پایتون چیست و چه کاربردی دارد

در دنیای پهناور برنامه نویسی، زبان های مختلفی با قابلیت ها و کاربرد های منحصر به فرد خود جولان می دهند.در میان این خیل عظیم، پایتون مانند نگین درخشان خود نمایی می کند و به دلیل سادگی، خوانایی و انعطاف پذیری مثال زدنی، به محبوب ترین انتخاب برنامه نویسان در سراسر جهان تبدیل شده است.

این زبان سطح بالا، تفسیری و پویا، گویی با جادوی خود، طیف وسیعی از نیازها را در حوزه‌های مختلف علمی و عملی برآورده می‌کند. از توسعه‌ی وب‌سایت‌های پیچیده و پویا تا غوطه‌وری در دنیای علم داده و یادگیری ماشین، رد پای پایتون را می‌توان در هر گوشه‌ای از دنیای  فناوری مشاهده کرد.در این مقاله جامع به بررسی زبان برنامه‌نویسی پایتون، ویژگی‌ها، کاربردها و مزایای آن می‌پردازیم با ما تا آخر این مقاله همراه باشید

تاریخچه پایتون

یدو ون راسم( Guido van Rossum )، دانشمند رایانه‌ی اهل هلند، در سال ۱۹۵۶ متولد شد. او به عنوان خالق زبان برنامه‌نویسی پایتون شناخته می‌شود که به دلیل سادگی، خوانایی و انعطاف‌پذیریِ مثال‌زدنی، به محبوب‌ترین انتخاب برنامه‌نویسان در سراسر جهان تبدیل شده است.علاقه‌ی ون راسم به برنامه‌نویسی از دوران کودکی ریشه دوانده بود.

او در سنین نوجوانی با زبان‌های برنامه‌نویسی مختلفی مانند BASIC و Pascal کار می‌کرد تا اینکه در سال ۱۹۸۲، ون راسم در مؤسسه ملی تحقیقات ریاضی و علوم کامپیوتر (CWI) در هلند مشغول به کار شد، در این دوران او به توسعه‌ی زبان ABC، زبانی تفسیری و شیءگرا، پرداخت.
این تجربیات، زمینه‌ساز خلق زبانی نوین به نام پایتون شد. زبانی که ون راسم در سال ۱۹۸۹، در آپارتمان کوچکش در آمستردام و با الهام از زبان‌های مختلف و ایده‌های نوآورانه، آن را به دنیا عرضه کرد.

نام پایتون از سریال تلویزیونی محبوب “Monty Python’s Flying Circus” گرفته شده است. ون راسم عاشق طنز و خلاقیت این سریال بود و امیدوار بود که زبان جدیدش نیز به همان اندازه سرگرم‌کننده و جذاب باشد.

سادگی، خوانایی و انعطاف‌پذیری پایتون، به سرعت آن را به زبانی محبوب در میان برنامه‌نویسان تبدیل کرد. در طول دهه‌های ۱۹۹۰ و ۲۰۰۰، پایتون به طور مداوم توسعه و ارتقا یافت و کتابخانه‌ها و چارچوب‌های جدیدی برای آن ایجاد شد که امکاناتش را برای حل مسائل پیچیده گسترش داد.

امروزه پایتون توسط میلیون‌ها برنامه‌نویس در سراسر جهان مورد استفاده قرار می‌گیرد و در دانشگاه‌ها، شرکت‌های بزرگ و استارت‌آپ‌های کوچک تدریس می‌شود.

گیدو ون راسم، به عنوان خالق پایتون، نقشی اساسی در توسعه و هدایت این زبان در طول سال‌ها داشته و به همین دلیل، جوایز و افتخارات متعددی دریافت کرده است.

تاثیر ون راسم بر دنیای برنامه‌نویسی غیرقابل انکار است. پایتون به زبانی قدرتمند و همه‌کاره تبدیل شده که توسط میلیون‌ها برنامه‌نویس در سراسر جهان مورد استفاده قرار می‌گیرد و ون راسم، به عنوان خالق این زبان، در قلب این تحولِ بزرگ قرار دارد.

پایتون چیست؟

قبل از اینکه به طور عمیق به چیستی و ویژگی‌های پایتون بپردازیم، درک مفاهیم بنیادی زبان‌های برنامه‌نویسی، به خصوص زبان‌های تفسیری، پویا و شیءگرا، ضروری است.

در دنیای رنگارنگ برنامه‌نویسی، زبان‌ها به دو دسته کلی تقسیم می‌شوند: کامپایل‌شده و تفسیری.

