آشنایی با زبان برنامه نویسی پایتون Python

امروزه تعداد زبان‌های برنامه‌نویسی بسیار زیاد است و هر کدام کاربردهای مختلفی دارند. هر زبان برنامه‌ نویسی مزایا و معایب خود را دارد. یکی از زبان‌های برنامه‌نویسی معروف و پرطرفدار بین برنامه‌ نویسان، زبان پایتون است که روز به روز محبوبیت آن درحال افزایش است. این زبان برنامه‌نویسی برای انجام انواع کارها مورد استفاده قرار می‌گیرد، از جمله برنامه‌نویسی هوش مصنوعی، توسعه وب، ساخت اپلیکیشن‌های موبایل و دسکتاپ.

اگر شما نیز قصد دارید با یادگیری زبان پایتون شروع کنید و درباره انتخاب این زبان تردید دارید و سوالات زیادی در ذهنتان می‌طرحدارید، پیشنهاد می‌شود که این مطلب از پورتال جامع مهندسین ایران را به دقت مطالعه کنید. در این مقاله توضیح داده شده است که زبان برنامه‌نویسی پایتون چیست و چه کارهایی قادر است انجام دهد.

زبان برنامه نویسی پایتون چیست؟

زبان برنامه‌ نویسی پایتون (Python) یک زبان برنامه‌ نویسی سطح بالا و شی‌گرا است که برای توسعه نرم‌افزارها، اسکریپت‌ها و برنامه‌های کاربردی مورد استفاده قرار می‌گیرد. پایتون از معناشناسی پویا و سادگی خوانایی برخوردار است و به عنوان یک زبان برنامه‌نویسی همه‌منظوره شناخته می‌شود، به این معنا که می‌توان از آن برای توسعه نرم‌افزارها در زمینه‌های مختلف مانند وب، علوم داده، هوش مصنوعی، اینترنت اشیاء و غیره استفاده کرد.

پایتون برخلاف بسیاری از زبان‌های برنامه‌نویسی که نیازمند نگارش کدهای بسیار جزئی و پیچیده هستند، با نگارش کدی ساده و خوانا شناخته می‌شود. این ویژگی باعث شده است که پایتون محبوبیت بالایی در جوامع برنامه‌نویسی داشته باشد و به عنوان یکی از زبان‌های پرکاربرد در صنعت نرم‌افزار شناخته شود.

تاریخچه زبان پایتون

پایتون (Python) در سال ۱۹۹۱ توسط گوئیدو وان روسوم (Guido van Rossum)، یک برنامه‌ نویس هلندی، ایجاد شد. وان روسوم پایتون را با هدف ایجاد یک زبان برنامه‌نویسی ساده، خوانا و قابل فهم طراحی کرد. نام پایتون از علاقه وان روسوم به کمدین بریتانیایی مونتی پایتون (Monty Python) الهام گرفته شده است.

اولین نسخه عمومی پایتون، که به عنوان “Python 0.9.0” شناخته می‌شود، در سال ۱۹۹۱ منتشر شد. پس از آن، توسعه و بهبودهای مداومی در زبان صورت گرفت و نسخه‌های جدیدتری از پایتون منتشر شد.

یکی از ویژگی‌های مهم پایتون، خوانایی بالا و نحوه نگارش کدهای ساده است. این زبان برنامه‌ نویسی از ساختار منطقی و زبان طبیعی الهام گرفته است و با استفاده از فضای سفید (Indentation) به جای بلاک‌های آکولادی، قوانین نگارش کد را تعیین می‌کند. این ویژگی باعث شده است که کدهای پایتون به طور کلی به صورت خوانا و قابل فهمی نوشته شوند.

پایتون به مرور زمان به یکی از زبان‌های برنامه‌نویسی پرکاربرد و محبوب تبدیل شد. امروزه، پایتون در حوزه‌های مختلفی از جمله توسعه وب، علوم داده، هوش مصنوعی، اینترنت اشیاء و بسیاری از برنامه‌های کاربردی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

 

محبوبیت زبان برنامه نویسی پایتون

محبوبیت زبان برنامه‌نویسی پایتون در جهان بسیار بالاست. بر اساس آمار وب سایت معتبر GitHub، پایتون در میان سه زبان برنامه‌نویسی محبوب جهان قرار دارد. در سال ۲۰۲۲، پایتون به عنوان زبانی بسیار محبوب رتبه یک را کسب کرده است.

پایتون جامعه‌ای از توسعه‌دهندگان بزرگی را به خود جذب کرده است و پس از بیش از ۳۰ سال از ارائه آن، در حوزه‌های مختلف به کار رفته است. از جمله کاربردهای موفق آن، هوش مصنوعی و طراحی وب قابل ذکر است. پایتون به عنوان یک زبان قدرتمند و چندمنظوره، توانسته است جایگاه بسیار مهمی در جامعه برنامه‌نویسی جهانی به دست آورد.

