایده‌های خود را تست کنید.

فرایند توسعه با وجود فریم‌ورک‌های پایتون که مؤلفه‌های از‌پیش‌کدنویسی‌شده را در اختیار شما قرار می‌دهند، سریع‌تر هم می‌شود. برنامه‌نویسان می‌توانند از تکه‌کدهای آماده استفاده کنند و به این ترتیب نیازی نیست همه چیز را از ابتدا بسازند. از میان محبوب‌ترین فریم‌ورک‌های پایتون که برای توسعه سریع وب کاربرد دارند، می‌توان به Django ،Flask و Falcon اشاره کرد.

Python همچنین عضوی از مجموعه فناوری‌های توسعه‌ی وب (LAMP) محسوب می‌شود. LAMP مخفف Linux ،Apache ،MySQL ،Python ،PHP یا Perl است که همگی داینامیک‌تایپ هستند. این مجموعه، یک روش استاندارد و کامل برای ساخت وب‌اپلیکیشن‌ها فراهم کرده است تا در زمانِ توسعه صرفه‌جویی شود.

قابلیت حمل و توسعه‌پذیری به سایر زبان‌ها

پایتون یک زبان platform-agnostic است؛ به این معنا که شما می‌توانید یک کد منبع را روی سیستم‌عامل‌های مختلف از macOS گرفته تا Windows و Linux اجرا کنید. قابلیت حمل به لطف bytecode و ماشین مجازی پایتون فراهم شده است.

علاوه بر این، پایتون با استفاده از افزونه‌هایی نظیر Cython برای C و Gython برای Go و Jython برای Java و IronPython برای Net.، به‌راحتی با سایر زبان‌های برنامه‌نویسی همراه می‌شود.این افزونه‌ها به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهند تا عملکردی که در تکنولوژی اصلی وجود ندارد را قرض گرفته و از آن بهره ببرند. به این ترتیب آن‌ها می‌توانند کد خارجی را در اپلیکیشن خود اجرا کنند.

رایگان و جامعه بزرگ جهانی

Python متن‌باز بوده و استفاده از آن حتی برای استفاده‌های تجاری برای همه رایگان است. بنابراین جای تعجبی ندارد که جامعه‌ی بزرگی از آن استفاده کنند. تا سال ۲۰۱۹، هشت میلیون و دویست هزار توسعه‌دهنده از پایتون استفاده می‌کردند، در حالی که این عدد برای برنامه‌نویسان جاوا هفت میلیون و ششصد هزار نفر بود. از آن زمان تاکنون، جامعه توسعه‌دهندگان پایتون رشد بیشتری داشته است و توانسته عنوان پرتقاضاترین زبان برنامه‌نویسی را برای پنج سال پی‌درپی کسب کند. بیش از هزار و ششصد گروهِ کاربر پایتون در ۳۷ کشور دنیا وجود دارد که تعداد اعضای آن‌ها روی هم از هشتصد و شصت هزار نفر تجاوز می‌کند.

همه‌منظوره و ابزارهایی وسیع برای تقریباً هر کاری

علاوه بر توسعه‌ی نرم‌افزار، از پایتون می‌توان برای انجام طیف گسترده‌ای از کارها استفاده کرد. تعداد کتابخانه‌های پایتون به حدوداً ۱۳۷۰۰۰ می‌رسد. پایتون کار محققان، دانشمندان داده، مهندسان داده، مهندسان تضمین کیفیت و متخصصان دواپس (DevOps) را تسهیل می‌کند. پایتون همچنین یکی از محبوب‌ترین ابزارها برای تحلیل‌های مالی محسوب می‌شود. در ادامه، به‌صورت اجمالی محبوب‌ترین موارد استفاده از Python و ابزارهای مربوط به آن‌ها را مرور خواهیم کرد.

