پایتون چیست؟ | مزایا و معایب و کاربردهای زبان پایتون

پایتون چیست؟ | مزایا و معایب و کاربردهای زبان پایتون https://d77.ir/ساختار-زبانی-و-دیدگاه-شیءگرا-در-پایتون/ دنیای 77 Fri, 18 Jun 2021 10:51:46 0000 عمومی https://d77.ir/?p=5321 پایتون چیست؟ | مزایا و معایب و کاربردهای زبان پایتون امروزه زبان‌های برنامه نویسی زیادی وجود دارد که هریک کاربردهای متفاوتی دارند. هر یک از این زبان‌ها مزایا و معایب خاص خود را دارند. زبان های برنامه نویسی تطبیقی در دو دهه گذشته دستخوش تغییر اساسی شده‌اند و زبان های جدید با کاربردهای مختلف در …

پایتون چیست؟ | مزایا و معایب و کاربردهای زبان پایتون

امروزه زبان‌های برنامه نویسی زیادی وجود دارد که هریک کاربردهای متفاوتی دارند. هر یک از این زبان‌ها مزایا و معایب خاص خود را دارند. زبان های برنامه نویسی تطبیقی در دو دهه گذشته دستخوش تغییر اساسی شده‌اند و زبان های جدید با کاربردهای مختلف در بین برنامه نویسان محبوب می‌شوند. پایتون یکی از قدرتمندترین زبان‌های برنامه نویسی است که از سال 1991 وارد دنیای برنامه نویسی شد، در دهه اخیر محبوبیت زیادی پیدا کرده و روز به روز بر محبوبیت آن افزوده می‌شود.

Python برای داده کاوی، یادگیری ماشین، اتوماسیون سیستم، طراحی وب، رابط برنامه نویسی و موارد دیگر استفاده می‌شود. اگر شما یکی از دانشجویان یا افرادی هستید که اطلاعات کمی در مورد زبان برنامه نویسی پایتون دارند و در شروع یادگیری این زبان برنامه نویسی مردد هستند و دوست دارند در مورد زبان برنامه نویسی پایتون بیشتر بدانند، این مقاله را تا انتها بخوانید.

زبان برنامه نویسی پایتون چیست؟

Python یک زبان برنامه نویسی سطح بالا است که برای برنامه نویسی عمومی تفسیر می‌شود. این زبان دارای یک فلسفه طراحی مبتنی بر خواندن کد است، به ویژه با استفاده از فضای خالی مهم. پایتون دارای یک سیستم حافظه پویا، مدیریت خودکار حافظه است و از چندین مدل برنامه نویسی پشتیبانی می‌کند.

مفسر پایتون برای بسیاری از سیستم عامل‌ها در دسترس است. این زبان برنامه نویسی معمولاً به عنوان زبان برنامه نویسی برای برنامه‌های وب مورد استفاده قرار می‌گیرد تا بتواند بسیاری از کارها را به صورت خودکار انجام دهد و برنامه نویسی را کارآمدتر کند.

پایتون چیست و چگونه پدید آمده است؟

زبان برنامه نویسی پایتون که در سال 1991 توسط یک برنامه نویس هلندی به نام Guido van Rossum توسعه یافته است، زبانی با امکانات شگفت انگیز بسیاری است که انقلابی در دنیای برنامه نویسی ایجاد کرده است، از توسعه برنامه‌های وب تا ایجاد بازی‌ها! قبل از ایجاد پایتون، آقای گیدو ون روسوم روی پروژه ABC کار می‌کرد که یک زبان برنامه نویسی نحوی چند منظوره بود. در حقیقت، پایتون تلاشی بود که روسوم برای بهبود زبان برنامه نویسی ABC و رفع برخی از نقایص آن انجام داد.

ویژگی های زبان برنامه نویسی پایتون چیست؟

اولین و مهمترین ویژگی این زبان “سادگی و سهولت” است. این ویژگی باعث می‌شود آموزش پایتون برای کسانی که می‌خواهند برای اولین بار برنامه نویسی را یاد بگیرند، یکی از بهترین گزینه‌ها باشد.