ویژگی های زبان python

زبان برنامه‌نویسی پایتون دارای ویژگی‌های زیر است:

۱. خوانایی بالا: پایتون با استفاده از ساختار منطقی و نحو زبان طبیعی، کدهایی را ایجاد می‌کند که بسیار خوانا و قابل فهم هستند. استفاده از فضای سفید به جای بلاک‌های آکولادی، باعث می‌شود کدها به صورتی ساده و قابل فهم نوشته شوند.

۲. سطح بالای انتزاع: پایتون از ساختارهای انتزاعی پیشرفته‌ای برخوردار است که به برنامه‌نویسان اجازه می‌دهد کدهای مستقل از جزئیات پیاده‌سازی را بنویسند. این ویژگی باعث می‌شود کدها قابلیت قابلیت استفاده مجدد و انعطاف‌پذیری را داشته باشند.

۳. پشتیبانی از شی‌گرایی: پایتون یک زبان شی‌گرا است که امکان استفاده از مفاهیم شی‌گرایی مانند کلاس‌ها، شی‌ها، ارث‌بری و پلی‌مورفیسم را فراهم می‌کند. این ویژگی به برنامه‌نویسان امکان مدل‌سازی دقیق‌تر و سازماندهی بهتر کدها را می‌دهد.

۴. پشتیبانی از پردازش موازی: پایتون از کتابخانه‌ها و ابزارهایی برای پردازش موازی و هم‌زمان استفاده می‌کند. این ویژگی به برنامه‌نویسان امکان مدیریت و بهره‌برداری از منابع سخت‌افزاری برای اجرای همزمان واحدهای مختلف کد را می‌دهد.

۵. کتابخانه‌های قدرتمند: پایتون دارای یک اکوسیستم بسیار گسترده از کتابخانه‌ها و ابزارهای مختلف است. این کتابخانه‌ها امکاناتی را برای توسعه نرم‌افزارهای مختلف مانند وب، علوم داده، هوش مصنوعی و غیره فراهم می‌کنند. به عنوان مثال، کتابخانه NumPy برای عملیات علمی، کتابخانه Pandas برای پردازش داده‌های ساختار یافته و کتابخانه Django برای توسعه وب محبوب هستند.

۶. قابلیت انتقال‌پذیری: پایتون بر روی اکثر سیستم‌عامل‌ها اجرا می‌شود و از قابلیت انتقال‌پذیری بالایی برخوردار است. این به برنامهنویسان امکان استفاده از پایتون در بیشتر پلتفرم‌ها را می‌دهد و امکان توسعه و اجرای کدها را در محیط‌های مختلف فراهم می‌کند.

۷. امکانات ویژه برای هوش مصنوعی: پایتون به عنوان یکی از زبان‌های برتر برای توسعه پروژه‌های هوش مصنوعی شناخته می‌شود. کتابخانه‌هایی مانند TensorFlow و PyTorch که برای شبکه‌های عصبی و یادگیری عمیق استفاده می‌شوند، به خوبی با پایتون تعامل می‌کنند و قدرت و انعطاف‌پذیری بالایی را در این زمینه فراهم می‌کنند.

۸. مستندسازی و تست: پایتون ابزارهای قدرتمندی برای مستندسازی و تست کدها فراهم می‌کند. با استفاده از ابزارهایی مانند Sphinx و PyTest، برنامه‌نویسان می‌توانند به راحتی مستندات کاملی برای پروژه‌های خود ایجاد کنند و تست‌های واحد و تست‌های انتگرالی را انجام دهند.

۹. پشتیبانی از مجتمع توسعه محیطی (IDE): پایتون با اکوسیستمی فراوان از محیط‌های توسعه مانند PyCharm، Visual Studio Code، Jupyter Notebook و Anaconda همراه است. این ابزارها امکاناتی را برای توسعه و اشتراک‌گذاری کدها، اشکال‌زدایی، مدیریت پروژه و توسعه تعاملی فراهم می‌کنند.

۱۰. جامعه فعال: پایتون دارای یک جامعه فعال و پویا از برنامه‌نویسان است. این جامعه توسعه‌دهندگان، کتابخانه‌ها، پروژه‌ها و منابع آموزشی غنی را فراهم می‌کنند. این به برنامه‌نویسان امکان مشارکت در پروژه‌های متن‌باز، دریافت راهنمایی از دیگر اعضای جامعه و به روزرسانی‌های مداوم برای زبان پایتون را می‌دهد.

