پایتون چیست و چه کاربردی دارد؟

آموزش آنلاین پایتون توسط برترین مدرسان

پایتون چیست؟

اگر بخواهیم پایتون را به صورت تخصصی‌تر تعریف کنیم، می‌توانیم از تعریفی که سایت اصلی پایتون برای آن ارائه داده است، استفاده کنیم. بر طبق این تعریف پایتون یک زبان برنامه‌نویسی تفسیری، شی گرا، سطح بالا و با معنا‌شناسی پویا است که برای توسعه سریع برنامه‌ها مناسب است. ممکن است درک این تعریف برای شما کمی دشوار باشد. به همین دلیل در ادامه برخی از اصطلاحات این تعریف را شرح می‌دهیم.

زبان تفسیری

کد‌های پایتون توسط یک برنامه دیگر به نام مفسر به طور مستقیم اجرا می‌شوند. در حالی که در زبان‌های دیگر برنامه‌نویسی کد‌ها ابتدا به کد ماشین تبدیل می‌شوند. در واقع هیچ برنامه دیگری برای تفسیر کد ها وجود ندارد ولی در پایتون باید از برنامه های دیگری کمک گرفت.

شی گرا

پایتون یک زبان برنامه نویسی شی گرا است. شی گرا بودن به این معنی است که پایتون برای سازمان دهی کد و داده‌ها از مفهوم‌ اشیا استفاده می‌کنند.

سطح بالا

پایتون یک زبان برنامه‌نویسی سطح بالا است. این به این معنی است که این زبان نسبت به زبان‌های دیگر مانند زبان اسمبلی به زبان انسان شبیه‌تر است و این ویژگی باعث می‌شود که کار کردن با پایتون راحت‌تر باشد.

معنا‌شناسی پویا

این ویژگی به این معنی است که در پایتون نوع داده‌های متغیر‌ها در زمان اجرا تعیین می‌شود.

توسعه سریع برنامه‌ها

پایتون بر روی تولید سریع نمونه‌های اولیه و تکرار‌های مکرر تمرکز می‌کند.

چرا باید کاربرد زبان‌های برنامه‌نویسی را بشناسیم؟

زبان‌های برنامه‌نویسی زیادی وجود دارند که هر یک از آن‌ها دارای کاربرد‌های خاص خود هستند. از طرف دیگر یادگیری یک زبان برنامه‌نویسی جدید می‌تواند انرژی و زمان زیادی از شما بگیرد. اگرچه یادگیری قوائد نوشتاری زبان‌های برنامه‌نویسی خیلی دشوار نیست، اما در هر صورت مسلط شدن به این برنامه‌ها می‌تواند زمان بر باشد. در نتیجه این موارد لازم است قبل از شروع یادگیری یک زبان برنامه‌نویسی جدید کاربرد‌های آن زبان را به طور کامل بررسی کنید تا بتوانید وقت و انرژی خود را به یادگیری زبانی اختصاص دهید که برای شما مناسب و کاربردی باشد.

مطلب پیشنهادی: برنامه‌نویسی ماژولار چیست؟

کاربرد‌های پایتون چیست؟

به طور کلی پایتون یک زبان عمومی است و به یک حوزه خاص محدود نمی‌شود. در واقع یکی از مزایای اصلی پایتون همین عمومی بودن آن است. بسیاری از زبان‌های برنامه‌نویسی محدود به یک زمینه خاص هستند یا در صورتی که بتوانند به یک زمینه دیگر وارد شوند باز هم قدرت چندانی ندارند، اما پایتون این گونه نیست. پایتون یک زبان برنامه‌نویسی عمومی است که می‌تواند در حوضه‌های مختلف کارآمد باشد و در همه حوضه‌ها نیز دارای قدرت مناسبی است.

یک برنامه‌نویس که با زبان پایتون به شیوه حرفه‌ای آشنا است در همه موارد حرفی برای گفتن دارد و می‌تواند در قسمت‌های مختلفی از تکنولوژی فعالیت کند. یکی دیگر از ویژگی‌های پایتون دسترسی به کتابخانه‌ها است. در واقع این کتابخانه‌ها هستند که پایتون را توسعه‌پذیر می‌کنند. همان طور که گفتیم پایتون دارای کاربرد‌های زیادی است. برخی از زمینه‌هایی که پایتون می‌تواند در مورد آن‌ها فعالیت کند شامل موارد زیر هستند.

دنیای وب و اینترنت

در دنیای وب و طراحی سایت زبان‌های برنامه‌نویسی مانند PHP یا ASP بسیار معروف هستند و بسیاری از سایت‌ها با استفاده از این دو زبان طراحی می‌شوند. با این حال رد پای پایتون نیز در دنیای وب و طراحی سایت مشهود است. یکی از دلایلی که باعث استفاده زیاد از پایتون در دنیای وب و طراحی سایت می‌شود فریم ورک‌های مخصوص آن هستند.