می‌توانید پایتون را خیلی سریع یاد بگیرید و سریع برنامه نویسی را شروع کنید. اما اشتباه نکنید، سادگی پایتون به معنای ضعیف بودن آن نیست، اما پایتون یک زبان برنامه نویسی تفسیری چند منظوره سطح بالا است که کاملاً از برنامه نویسی شی گرا و ساختاری پشتیبانی می‌کند.

این زبان برنامه نویسی در دنیا بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرد و فرقی نمی‌کند هدف شما ایجاد برنامه‌های وب و برنامه نویسی دسک تاپ یا حتی برنامه نویسی برای هوش مصنوعی و یادگیری ماشین باشد، این زبان بهترین راه برای مقابله با آن است. بیرون می‌آید و به جرات می‌توان گفت که شما را در سایر زمینه‌های برنامه نویسی تنها نخواهد گذاشت. برای درک مهمترین ویژگی های پایتون که این زبان را به چنین زبانی قدرتمند تبدیل می‌کند، باید ساختار آن را بشناسید.

پایتون یک زبان قدرتمند و انعطاف پذیر است که دارای نحوی بسیار منظم و کدگذاری بسیار آسان است. این زبان برنامه نویسی تأکید زیادی بر خوانایی کد دارد، بنابراین هر کسی می‌تواند کد این زبان را به راحتی بخواند و با آن ارتباط برقرار کند. همانطور که گفته شد، پایتون از انواع روش‌های برنامه نویسی مانند عملکرد، عملکرد و البته شی گرا پشتیبانی می‌کند. همین امر باعث شد تا آنها برای پروژه‌های بزرگ و حساس پایتون حساب باز کنند.

تفسیر پذیری این زبان به معنای تفسیر کد پایتون توسط کامپایلر خط به خط است. یک مفسر پایتون برای سیستم عامل‌های مختلف وجود دارد. وظیفه این مفسر تبدیل کد پایتون به زبان ماشین و سپس اجرای آن است. در بسیاری از توزیع‌های لینوکس، پایتون و کامپایلر آن به طور پیش فرض نصب شده است و شما می‌توانید بدون نیاز به هیچ کاری کد نویسی را روی این سیستم عامل شروع کنید. فایل نصب نسخه Windows و Mac OS شما همچنین می‌تواند از وب سایت Python بارگیری شود.

هر نرم افزار یا ابزاری جدید که معرفی می‌شود از مجوز انتشار استفاده می‌کند. این مجوزها ماهیت نرم افزار را مشخص می‌کنند و نحوه استفاده از نرم افزار را به دیگران نشان می‌دهند. به عنوان مثال، نرم افزار رایگان چهار سطح آزادی را برای برنامه نویس تضمین می‌کند و GPL این چهار سطح را پوشش می‌دهد. چهار سطح آزادی که نرم افزار آزاد باید دنبال کند:

• کاربران می‌توانند از این نرم افزار برای هر هدفی استفاده کنند.
• کاربران می‌توانند برنامه را تغییر داده و به کد منبع برنامه دسترسی پیدا کنند.
• کاربران می‌توانند نسخه‌ای از نرم افزار را دوباره منتشر کنند.
• سایر کاربران می‌توانند نسخه‌های بازنشر شده را ویرایش و دوباره ارسال کنند.

پایتون تحت لیسانس اختصاصی خود به نام PSFL یا Python Software Foundation License منتشر می‌شود. این مجوز شباهت زیادی به مجوز GPL دارد، اما در پاراگراف چهارم برای انتشار مجدد نرم افزار از شدت کمتری برخوردار است.

به همین دلیل، توسعه دهندگان به راحتی کتابخانه‌های زیادی برای این زبان ساخته‌اند و به لطف آنها، پایتون دارای کتابخانه‌های مشهوری است که نقش مهمی در توسعه آن داشتند. این کتابخانه‌ها بودند که باعث محبوبیت بیشتر پایتون شدند و زبان را به مناطقی مانند طراحی وب، طراحی اپلیکیشن در اصفهان، هوش مصنوعی و داده کاوی باز کردند.