با توجه به همه این ویژگی‌ها، پایتون به عنوان یک زبان برنامه‌نویسی قدرتمند، ساده و گسترده استفاده می‌شود و در بسیاری از حوزه‌ها مانند توسعه نرم‌افزارها، علوم داده، وب، هوش مصنوعی و بسیاری موارد دیگر، مورد توجه قرار می‌گیرد.

مزایا و معایب زبان پایتون

زبان برنامه‌نویسی پایتون مزایا و معایب خاص خود را دارد. در ادامه به برخی از مزایا و معایب این زبان اشاره می‌کنم:

مزایا پایتون :

۱. سادگی و قابل فهم: پایتون با ساختار قابل فهم و خوانا، به برنامه‌نویسان امکان می‌دهد کدهای خوانا و ساده بنویسند. این ویژگی باعث می‌شود که پروژه‌ها به راحتی قابل نگهداری، توسعه و اشتراک‌گذاری باشند.

۲. انتزاع بالا: پایتون با استفاده از ساختارهای انتزاعی، به برنامه‌نویسان امکان می‌دهد کدهایی را بنویسند که مستقل از جزئیات پیاده‌سازی باشند. این ویژگی به برنامه‌نویسان انعطاف‌پذیری بیشتری در تغییرات و بهبودهای آینده می‌دهد.

۳. کتابخانه‌های قدرتمند: پایتون دارای یک اکوسیستم بسیار گسترده از کتابخانه‌ها و ابزارهای مختلف است. این کتابخانه‌ها به برنامه‌نویسان امکان توسعه سریع‌تر و کارآمدتر را می‌دهند و قابلیت‌هایی مانند پردازش داده، وب، هوش مصنوعی، علوم داده و غیره را فراهم می‌کنند.

۴. پرتاب‌پذیری بالا: پایتون بر روی اکثر سیستم‌عامل‌ها اجرا می‌شود و قابلیت انتقال‌پذیری بالایی دارد. این به برنامه‌نویسان امکان می‌دهد کدها را بر روی سیستم‌های مختلف اجرا کنند و نگرانی درباره سازگاری با سیستم‌عامل نداشته باشند.

۵. پشتیبانی از شی‌گرایی: پایتون به عنوان یک زبان شی‌گرا، به برنامه‌نویسان امکان مدل‌سازی دقیق‌تر و سازماندهی بهتر کدها را می‌دهد. شی‌گرایی به برنامه‌نویسان امکان میراث‌بری، انتزاع و پلی‌مورفیسم را می‌دهد.

۶. حمایت از هوش مصنوعی و علوم داده: پایتون به عنوان یکی از زبان‌های اصلی در حوزه هوش مصنوعی و علوم داده شناخته می‌شود. دسترسی به کتابخانه‌های معروف مانند TensorFlow و PyTorch، به برنامه‌نویسان امکان توسعهسریع و قدرتمند در زمینه‌های مربوط به هوش مصنوعی و علوم داده را می‌دهد.

معایب پایتون:

۱. کارایی نسبتاً کمتر: پایتون به دلیل طراحی خود برای سهولت و قابلیت فهم، در مقایسه با زبان‌های دیگری مانند C++ یا جاوا، کارایی کمتری دارد. این به این معنی است که برای برخی برنامه‌هایی که نیاز به سرعت بالا دارند، پایتون مناسب نیست.

۲. محدودیت‌های مربوط به محیط اجرا: پایتون برای اجرای برنامه‌ها نیازمند نصب محیط اجرای Python است. این موضوع می‌تواند در برخی سیستم‌ها و محیط‌های محدود، مانند سیستم‌های جاسازی شده، مشکل ساز شود.

۳. مصرف حافظه بیشتر: پایتون به دلیل طراحی خود و استفاده از دستورات سطح بالا، مصرف حافظه بیشتری نسبت به زبان‌هایی مانند C یا C++ دارد. این مسئله در برخی برنامه‌هایی که نیاز به مدیریت دقیق حافظه دارند، ممکن است مشکل ساز شود.

۴. محدودیت‌های مربوط به توسعه و تعداد برنامه‌نویسان: در مقایسه با برخی زبان‌های دیگر، تعداد برنامه‌نویسان حرفه‌ای پایتون نسبتاً کمتر است. این می‌تواند منجر به کمبود منابع آموزشی، پشتیبانی و توسعه‌دهندگان با تجربه در این زبان شود.

۵. تاکید بر خوانایی برنامه: اگرچه خوانایی برنامه‌های پایتون یک مزیت است، اما در برخی موارد، تاکید بر خوانایی ممکن است منجر به نیاز به تایپ بیشتر و کدهای بلندتر شود.