کاربردهای پایتون چیست؟

پایتون زبان برنامه‌نویسی بسیار پرکاربردی‌ست. ردپای این زبان در بسیاری از زمینه‌های مختلف، از جمله علوم داده، آمار، مهندسی نرم‌افزار، وب، شبکه‌ها و بسیاری دیگر مشاهده می‌شود. در ادامه به برخی از کاربردهای پایتون می‌پردازیم:

علوم داده

از زبان برنامه‌نویسی پایتون در علوم داده استفاده‌های گسترده‌ای می‌شود و این موضوع، این زبان را به عصای دست دیتا ساینتیست‌ها و دیتا آنالیست‌ها تبدیل کرده است. موارد استفاده از زبان پایتون در علوم داده شامل پردازش داده‌ها، مدل‌سازی و پیش‌بینی، داده کاوی و بسیاری دیگر است. umPy، Pandas، Matplotlib و Seaborn، برخی کتابخانه‌هایی هستند که در علوم داده از آن‌ها استفاده می‌شود.

ماشین لرنینگ و دیپ لرنینگ

در این که امروزه آموزش ماشین و یادگیری عمیق به زبان پایتون گره خورده‌اند هیچ شکی نیست. اما چرا؟ پاسخ را شاید بتوان در برخی مزیت‌های بی نظیر پایتون از جمله سادگی، وجود کتابخانه‌های فراوان و انعطاف پذیری آن یافت. برخی از مهم ترین کتابخانه‌هایی که برای ML و DL از آن‌ها استفاده می‌شود شامل کتابخانه‌های Pandas، NumPy Matplotlib، Tensorflow و PyTorch است.

خودکارسازی فرایند‌های رباتیک

پایتون بهترین زبان برای نوشتن برنامه‌های سبک برای خودکارسازی فعالیت‌های تجاری روزمره است. به‌عنوان مثال پر کردن فرم‌های آنلاین، خواندن و نوشتن فایل‌ها، ایجاد و حذف پوشه‌ها، ارسال ایمیل و اعلان، وب اسکرپینگ (web scraping) و درخواست داده از طریق API ها.

توسعه وب و طراحی سایت

از جمله مزیت‌های پایتون نسبت به زبانی مانند php، سادگی سینتکس و داشتن فریم‌ورک‌های متنوع است. از این رو در بسیاری از موارد انتخاب اول طراحان و توسعه‌دهندگان وب سایت است.

خودکارسازی تست

پایتون به داشتن تعداد زیادی فریم‌ورک تست که تستِ کد شما را در هر مرحله از توسعه‌ی نرم‌افزار سرعت می‌بخشند، مشهور است. خودکارسازی تست، المانی حیاتی در شیوه‌های دواپس است که سازندگان، آن را با هدف افزایش سرعت انتشار نرم‌افزار و بر پایه‌ی پیوند توسعه، تضمین کیفیت و عملیات‌های IT و تبدیل آن‌ها به یک چرخه‌ی واحد و تکرارشونده بنا کرده‌اند.

دواپس

دواپس (DevOps) بر بهینه‌سازی و خودکارسازی چرخه‌ی توسعه‌ی نرم‌افزار تمرکز دارد و این همان جایی است که اسکریپت‌های خوانا و ساختاریافته‌ی نوشته‌شده با پایتون، خود را نشان می‌دهند. بسیاری از ابزارهای دواپس با پایتون نوشته شده‌اند؛ از جمله:‌ SCons ،PyBuilder ،Ansible و Buildbot.

ساخت بازی

ساخت بازی در دنیا طرفداران زیادی دارد و خیلی از افراد با همین هدف پا به دنیای برنامه‌نویسی می‌گذارند. شاید برایتان جالب باشد که بدانید بسیاری از کمپانی‌های بازی سازی دنیا برای تست نسخه اولیه بازی‌ها، از زبان پایتون استفاده می‌کنند. چرا که به دلیل ساده بودن، دیباگ کردن کد‌ها راحت‌تر انجام می‌شود.

اگرچه سازندگان بازی‌ها، بیشتر از زبان‌های سریع‌تر از پایتون استفاده می‌کنند، اما همچنان در بخش‌های مختلفی از بازی‌های بزرگ نیز از پایتون استفاده می‌شود .برخی کتابخانه‌های ساخت بازی در پایتون شامل Pygame، Arcade، PyOpenGL و Kivy است.

