معرفی زبان برنامه نویسی پایتون

در دنیای کنونی، زبان‌های برنامه‌نویسی زیادی وجود دارد که هرکدام برای هدفی خاص طراحی شده‌اند. در بین تمامی آن‌ها، زبان برنامه نویسی پایتون حائز اهمیت زیادی است و کاربردهای بسیار متنوعی دارد.

اما زبان پایتون چیست؟ کجاها استفاده می‌شود؟ آیا یادگیری آن آسان است؟ ما در این مقاله می‌خواهیم تمام جوانب زبان Python را بررسی کنیم.

 

زبان برنامه نویسی پایتون چیست؟

اگر بخواهیم زبان Python را تعریف کنیم، می‌توان به تعریف زیر رجوع کرد:

“پایتون یک زبان برنامه‌نویسی چند منظوره، شی‌گرا، متن باز، سطح بالا، تفسیری و پویا است که در صنایع و شرکت‌های مختلفی به کار رفته است.”

برای توضیح بیشتر می‌بایست هر یک از ویژگی‌های آن را توضیح داد. برای مثال سطح بالا به معنای نزدیک بودن آن به زبان انسان است و افراد مختلف می‌توانند آن را راحت‌تر از بقیه زبان‌ها یاد بگیرند؛ به همین دلیل است که این زبان برنامه‌نویسی محبوبیت بسیاری دارد.

علاوه بر آن، این زبان به صورت متن باز یا Open Source است و این موضوع باعث می‌شود تا افراد بدون هزینه کردن پول‌های هنگفت، قادر به یادگیری آن باشند. کلمه تفسیری نیز که برای زبان برنامه‌نویسی Python به کار رفته به معنای مدیریت حافظه خودکار است.

ویژگی بسیار مهم زبان برنامه‌نویسی پایتون این است که می‌توان از آن در پلتفرم‌های مختلف مانند Mac، ویندوز، اندروید و … استفاده کرد و به همین دلیل است که از آن به عنوان یک زبان چند منظوره یاد شده است.

از دیگر ویژگی‌های برتر آن، می‌توان به پشتیبانی بسیار گسرده از کتابخانه‌ها (Library) اشاره کرد. پایتون کتابخانه‌های استاندارد زیادی از جمله عملیات روی رشته‌ها، ابزارهای وب و اینترنت و نیز ابزارها و پروتکل‌های سیستم عامل اشاره کرد. 

زبان پایتون به دلیل ویژگی‌های برتری که دارد، در بسیاری از سیستم‌های مدیریتی و طراحی اپلیکیشن‌های موبایل کاربرد داشته و با استفاده از آن، می‌توان نوآوری‌های متنوعی را ارائه داد.

 

تاریخچه زبان برنامه نویسی پایتون

در دهه 80 میلادی فردی به نام “خویدو فن روسوم” (Guido van Rossum) در هلند شروع به طراحی یک زبان برنامه‌نویسی نمود و در سال 1991، زمانی که 35 سال داشت، توانست پروژه زبان برنامه نویسی Python را به پایان برساند و به دنیا عرضه کند. نسخه‌ای که در آن سال ایجاد شد دارای ویژگی‌هایی همچون خاصیت ارث‌بری (Inheritance)، مدیریت استثنا و توابعی مانند List ،Str و Dict بود.

در سال 1994، نسخه شماره “1.0” معرفی شد و ابزارهای جدیدتری به آن اضافه شد. مواردی که به زبان برنامه نویسی پایتون در نسخه 1.0 اضافه شده، ابزارهای تابعی مانند Reduce ،Lambda ،Filter و Map بود. اما به روز شدن این برنامه‌نویسی همان جا خاتمه نیافت و در سال 1995، نسخه 1.2 نیز ارائه شد. اما در نسخه 1.4، ویژگی‌هایی مانند “پشتیبانی از اعداد” و “پشتیبانی از آرگومان‌های کلیدی ماژول 3” نیز به آن اضافه شد.

نسخه 2

کاربردی‌ترین نسخه پایتون، نسخه 2 آن است که خیلی از برنامه‌نویس‌ها از این نسخه استفاده می‌کنند. دلیل ایجاد زبان برنامه نویسی پایتون طبق گفته سازنده آن، آقای “خویدو فن روسوم”، این بود که Python به صورت متن باز (Open Source) باشد تا یادگیری آن ساده باشد و هر کس که علاقه به برنامه نویسی دارد آن را یاد بگیرد؛ از طرفی برای یادگیری پایتون هزینه‌های زیادی را متحمل نشوند.

نسخه 3

آخرین نسخه ای که برای این زبان ارائه شد، نسخه شماره 3 بود که تغییرات شاخصی نسبت به نسخه های قبلی ایجاد کرده بود. تغییراتی مانند:

• تغییر در تابع Print
• پشتیبانی از “یادآوری تابع انتخابی”
• یکسان کردن تابع Str/Unicode
• حذف خصوصیات “سازگاری معکوس”

 

درآمد و محبوبیت زبان پایتون

طبق تحقیقات صورت گرفته در سال 2018 در ایالات متحده، برنامه‌نویسان زبان پایتون یکی از پردرآمد ترین افراد در این کشور هستند و میانگین درآمد این برنامه‌نویسان 120 هزار دلار در سال است. برنامه‌نویسی پایتون نه تنها جز پردرآمدترین مشاغل در ایالات متحده بوده بلکه در صدر بیشترین درخواست‌های استخدام نیز قرار دارد.