فریم ورک‌های مطرحی مثل Django و میکروفریمورک‌هایی مثل Flask در محبوبیت پایتون نقش مهمی ایفا کردند.
جالب است بدانید که Django در حال حاضر ششمین فریم ورک محبوب در جهان است که از آن برای طراحی سایت استفاده می‌شود. در حال حاضر برخی از محبوب‌ترین سایت‌ها مانند اینستاگرام و پینترست با استفاده از فریم Django پایتون طراحی شده‌اند.

ساخت اپلیکیشن‌های موبایل

زبان‌های اصلی برنامه‌نویسی که در اندروید به کار ‌می‌روند شامل جاوا و کاتلین هستند و در iOS نیز بسیاری از برنامه‌نویسان از Swift استفاده می‌کنند با این حال پایتون در این زمینه نیز کارایی زیادی دارد. با استفاده از پایتون و فریم ورک‌هایی مانند Kivy می‌توانید انواع اپلیکیشن‌های موبایل را بسازید و آن‌ها را به اشتراک بگذارید. البته ساخت اپلیکیشن‌های موبایل با استفاده از فریم Kivy می‌تواند دارای مشکلاتی مانند زیاد شدن حجم یا افت سرعت همراه باشد که این مسأله تا حد زیادی طبیعی است.

یادگیری ماشین

یادگیری ماشین دارای کاربرد‌های فراوانی در زندگی روزمره است و بسیاری از ما در بسیاری از مواقع بدون آن که بدانیم در حال استفاده از آن هستیم. برای مثال زمانی که در گوگل چیزی را سرچ می‌کنید و گوگل لیستی از نتایج را به شما نشان می‌دهد در واقع در حال استفاده از یادگیری ماشین هستید. نمونه‌هایی از یادگیری ماشین شامل الگوریتم‌های تشخیص چهره، یا دستیار‌های صوتی مانند SIRI و Cortana هستند. پایتون در زمینه یادگیری ماشین نیز دارای فعالیت خوبی است و بسیاری از برنامه‌نویسانی که در زمینه ماشین لرنینگ کار می‌کنند از کتابخانه‌های پایتون بهره می‌برند.

هک و تست نفوذ

پایتون در زمینه هک و تست‌های نفوذ نقش بسیار پررنگی دارد. یکی از دلایل این مسأله توانایی بالای پایتون در ساخت برنامه‌های کوچک است که به هکر‌های حرفه‌ای در هک کمک شایانی می‌کند.

آموزش آکادمیک

در بسیاری از کشور‌ها برنامه‌نویسی به صورت پایه‌ای در مدارس آموزش داده می‌شود. پایتون دارای ساختار ساده‌ای است و کار کردن با آن بسیار جذاب است. به همین دلیل نیز بسیاری از کشور‌ها از پایتون برای آموزش برنامه‌نویسی به نوجوانان استفاده می‌کنند.

داده کاوی و Big Data

داده کاوی در واقع به معنای بررسی داده‌ها است. برای مثال گوگل یا تلگرام را در نظر بگیرید. این برنامه‌ها در طی زمان‌های کوتاه با حجم انبوهی از اطلاعات رو به رو می‌شوند. داده کاوی در واقع به این برنامه‌ها کمک می‌کند حجم انبوهی از اطلاعات را تجزیه و تحلیل کنند و اطلاعات مفید و کاربردی را از میان آن‌ها استخراج کنند. یکی از بهترین گزینه‌هایی که برای داده کاوی وجود دارد پایتون است. پایتون دارای کتابخانه‌های بزرگ و متعددی است که آن را برای این کار مناسب می‌کند.

ساخت رابط کاربری گرافیکی

امروزه اکثر نرم‌افزار‌ها از رابط کاربری گرافیکی استفاده می‌کنند. در ساخت رابط گرافیکی نیز پایتون دارای اهمیت زیادی است و می‌تواند بسیار کارآمد باشد. پایتون دارای کتابخانه‌های زیادی برای ساخت رابط کاربری گرافیکی است. یکی از بهترین کتابخانه‌های پایتون برای ساخت رابط گرافیکی Tkinter است که بسیاری از برنامه‌نویسان آن را استاندارد‌ترین کتابخانه می‌دانند.