کاربرد پایتون در امنیت

یک مورد دیگر از کاربردهای پایتون مربوط به امنیت و هک است. به طوری که می‌توان استفاده‌هایی مانند اکسپلویت نویسی، رمزنگاری فایل‌ها و مانیتورینگ کیبورد و موس را با کمک پایتون انجام داد. محبوب‌ترین کتابخانه‌های پایتون در این زمینه شامل Pynput، cryptography و Requests است.

کاربردهای پایتون به همین موارد محدود نمی‌شود و بسیار مفصل‌تر از موارد گفته شده است. اما صرفا خواستیم با بررسی برخی از مهم‌ترین آن‌ها نسبت به کاربردهای این زبان برنامه نویسی بی نظیر دید بهتری داشته باشید.

ممکن است علاقه‌مند باشید: کاربرد پایتون در حوزه‌های مختلف

دلایل یادگیری پایتون چیست؟

و اما چرا پایتون؟ اگر در ابتدای مسیر یادگیری برنامه نویسی هستید، می‌توانید بدون درگیر شدن با سینتکس‌های پیچیده و بدون داشتن دغدغه‌ یادگیری جزئیات، اصول برنامه‌نویسی را فرا بگیرید و بتوانید برنامه‌های ساده و پیشرفته را با آن پیاده سازی کنید. از دیگر دلایلی که باعث می‌شود بسیاری از افراد به یادگیری پایتون رو بیاورند، انعطاف پذیری و تعدد کتابخانه‌های آن است.

تفاوت دیگر زبان‌های برنامه‌نویسی با پایتون چیست؟

اما شاید با خود فکر کنید که با تمام چیزهایی که گفتیم، به واقع زبان برنامه‌نویسی پایتون چه تفاوتی با سایر زبان‌ها دارد؟ یا به عبارت دیگر چه چیزی این زبان را خاص و متمایز می‌کند؟ کمی قبل‌تر به بررسی مزایای پایتون پرداختیم و کاربردهای مختلف آن را نیز بررسی کردیم، اما اگر بخواهیم به چند مورد از ویژگی‌های خاص پایتون در مقایسه با باقی زبان‌ها بپردازیم، می‌توانیم به سادگی، همه منظوره بودن و سازگاری آن با پلتفرم‌های مختلف اشاره کنیم.

بهترین فریم‌ورک‌های پایتون چیست؟

در این بخش می‌خواهیم به بررسی چند مورد از بهترین فریم‌ورک‌های پایتون بپردازیم.

فریم‌ورک چیست؟

فریم‌ورک یک مجموعه از کتابخانه‌ها، ابزارها، قالب‌ها و الگوهای طراحی است که برای توسعه برنامه‌های کامپیوتری مورد استفاده قرار می‌گیرد. این مجموعه از ابزارها و کتابخانه‌ها به برنامه‌نویسان کمک می‌کند تا بتوانند برنامه‌های خود را با سرعت بیشتری توسعه داده و به راحتی پیاده‌سازی کنند.

فریم‌ورک‌ها معمولاً شامل یک مجموعه از قالب‌های طراحی، کتابخانه‌هایی برای ارتباط با پایگاه داده، ابزارهایی برای تست و ابزارهایی برای ایجاد وب‌سایت‌ها و برنامه‌های موبایل هستند.

معروف‌ترین فریم‌ورک‌ پایتون چیست؟

جنگو (Django)

معروف‌ترین فریم‌ورک پایتون در حال حاضر جنگو است! فریم‌ورک جنگو یک فریم ورک متن‌باز و پرطرفدار برای توسعه وب‌سایت‌های پایتون است که طراحی آن با هدف تسهیل توسعه وب‌سایت‌های پایتون است و از مدل نمایش-کنترل‌کننده (MVC) به عنوان معماری اصلی استفاده می‌کند.

فلسک (Flask)

یکی دیگر از فریم‌ورک های محبوب پایتون، فریم‌ورک فلسک(flask) است. این فریم‌ورک را برای توسعه وب‌سایت‌های کوچک و متوسط طراحی کرده‌اند و یکی از ویژگی‌های آن این است که از کد کمتری نسبت به سایر فریم‌ورک‌های وب استفاده می‌کند، اما به برنامه‌نویسان اجازه می‌دهد تا به راحتی وب‌سایت‌های پویا و با قابلیت تعامل با کاربران را پیاده‌سازی کنند.