 

 

از طرفی، این زبان برنامه‌نویسی طی 2 دهه اخیر توانسته محبوبیت بیشتری نسبت به زبان‌های دیگری همچون PHP پیدا کند. در گزارشی که وبسایت بیزنس اینسایدر (Businessinsider) از محبوب‌ترین زبان‌های برنامه‌نویسی منتشر کرده است، پایتون به عنوان دومین زبان شناخته است.

اما شاید بپرسید که چرا باید یک زبان آنقدر محبوبیت داشته باشد و درخواست شغلی پیدا کند؟ دلیل اول آن این است که شرکت‌های بزرگ در حال رو آوردن به زبان‌های متن باز مانند پایتون هستند. آمار زیر نشان‌دهنده آن است که شرکت‌های بزرگ، علاقه زیادی به استخدام برنامه‌نویسان پایتون پیدا کرده‌اند.

از طرفی، به دلیل آنکه این زبان چند منظوره است و همه می‌توانند آن را یاد بگیرند، شرکت‌ها حاضرند افراد را با تجربه کم استخدام کنند و آنها را در شرکت‌های خود پرورش بدهند. این موضوع هم به نفع شرکت‌ها و هم به نفع افراد کم تجربه است.

 

کاربرد زبان برنامه نویسی پایتون

در بسیاری از پروژه‌های نرم‌افزاری، سعی می‌شود تا از زبان‌های متن باز استفاده شود و دلیل آن سادگی و هزینه کم آن است. یکی از مزایای بارز و شاخص زبان برنامه نویسی پایتون این است که با پلتفرم‌های مختلفی سازگاری دارد. پلتفرم‌هایی همچون وب، کامپیوتر‌های شخصی، پلتفرم‌های بازی، رابط گرافیکی کاربر (GUI) و … از مثال‌هایی است که کاربرد آن را نمایان می‌سازد.

اما برای شفاف‌سازی موضوع، بهتر است از شرکت‌های بزرگ و معروفی نام ببریم که از این زبان استفاده می‌کنند.

گوگل:

گوگل از همان ابتدا یکی از اولین حامیان زبان Python بوده به طوری که این زبان به صورت گسترده در برنامه‌های سمت سرور گوگل استفاده می‌شود (در کنار جاوا، ++C و GO). از همان ابتدا بنیان گذاران گوگل تصمیم گرفته بودند که “هر جا می‌توانند از پایتون و هر جا مجبور بودند از ++C استفاده کنند”.

فیسبوک:

پایتون یکی از زبان‌های مورد علاقه مهندسان فیسبوک است به طوری که بسیاری از سرویس‌های این غول شبکه‌های اجتماعی تنها با استفاده از پایتون، ++C و PHP نوشته می‌شود.

اینستاگرام:

یکی از محبوب‌ترین نرم‌افزارهایی که تقریباً هر کسی در دنیا از آن استفاده می‌کند، اینستاگرام است. در این نرم‌افزار که برای به اشتراک‌گذاری عکس و ویدئو طراحی شده، از پایتون استفاده شده است.

Dropbox:

این برنامه به منظور ارائه خدمات فضای ذخیره‌سازی ابری طراحی شده است و یکی از برترین سرویس‌ها در نوع خود است. این نرم‌افزار هم برای موبایل و هم برای کامپیوترهای شخصی در دسترس است.

اسپاتیفای (Spotify):

اسپاتیفای یکی از بزرگ‌ترین شرکت‌ها در زمینه استریم موزیک است و از مهم‌ترین شرکت‌هایی است که از پایتون استفاده می‌کند. Spotify در سرویس‌های بک اند و آنالیز داده ها از پایتون استفاده می‌کند.

از دیگر شرکت‌های معتبر و بزرگی که از زبان برنامه‌نویسی پایتون استفاده می‌کنند می‌توان به ناسا، اوبر (Uber)، نتفلیکس (Netflix)، وبسایت Quora، وبسایت Reddit، اپلیکیشن مشهور BitTorrent، شرکت محبوب اشتراک خودری Lyft و بازی‌های آنلاینی مانند Civilization نام برد.

کدنویسی با زبان برنامه نویسی پایتون

بخش کدنویسی برنامه پایتون طوری برنامه‌ریزی شده است که بتوان به راحتی کدنویسی کرد و آن‌ها را خواند. اما بهتر است تا هر یک از بخش‌های آن را به صورت دقیق بررسی کنیم.

فضای خالی:

برنامه نویسی پایتون از ویژگی off-side استفاده می‌کند؛ این یعنی پایتون از فضاهای خالی بیشتر از آکولاد یا کلمات کلیدی برای تعیین بلوک ستفاده می‌کند.