مزایای پایتون چیست؟

• حضور واحدهای شخص ثالث

Python (PyPI) شامل چندین ماژول شخص ثالث است که پایتون را قادر می‌سازد تا با بسیاری از زبانها و سیستم عامل های دیگر ارتباط برقرار کند.

• کتابخانه‌های پشتیبانی گسترده:

پایتون کتابخانه استاندارد بزرگی را ارائه می‌دهد که موضوعاتی مانند پروتکل اینترنت، عملیات رشته‌ای، ابزارهای وب، خدمات و رابط‌های سیستم عامل را پوشش می‌دهد. بسیاری از کارهای برنامه نویسی متداول قبلاً در کتابخانه استاندارد نوشته شده است که باعث کاهش طول کد می‌شود.

• متن باز:

پایتون یک زبان دارای گواهی OSI است که استفاده و توزیع از جمله برای اهداف تجاری رایگان است. علاوه بر این، توسط جامعه‌ای توسعه داده می‌شود که با میزبانی کنفرانس‌ها کد خود را ارائه می‌دهد و ماژول‌های بی پایان را برای توسعه آن فراهم می‌کند.

• یادگیری سریع و آسان:

یک بانک اطلاعاتی گسترده از کاربران فعال و توسعه دهندگان منجر به ایجاد یک بانک غنی از منابع اینترنتی برای تشویق توسعه زبان و ادامه پذیرش شده است.

• کاربر پسند ساختار داده:

پایتون دارای یک ساختار داده داخلی و یک فرهنگ لغت است که می‌تواند برای ساخت سریع داده‌های زمان اجرا مورد استفاده قرار گیرد.

• کارایی و سرعت:

پایتون دارای یک طراحی شی گرا تمیز است، قابلیت‌های پیشرفته کنترل فرآیند را ارائه می‌دهد و توانایی ترکیب و دستکاری متن را دارد، همه اینها به افزایش سرعت و کارایی آن کمک می‌کند. پایتون یک گزینه عالی برای ساخت برنامه‌های پیچیده با استفاده از چندین پروتکل شبکه است.

معایب پایتون چیست؟

• سرعت:

پایتون سرعت کمتری نسبت به C یا C دارد. پایتون یک زبان سطح بالا است، برخلاف C یا C به سخت افزار نزدیک نیست.

• توسعه تلفن همراه:

پایتون زبان خوبی برای توسعه موبایل نیست. این زبان ضعیف برای محاسبات موبایل است. به همین دلیل برنامه‌های کمی در تلفن‌های همراه مانند Carbonnelle ایجاد شده است.

• مصرف حافظه:

پایتون انتخاب خوبی برای کارهای فشرده حافظه نیست. به دلیل انعطاف پذیری انواع داده‌ها، میزان استفاده از حافظه پایتون نیز زیاد است.

• دسترسی به پایگاه داده:

دسترسی به پایگاه داده در پایتون محدودیت‌هایی دارد. در مقایسه با فناوری‌های معروف مانند JDBC و ODBC، لایه دسترسی پایگاه داده پایتون کمی ابتدایی و توسعه نیافته است.

• خطاهای زمان اجرا:

برنامه نویسان پایتون به موارد مختلفی در زمینه طراحی زبان اشاره کرده‌اند. از آنجا که این زبان به صورت پویا تایپ شده است، به آزمایش بیشتری نیاز دارد و حاوی خطاهایی است که فقط در زمان اجرا ظاهر می‌شوند.

نسخه‌های مختلف زبان برنامه نویسی پایتون

اولین نسخه پایتون در سال 1990 معرفی شد. یک سال بعد در سال 1991، مفاهیم مهمی مانند Class، List و String در پایتون پشتیبانی شدند. همچنین از جمله مهمترین ویژگیهایی که در سال 1991 به این پایتون اضافه شد می‌توان به پشتیبانی، نقشه و فیلتر Lambda اشاره کرد. همه اینها به طور همزمان برای تسهیل برنامه نویسی کاربردی در پایتون انجام شد.