Bottle

فریم‌ورک Bottle یک فریم‌ورک سبک و ساده برای توسعه وب‌سایت‌های پایتون است. این فریم‌ورک را با هدف تسهیل توسعه وب‌سایت‌های کوچک و ساده طراحی کرده‌اند و معماری آن بسیار شبیه به فریم ورک Flask است. با این حال، Bottle با استفاده از کد کمتری نسبت به Flask، قابلیت پیاده‌سازی وب‌سایت‌های ساده را فراهم می‌کند.

Pyramid

فریم‌ورک Pylons برای توسعه وب‌سایت‌های متوسط و بزرگ طراحی شده است و شرکت Pylons Project، این فریم‌ورک را توسعه داده است. لازم به ذکر است که این فریم‌ورک با همه نسخه‌های پایتون نیز سازگار است.

آینده‌ی پایتون چطور است؟

در حال حاضر، پایتون بک‌اندِ پروژه‌های مشهوری مانند Reddit ،Dropbox ،Google ،Pinterest ،Facebook و YouTube را پشتیبانی می‌کند. به همین دلیل، عرضه‌ی نسخه‌ی ۴ در حال حاضر بسیار بعید است. تیم توسعه‌ی پایتون درس‌هایی را از عرضه‌ی نسخه ۳ گرفته است. دوران انتقال از نسخه‌ی ۲ به نسخه‌ی ۳ دوران سختی بود که چندین سال به طول انجامید و تلاشی بیش از آنچه انتظار می‌رفت را می‌طلبید.

صحبت کردن درمورد پایتونِ ۴ یک جور تابو محسوب می‌شود. ما در حال حاضر یک برنامه سختیگرانه‌ی سالانه برای عرضه‌ی به‌روزرسانی‌ها داریم. بنابراین پس از عرضه‌ی پایتون 3.10، نسخه‌ی 3.11 خواهد آمد و پس از آن نسخه‌ی 3.12 و سپس نسخه‌های بعدی. می‌توانیم تا عرضه‌ی نسخه 3.99، قبل از آنکه مجبور شویم نسخه 4 را منتشر کنیم، ادامه دهیم. عرضه‌ی نسخه‌ی ۴ موضوع پیش‌پاافتاده‌ای نیست، با این حال هنوز بهتر است از نسخه‌ی ۳ به نسخه‌ی ۴ رفتن خودداری کنیم.

خیدو فان روسوم

در ادامه مقاله«پایتون چیست؟ آشنایی با زبان برنامه‌نویسی Python» بهتر است کمی به بازار کار این حوزه یپردازیم و درآمد برنامه‌نویسان پایتون در ایران و جهان را بررسی کنیم.

بازار کار پایتون چطور است؟

به دلیل کاربردهای متعدد زبان پایتون در صنایع مختلف، فرصت‌های شغلی برای برنامه‌نویسان پایتون بسیار متنوع هستند و بازار کار آن‌ها نیز بسیار گسترده و پویاست. بنابراین، بسیاری از شرکت‌ها و سازمان‌هایی در زمینه‌های مختلفی همچون توسعه نرم‌افزارهای متنوع، از جمله وب‌سایت‌ها، برنامه‌های کاربردی، بازی‌ها، علوم داده، هوش مصنوعی، شبکه‌های کامپیوتری و غیره فعالیت می‌کنند و به دنبال استخدام برنامه‌نویس پایتون هستند.

درآمد پایتون و تعداد برنامه‌نویسان پایتون

حال به بررسی میزان درآمد برنامه‌نویسان پایتون در ایران و جهان می‌پردازیم و در نهایت مروری بر تعداد کل برنامه‌نویسان پایتون در جهان خواهیم داشت.

درآمد پایتون در ایران

آمار دقیقی برای میزان درآمد برنامه‌نویسان پایتون در ایران وجود ندارد اما می‌توان میانگین درآمد آن‌ها را حدودا بین 5 تا 12 میلیون تومان در نظر گرفت. البته در نظر داشته باشید که با طی شدن مسیر رشد و توسعه مهارت‌ها، یک برنامه نویس پایتون می‌تواند چند برابر این مقدار هم درآمد داشته باشد.