شرط‌ها:

هر زبان برنامه‌نویسی از دستوراتی برای تعریف انواع شرط استفاده می‌کند. در این قسمت شرط‌ها را مورد بررسی قرار می‌دهیم:

• شرط if: یک بلوک کد را تا else یا elseif اجرا می‌کند.
• شرط for: یک شی تکرارشدنی را در بلوک تکرار می‌کند (به تعداد تکرار محدود).
• شرط class: یک بلوک کد را اجرا می‌کند.
• شرط def: یک تابع را می‌توان توسط def تعریف نمود.
• شرط with: یک بلوک کد را به “مدیر متن” ضمیمه می‌کند.

متغیرها:

مانند زبان‌های دیگر، پایتون نیز دارای یک سری متغیر است که بدون آن‌ها برنامه‌نویسی معنایی ندارد. متغیرهایی مانند:

• str: یک رشته از کاراکترها که غیرقابل تغییر هستند.
• list: یک رشته از کاراکترها که تغییرپذیر هستند.
• tuple: یک رشته از کاراکترها که تغییرناپذیرند.
• int و float: عدد صحیح و عدد اعشاری
• complex: یک عدد مختلط شامل قسمت حقیقی و موهومی

 

مقایسه پایتون با زبان‌های دیگر

 

 

همان‌طور که در ابتدای مقاله گفته شد،  پایتون زبانی ساده و فراگیر است و یکی از موفق‌ترین زبان‌های برنامه نویسی است. این زبان توانسته رد پای خودش را در یوتیوب، بازار بورس نیویورک، ناسا و … باز جا بگذارد. اما در مقایسه با بقیه  زبان‌های برنامه‌نویسی، پایتون تا چه اندازه توان رقابت دارد؟

مقایسه با Perl و PHP

زبان برنامه نویسی Perl یکی از قوی‌ترین و کاربردی‌ترین زبان‌های برنامه‌نویسی است ولی در مقایسه با پایتون، باید گفت که خوانایی برنامه نویسی پایتون بسیار است زیرا بعد از نوشتن 20 خط کد در Perl، دیگر نمی‌توان تشخیص داد که کدها در مورد چه چیزی هستند. پایتون اما قادر است حتی در 30 خط، خوانایی خود را حفظ کند و برای کدنویسان دیگر راه را باز کند.

این ویژگی منحصر به فرد توانسته شاخصه خوبی برای پروژه‌های بزرگ باشد. از طرفی به دلیل آنکه پایتون دارای کتابخانه (Library) بسیار وسیع‌تری است، می‌تواند کدهای زیادی را درون خود جا دهد ولی در مورد زبان برنامه نویسی Perl این موضوع صادق نیست. ضمن این‌که پایتون در زمینه مدیریت کتابخانه‌ها نیز قوی‌تر عمل می‌کند.

مقایسه با Ruby

زبان برنامه‌نویسی Ruby در ویژگی‌ها بسیاری، شبیه به پایتون است. برنامه نویسی Ruby دارای ویژگی تفسیری، سطح بالا و شی‌گرا است که دقیقاً همان ویژگی‌هایی است که پایتون دارد. شاید بتوان گفت که این دو زبان هیچ تفاوت بزرگی با یک دیگر ندارند و هر دو به یک اندازه کارایی دارند.

اما برنامه‌نویسی Ruby یک مشکل اساسی نسبت به پایتون دارد، این که خیلی مبهم و گنگ است. این موضوع باعث کاهش خوانایی یا فهمیدن کدهای Ruby می‌شود و برای استفاده در پروژه‌های خیلی بزرگ، مشکل‌ساز می‌شود.

مقایسه با Java

هم زبان برنامه‌نویسی پایتون و هم جاوا شیء‌گرا و دارای کتابخانه‌ای گسترده و جامع هستند. ولی یک اختلاف بزرگ بین پایتون و جاوا وجود دارد و آن هم در نوع زبانشان است.

زبان برنامه نویسی جاوا ترکیبی از زبان‌های تفسیری و کامپایلی است. زمانی که کدهای جاوا می‌خواهند کامپایل شوند، تبدیل به “بایت کد” (Bytecode) شده و سپس اجرا می شوند. به عبارت دیگر، بایت کدها در فضای برنامه‌نویسی جاوا تبدیل به کد ماشینی شده و در کامپیوتر اجرا می‌شود. ولی زمانی که این اتفاق بیافتد، دیگر نمی‌توان آن کد ها را اصلاح نمود و این خود یک مشکل است.

برنامه نویسی پایتون این مشکل را ندارد و هر زمان که برنامه‌نویس اراده کند، می‌تواند این کدها را اصلاح کند.

 

زبان برنامه نویسی پایتون یکی از قدرتمندترین و آسان‌ترین زبان‌هایی است که یک نفر می‌تواند یاد بگیرد و استفاده کند، و به دلیل گسترش و استفاده آن در شرکت‌های بزرگ، روزانه نیاز به برنامه‌نویسان پایتون نیز افزایش می‌یابد. اگر علاقه به برنامه‌نویسی دارید، پایتون می تواند راهی ساده و درآمد زایی برای شما باشد.