ساخت بازی‌های رایانه‌ای

بازی‌ها روز به روز در سرتاسر دنیا طرفداران بیشتری پیدا می‌کنند. به طور کلی برای ساخت بازی‌های رایانه‌ای از موتور‌های بازی‌سازی اختصاصی استفاده می‌شود اما بعضی از موتور‌ها مثل Unity یا Unreal به طور عمومی عرضه می‌شوند. پایتون در ساخت بازی‌های رایانه‌ای نیز دارای کاربرد است. PyGame یک کتابخانه رایگان در پایتون است که دارای صدا و گرافیک کامپیوتری است. در هر صورت این کتابخانه بیشتر برای ساخت بازی‌های سبک و ساده کاربرد دارد.

مزایای پایتون چیست؟

پایتون دارای مزایای زیادی است که باعث شده است در سرتاسر دنیا به یکی از محبوب‌ترین و پر استفاده‌ترین زبان‌های برنامه‌نویسی تبدیل شود. برخی از مهم‌ترین مزایای پایتون شامل موارد زیر هستند.

مناسب برای مبتدی‌ها

پایتون در عین حال که دارای قدرت زیادی در زمینه‌های مختلف است، اما زبان ساده و قابل فهمی دارد. این مسأله باعث شده است که پایتون برای مبتدی‌ها بسیار مناسب و جذاب باشد. یکی دیگر از ویژگی‌های پایتون که آن را برای افراد مبتدی مناسب می‌کند عمومی بودن آن است.

اگر شما مبتدی باشید ممکن است به طور دقیق ندانید که علاقه‌تان به چیست و می‌خواهید در کدام حیطه فعالیت کنید یا این که از این مسأله اطمینان نداشته باشید. پایتون این امکان را به شما می‌دهد که به راحتی در زمینه‌های مختلف فعالیت کنید و از حوضه‌ای به حوضه دیگر وارد شوید. به علاوه برای یادگیری پایتون آموزش‌های بسیاری با زبان‌های مختلف فارسی و انگلیسی وجود دارد که می‌توانید از آن‌ها استفاده کنید.

داشتن جامعه بزرگ و فعال

وقتی شما شروع به یادگیری یک مسأله می‌کنید بسیار اهمیت دارد که بتوانید سؤالات و چالش‌های خود را با افراد حرفه‌ای در این زمینه در میان بگذارید. پایتون دارای یک جامعه بزرگ و فعال است که می‌توانید به بهترین نحو ممکن از آن کمک بگیرید.

انعطاف‌پذیری بالا

پایتون دارای کتابخانه‌های متنوع و بسیاری است که می‌توان از آن‌ها در پروژه‌های متفاوت کمک گرفت. به علاوه پایتون این توانایی را دارد که با زبان‌های دیگر ادغام شود و در بخش‌های مختلف در پروژه‌ها به کار گرفته شود. این انعطاف‌پذیری بالا باعث شده است از پایتون در بخش‌های متنوعی استفاده شود.

داشتن کتابخانه‌های متنوع

شاید اصلی‌ترین و پررنگ‌ترین مزیت پایتون داشتن کتابخانه‌های مختلف و گسترده است. این کتابخانه‌ها به طور مداومی در حال رشد هستند و گسترش بیشتری نیز پیدا می‌کنند. کتابخانه‌ها در واقع مجموعه‌ای از کد‌ها هستند که به صورت آماده وجود دارند و شما می‌توانید در پروژه خود از آن‌ها استفاده کنید تا در وقت و هزینه خود صرفه‌جویی کنید.

مقیاس‌پذیری بالا

پایتون دارای مقیاس‌پذیری بالایی است. این در واقع به این معنی است که با استفاده از پایتون می‌توان حجم انبوهی از اطلاعات را تجزیه و تحلیل و سازمان دهی کرد.

مطلب پیشنهادی: مهارت‌های لازم برای برنامه‌نویسی

معایب پایتون

اگرچه پایتون دارای مزایای بسیار زیادی است که آن را معروف و محبوب کرده‌اند، اما دارای برخی از معایب نیز هست. معایب پایتون شامل موارد زیر هستند.

کند بودن

پایتون بر خلاف زبان‌های برنامه‌نویسی دیگر که به کد ماشین تبدیل می‌شوند یک زبان تفسیری است. این باعث می‌شود پایتون نسبت به بسیاری از زبان‌های برنامه‌نویسی دیگر کند‌تر باشد.

امنیت پایین 

پایتون یک زبان پویا است و این به این معنی است که انواع داده‌ها در زمان اجرا مشخص می‌شود. به همین دلیل نیز پایتون نسبت به بسیاری از زبان‌های برنامه‌نویسی دیگر دارای امنیت پایین‌تری است. همچنین پایتون به علت محبوبیت و کاربران زیادی که دارد یکی از هدف‌های هکر‌ها است که این مسأله نیز باعت کاهش امنیت پایتون می‌شود.