به طور کلی، پایتون یک زبان برنامه‌نویسی قدرتمند و محبوب است که برای بسیاری از برنامه‌ها و پروژه‌ها مناسب است. اما قبل از استفاده از آن، بهتر است نیازها و محدودیت‌های خاص پروژه خود را مورد بررسی قرار داده و تصمیم‌گیری مناسبی انجام دهید.

مدت زمان لازم برای یادگیری پایتون چقدر است؟

به طور متوسط، یادگیری اصول برنامه‌نویسی پایتون، از جمله برنامه‌نویسی شیءگرا، نحو پایه پایتون، انواع داده‌ها، حلقه‌ها، متغیرها و توابع، معمولاً بین ۵ تا ۱۰ هفته به طول می‌انجامد. با این حال، مدت زمان لازم برای یادگیری پایتون بستگی به سطح تجربه شما در زبان‌های برنامه‌نویسی، توسعه وب، علم داده و سایر زمینه‌های مرتبط دارد.

یادگیری پایتون برای مبتدیان مناسب است، زیرا این زبان برنامه‌نویسی بر خوانایی تمرکز می‌کند و استفاده از آن را آسان‌تر می‌کند. ساختار زبان پایتون شباهت‌هایی با زبان انگلیسی دارد و این امر باعث می‌شود برنامه‌نویسان تازه‌کار به سرعت وارد دنیای توسعه شوند.

با توجه به خوانایی و عناصر ساختاری ساده‌ای که در پایتون وجود دارد، این زبان برای مبتدیان عالی است. با این حال، پایتون به استفاده اولیه محدود نمی‌شود. برخی از وبسایت‌ها و برنامه‌های پیچیده‌ترین موجود در جهان از پایتون بهره می‌برند.

بهترین فریمورک های پایتون

لیستی از بهترین فریمورک‌های پایتون را بررسی کنید:
– Bottle
– Flask
– Django
– Web2py
– AIOHTTP
– CherryPy
– FastAPI
– Falcon
– Pyramid

فریمورک‌ها مجموعه‌ای از ماژول‌ها یا پکیج‌ها هستند که در توسعه نرم‌افزارها با استفاده از پایتون کمک می‌کنند. استفاده از فریمورک‌های پایتون به کاهش زمان توسعه کمک می‌کند. هر فریمورکی مزایا و معایب خاص خود را دارد، بنابراین انتخاب چارچوب مناسب برای پروژه و همچنین ترجیحات توسعه‌دهنده، بستگی دارد.

استفاده از چارچوب‌های منبع باز، امن، مستند و کارآمد برخی از مزیت‌های اصلی استفاده از فریمورک‌ها است. فریمورک‌ها زندگی برنامه‌نویسان را آسان‌تر می‌کنند زیرا پروژه را به گونه‌ای طراحی می‌کنند که هر برنامه‌نویسی که با فریمورک آشنا باشد، به راحتی قادر است برنامه را کنترل کند.

حقوق برنامه نویسان پایتون

بر اساس گفته‌های Glassdoor، میانگین حقوق ملی برای برنامه‌نویسان پایتون در ایالات متحده ۷۶۵۲۶ دلار است. اما هنگامی که در مورد پایتون صحبت می‌شود، در نظر گرفتن پتانسیل درآمد شغل‌های مرتبط، از جمله دانشمند داده، تحلیلگر داده، و توسعه‌دهنده وب و سایر شغل‌ها نیز مهم است.

به عنوان مثال، توسعه‌دهندگان وب دارای میانگین درآمد سالیانه بین ۷۸۰۰۰ دلار تا ۸۸۰۰۰ دلار هستند. میانگین حقوق برنامه‌نویسان وب در ایالات متحده ۷۱۵۳۱ دلار است و توسعه‌دهندگان حرفه‌ای به طور میانگین ۹۵۳۲۵ دلار درآمد دارند. این امر توسعه وب را به یکی از پرسودترین نقش‌ها در صنعت فناوری تبدیل کرده است.

در زمینه داده، Glassdoor میانگین حقوق پایه یک دانشمند داده را در کانادا برابر با ۸۴۰۰۰ دلار در سال (و ۱۱۰۰۰۰ دلار برای یک دانشمند داده حرفه‌ای) و بیش از ۱۱۳۰۰۰ دلار در ایالات متحده (و ۱۳۴۰۰۰ دلار برای یک دانشمند داده حرفه‌ای) گزارش کرده است. همچنین، میانگین حقوق یک تحلیلگر داده در ایالات متحده ۷۵۰۸۶ دلار است و در صورت تخصص و تجربه بیشتر، میزان حقوق تحلیلگران داده به ۹۶۸۵۲ دلار افزایش می‌یابد.