درآمد پایتون در جهان

در ادامه آماری که سایت indeed منتشر کرده است را مشاهده می‌کنید. بر اساس این گزارش میانگین درآمد سالانه یک برنامه‌نویس پایتون در کانادا، آلمان و آمریکا به ترتیب زیر است.

• کانادا: 87,802 $
• آمریکا: 117,004 $
• آلمان: 83,371 €

تعداد برنامه نویسان پایتون

تا سال ۲۰۱۸ حدود ۲۲ میلیون برنامه نویس در جهان مشغول بوده اند که پیش بینی می‌شود این عدد تا سال ۲۰۲۷ به ۲۸ میلیون نفر برسد. درمورد تعداد برنامه‌نویسان پایتون نمی‌توان نظری قطعی داد چون این عدد بسیار متغیر است، اگرچه بر اساس تحقیقات TIOBE، حدود ۵/۷۶۱٪ درصد از کل جمعیت برنامه نویسان را برنامه نویسان پایتون تشکیل می‌دهند.

معروف‌ترین شرکت‌هایی که از پایتون استفاده می‌کنند!

مزایای زیادی که زبان برنامه نویسی پایتون دارد که تا این‌جا به بسیاری از آن‌ها اشاره کردیم، باعث می‌شود که بسیاری از شرکت‌های بزرگ و معروف از آن استفاده کنند. برخی از این شرکت‌ها عبارت‌اند از:

• یوتیوب (YouTube)
• گوگل (Google)
• اینستاگرام (Instagram)
• فیسبوک (Facebook)
• یاهو! مپ (Yahoo! Map)
• شاپ‌زیلا (Shopzilla)
• اولتراسیک (Ultraseek)

پیاده‌سازی یک برنامه ساده و جالب با پایتون

در این بخش می‌خواهیم برنامه‌ای را اجرا کنیم که به ما کمک می‌کند تاس بریزیم. این برنامه به این صورت اجرا می‌شود که در ابتدا یک عدد رندوم از ۱ تا ۶ را به ما برمی‌گرداند و آن را به تاریخچه تاس‌ها اضافه می‌کند . سپس برنامه از ما می‌پرسد که آیا مایل هستیم دوباره تاس بریزیم؟ اگر جواب «yes» باشد دوباره همین روند تکرار می‌شود تا جایی که دیگر تاس نریزیم.

در نهایت این برنامه، تاریخچه تمامی تاس‌ها را در قالب یک لیست به ما نشان می‌دهد. به همین راحتی می‌توانید بسیاری از بازی‌ها را بدون داشتن تاس و تنها با زدن چند خط کد پایتون انجام دهید. کد این برنامه به این صورت است:

import random

rolls = []
def roll_dice():
    return random.randint(1, 6)

while True:
    result = roll_dice()
    rolls.append(result)
    print("The dice rolled and the result is:", result)
    user_input = input("Roll again? (yes/no): ")
    if user_input.lower() != "yes":
        break

print("All rolls:", rolls

بهترین IDE‌‌ پایتون چیست؟

پیش از آن که به معرفی بهترین IDE های پایتون بپردازیم بهتر است ابتدا با مفهوم خود IDE آشنا شویم.

IDE چیست؟

محیط توسعه یکپارچه یا IDE که مخفف «Integrated Development Environment» است، ابزاری برای تسهیل توسعه نرم افزار توسط توسعه‌دهندگان است که با ترکیب ابزارهای مختلف، امکان نوشتن، کامپایل کردن و دیباگ کردن را فراهم می‌کنند. بیشتر IDE ها از اکثر زبان‌ها پشتیبانی می‌کنند، اما برخی از آن‌ها نیز IDE های اختصاصی یک زبان هستند. که این موارد را در ادامه بررسی می‌کنیم.