انواع کتابخانه‌های پایتون

پایتون دارای کتاب خانه‌های بسیار زیادی است. برخی از محبوب‌ترین و معروف‌ترین این کتابخانه‌ها را در ادامه برای شما معرفی می‌کنیم.

Ipython

این کتابخانه یک محیط تعاملی برای شما ایجاد می‌کند که می‌توانید کد‌نویسی‌های خود را در آن راحت‌تر انجام دهید. با کمک این کتابخانه می‌توانید کد‌هایتان را بر روی مرورگر اجرا کنید و دیباگ کردن آن‌ها را راحت‌تر انجام دهید.

Numpy

این کتابخانه یکی از اصلی‌ترین کتابخانه‌هایی است که به خصوص در زمینه پردازش داده به شما کمک می‌کند. برای مثال این کتابخانه می‌تواند محاسبات ریاضی را به خوبی انجام دهد و آرایه‌ها را پردازش کند. به علاوه این کتابخانه به راحتی ادغام می‌شود و می‌توان از آن در زمینه‌های بسیار متنوعی استفاده کرد.

Pandas

مهم‌ترین کاربرد این کتابخانه در تجزیه و تحلیل داده‌ها است. این کتابخانه می‌تواند انواع داده‌ها را به صورت مؤثر مدیریت و پردازش کند.

Matplotlib

این کتابخانه در تجسم داده‌ها نقش بسیار پررنگی دارد. با استفاده از این کتابخانه می‌توانید انواعی از نمودار‌های دو بعدی و سه بعدی را از داده‌ها داشته باشید و از آن استفاده کنید.

نکاتی برای استفاده بهتر از پایتون

برخی از نکات وجود دارند که انجام دادن آن‌ها می‌تواند به شما کمک کند تا بهره بیشتری از پایتون بگیرید. برخی از مهم‌ترین این نکات را در ادامه برایتان ذکر کرده‌ایم.

از تو رفتگی‌های مناسب استفاده کنید

کد‌هایی که می‌خواهید با یکدیگر اجرا شوند باید دارای فرورفتگی به یک میزان باشند. به یاد داشته باشید که پایتون بر روی میزان فرورفتگی بسیار حساس است و در صورتی که این مسأله را به درستی انجام ندهید ممکن است پایتون به شما گزارش اشتباه بدهد.

رعایت قوانین نام‌گذاری متغیر‌ها

استفاده از قواعد درست باعث می‌شود نام‌گذاری‌های شما برای خودتان و دیگران بسیار خوانا‌تر باشد.
در نام‌گذاری متغیر‌ها از حروف کوچک و زیر خط استفاده کنید و تلاش کنید تا نامی که برای هر متغیر انتخاب می‌کنید متناسب با کاربرد آن باشد.

از تابع help کمک بگیرید

در پایتون مجموعه‌ای از توابع وجود دارند که به ذهن سپردن همه آن‌ها در بسیاری از مواقع ممکن نیست.
هر زمان که با چنین چالشی رو به رو شدید می‌توانید به راحتی از تابع help کمک بگرید تا متوجه شوید که تابع‌ها و الگوریتم‌ها از چه ورودی‌هایی استفاده می‌کنند و چگونه کار می‌کنند.

مطلب پیشنهادی: آموزش برنامه نویسی موازی در متلب

از کتابخانه‌های استاندارد استفاده کنید

این کتابخانه‌ها می‌توانند به کار شما سرعت و دقت بیشتری بدهند. در پایتون کتابخانه‌ها در واقع مجموعه‌ای از کد‌ها هستند که قبلاً پیاده‌سازی شده‌اند و می‌توانید از آن‌ها در پروژه خود کمک بگیرید.

نتیجه‌گیری

پایتون یک زبان برنامه‌نویسی قدرتمند است که می‌توانید با یادگیری آن در بخش‌های مختلف عملکرد داشته باشید.
با یادگیری و استفاده از پایتون می‌توان کار‌های مختلفی مانند ساخت وب سایت، اپلیکیشن‌های موبایل، نرم‌افزار‌های دسکتاپ وبرخی بازی‌های رایانه‌ای را انجام داد. پایتون در زمینه‌های مربوط به هوش مصنوعی مانند یادگیری ماشین و داده کاوی نیز کاربرد دارد. تنوع استفاده از پایتون و عمومی بودن آن، ساده بودن و جذاب بودن از مهم‌ترین مواردی هستند که باعث شده‌اند پایتون به یکی از محبوب‌ترین و بهترین زبان‌های برنامه‌نویسی در دنیا تبدیل شود.