در سال 2000، با معرفی نسخه 2 پایتون، شاهد تغییر در این زبان برنامه نویسی بودیم و بسیاری از برنامه نویسان از آن استقبال کردند. مهم‌ترین تغییری که در نسخه 2 پایتون مشاهده کردیم پشتیبانی از یونیکد بود. یونیکد از 16 بیت برای نمایش کاراکترها استفاده می‌کند. اگر کد ASCII با 8 بیت کار می‌کند. پس از این تغییر، پایتون می‌تواند تا 65،536 نویسه را پشتیبانی کند.

اگرچه پایتون 2 خوب و بسیار محبوب بود، اما هنوز هم به یک سری تغییرات و پیشرفت نیاز دارد. پایتون 3 در سال 2008 برای حل مشکلات رایج در نسخه 2 و حذف روش‌های قدیمی برنامه نویسی معرفی شد. پس از این آزادی، کارگران پایتون به دو گروه تقسیم شدند. توسعه دهندگان مسلط به پایتون 2 و توسعه دهندگانی که با پایتون 3 کار می‌کنند از سال 2008، بسیاری از شرکت‌های فناوری اطلاعات زیرساخت‌های خود را به پایتون 3 منتقل کرده‌اند و برخی دیگر نیز به این نسخه منتقل شده‌اند.

کاربردهای زبان برنامه نویسی پایتون

Python یک زبان اسکریپت نویسی است که روی سیستم عامل‌های لینوکس، ویندوز، مکینتاش، سیستم عامل‌های تلفن همراه و حتی سیستم عامل‌های PlayStation کار می‌کند. اینستاگرام، ناسا، یوتیوب و … آن‌ها از آن در سطح بالایی استفاده می‌کنند.

BitTorrent، YouTube، Dropbox، Dilag، Cinema Four Day و بازار تعدادی از برنامه‌های Hit هستند که با استفاده از برنامه نویسی پایتون ساخته شده‌اند. مهم‌ترین برنامه‌های زبان برنامه نویسی پایتون عبارتند از:

طراحی و توسعه برنامه‌های وب: از زبان پایتون برای ایجاد چارچوب‌های تحت وب مانند Chery Pie، Turbo Jair، Butel، Flask،.. استفاده شده. این‌ها برای ساده سازی وظایف مربوط به مدیریت محتوا، پایگاه داده و قرار گرفتن در معرض پروتکل‌های اینترنتی مانند HTTP، SMTP، XML، FTP و POP، چارچوب‌ها، کتابخانه‌ها و ماژول‌های استاندارد را ارائه می‌دهند.

توسعه بازی: پایتون دارای ماژول‌ها، کتابخانه‌ها و سیستم عامل‌های مختلفی است که از توسعه بازی پشتیبانی می‌کنند. بسیاری از بازی‌ها مانند Civilization-IV، Walt Disney City یا Vega Strike آنلاین هستند و… یکی در پایتون طراحی شده است.

مدل سازی سه بعدی: از پایتون برای ایجاد برنامه‌های تصویری 2 بعدی مانند InScape، GIMP و Paintshop Pro استفاده شده است. بسته‌های انیمیشن سه بعدی مانند Blender، 3D Max، Cinema Four D، Light Wear و Maya با استفاده از انواع Python ساخته شده‌اند.

تجزیه و تحلیل داده‌ها: سرعت بالاتر، ابزارهای سریعتر و تولید آسانتر محصول، پایتون را به یکی از پر کاربردترین ابزارها در علوم داده، هوش مصنوعی، یادگیری ماشین، داده کاوی و موارد دیگر تبدیل کرده است. پایتون به دلیل توانایی بالا در انجام محاسبات سریع، به رقبای جدی MATLAB در دانشگاه تبدیل شده است.