معرفی بهترین IDE های پایتون

از معروف‌ترین و بهترین IDE های پایتون که می‌توانید از آن‌ها استفاده کنید، می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• Visual Studio Code(VS Code)
• PyCharm
• Eclipse
• PyDev
• Sublime Text
• Atom

بیشتر بخوانید: بهترین IDE پایتون

نحوه نصب پایتون

برای نصب پایتون کافی‌ست مراحل زیر را طی کنید:

قدم اول

در مرورگر خود کلمه «python install» را سرچ کنید. اولین وب‌سایتی که در نتایج نشان داده می‌شود وب‌سایت رسمی خود پایتون است. روی آن کلیک کنید و در این صورت می‌توانید آخرین ورژن پایتون را مشاهده کرده و روی آن کلیک کنید تا دانلود شود (آیکون زرد در تصویر پایین).

قدم دوم

زمانی که فایل ما دانلود شد، آن را باز می‌کنیم. همان طور که در تصویر زیر می‌بینید باید تیک گزینه Add python.exe to PATH را بزنیم. در ادامه روی گزینه customize installation کلیک می‌کنیم.

در این بخش ویژگی‌های اختیاری باز می‌شود که اگر چه برای نصب پایتون ضروری نیستند اما بهتر است تیک همه آن‌ها را بزنیم.

سپس رو گزینه next کلیک کرده و در بخش گزینه‌های پیشرفته، توصیه ما این است که مانند شکل زیر این موارد را انتخاب کنید. گزینه customize install location نشان‌دهنده محل نصب پایتون است که بهتر است آن را تغییر ندهیم. در نهایت روی گزینه Install کلیک می‌کنیم.

سپس گزینه yes را بزنید و به این ترتیب نصب پایتون آغاز می‌شود. پس از پایان دانلود، گزینه close را بزنید تا با هم قدم سوم را طی کنیم.

قدم سوم

روی دکمه ویندوز کیبورد کلیک کرده و در صفحه باز شده کلمه «cmd» را جستجو می‌کنیم. برنامه cmd را باز کرده و اگر در این‌ جا کلمه «python» را وارد کرده و enter را فشار دهیم، ورژن نصب شده را برای ما چاپ می‌کند. با این کار از نصب پایتون اطمینان حاصل می‌کنیم. در ادامه می‌توانیم دستورهای دیگری را هم در همین‌جا چاپ کنیم. به طور مثال اگر (“print(“hello world را نوشته و enter را بزنیم این جمله را برای ما چاپ می‌کند.

قدم چهارم

کافی‌ست IDLE python را سرچ کرده و برنامه را باز کنیم. حال همه چیز برای شروع یادگیری پایتون آماده است و می‌توانیم از ابزارهای مختلف این زبان برنامه‌نویسی بهره ببریم.

بیشتر بخوانید: آموزش نصب پایتون از 0 تا 100

یادگیری پایتون چقدر زمان می‌برد؟

پاسخ این سوال به چندین فاکتور بستگی داشته و جواب قطعی‌ای برای آن وجود ندارد. چرا که به طور کلی سرعت یادگیری انسان‌ها با هم متفاوت بوده و هدف هرکس از یادگیری پایتون نیز می‌تواند با دیگری متفاوت باشد. از آن‌جایی که دریای دانش انتهایی ندارد، یادگیری انسان هم هیچ‌زمانی به پایان نمی‌رسد و همواره ادامه دارد.

اما اگر می‌خواهید ذهنیتی نسبت به مدت زمان یادگیری پایتون مقدماتی داشته باشید، با نگاهی به دوره مقدماتی کوئرا کالج، می‌بینیم که با طی کردن مدت زمان ۱۰۲ ساعت می‌توان به این مفاهیم مسلط شد. این به این معناست که اگر هفته ای تنها ۶ ساعت را به یادگیری پایتون اختصاص دهید، تقریبا در مدت زمان ۴ ماه می‌توانید به پایتون مقدماتی تسلط خوبی پیدا کنید.

جمع‌بندی

در این مقاله از کوئرا بلاگ تلاش کردیم تا علاوه بر بررسی این که پایتون چیست و چه کاربردی دارد، به بررسی چالش‌ها و سوالات مختلفی که ممکن است برای خواننده وجود داشته باشد بپردازیم. امیدواریم از خواندن این مقاله لذت برده باشید و برایتان مفید واقع شده باشد خوشحال می‌شویم تا سوالات و نظرات خود را برای ما کامنت کنید.