زبان‌های کامپایل‌شده

مانند دانش‌آموزانی هستند که قبل از امتحان، باید توسط معلم (کامپایلر) ترجمه شوند تا کامپیوتر بتواند حرفشان را بفهمد. اما زبان‌های تفسیری مانند دانش‌آموزان زرنگ و باهوشی هستند که می‌توانند بدون نیاز به ترجمه، مستقیماً با کامپیوتر صحبت کنند!

پایتون، به عنوان یک زبان تفسیری محبوب، از این دسته دوم است. به عبارت دیگر، کد پایتون نیازی به کامپایل شدن قبل از اجرا ندارد و به طور مستقیم توسط مفسر (interpreter) خوانده و اجرا می‌شود.

مفسر نقش مترجم را بر عهده دارد و خط به خط کد پایتون را به زبانی که کامپیوتر می‌فهمد (زبان ماشین) تبدیل می‌کند. این فرآیند اجرا نامیده می‌شود.

نوع داده در زبان‌های برنامه‌نویسی: ایستا یا پویا؟

در دنیای برنامه‌نویسی، داده‌ها نقش اساسی دارند. برنامه‌نویسان از انواع مختلف داده برای ذخیره اطلاعات و انجام محاسبات استفاده می‌کنند. اما چگونه نوع داده‌ها در زبان‌های مختلف برنامه‌نویسی تعریف و مدیریت می‌شوند؟

در این میان، دو دسته کلی از زبان‌های برنامه‌نویسی از نظر نحوه مدیریت نوع داده‌ها وجود دارند: زبان‌های با تایپ ایستا و زبان‌های با تایپ پویا.

زبان‌های با تایپ ایستا:

در زبان‌های با تایپ ایستا، نوع داده‌ها باید قبل از استفاده تعریف شوند. این امر به کامپایلر یا مفسر کمک می‌کند تا نوع داده‌ها را در حین اجرا بررسی کند و از خطاهای احتمالی جلوگیری کند.

در زبان‌های با تایپ پویا، نوع داده‌ها به طور خودکار در زمان اجرا تعیین می‌شوند. این امر به برنامه‌نویس این امکان را می‌دهد که بدون نیاز به تعریف صریح نوع داده‌ها، از آنها استفاده کند.

در دنیای برنامه‌نویسی، دو نوع زبان اصلی وجود دارد: زبان‌های رویه‌ای و زبان‌های شیءگرا. در زبان‌های رویه‌ای، برنامه به ترتیب دستورات اجرا می‌شود و هر دستور وظیفه‌ای خاص را انجام می‌دهد. اما در زبان‌های شیءگرا، ما با پارادایمی کاملاً متفاوت روبرو می‌شویم.

تصور کنید به جای نوشتن دستورات خطی، دنیایی از اشیاء را خلق می‌کنید! هر شیء، مانند یک موجود مجزا، هویت و رفتار خاص خود را دارد. این اشیاء می‌توانند با یکدیگر ارتباط برقرار کرده و برای انجام وظایف مختلف همکاری کنند.

پایتون، زبانی تفسیری، شیءگرا و پویا است که به دلیل سادگی، خوانایی و انعطاف‌پذیری، به یکی از محبوب‌ترین زبان‌های برنامه‌نویسی در جهان تبدیل شده است. این زبان قدرتمند، طیف وسیعی از کاربردها را در زمینه‌های مختلف، از جمله توسعه وب، علم داده، یادگیری ماشین و اتوماسیون، داراست.

مزایای یادگیری پایتون

سادگی و خوانایی:

• پایتون، زبانی ساده و خوانا است که یادگیری آن آسان است. حتی اگر هیچ تجربه برنامه‌نویسی قبلی نداشته باشید، می‌توانید به سرعت اصول اولیه پایتون را یاد بگیرید و شروع به نوشتن کد کنید.
• این سادگی، خوانایی کد را نیز بالا می‌برد و نگهداری و به‌روزرسانی آن را آسان‌تر می‌کند.

قدرت و انعطاف‌پذیری:

• پایتون، زبانی قدرتمند و انعطاف‌پذیر است که می‌توانید از آن برای انجام طیف گسترده‌ای از وظایف استفاده کنید.
• از ساخت برنامه‌های وب پیچیده گرفته تا تجزیه و تحلیل داده‌های عظیم، پایتون ابزاری قدرتمند در اختیار شما قرار می‌دهد.

جامعه بزرگ و فعال:

• پایتون، جامعه‌ای بزرگ و فعال از توسعه‌دهندگان دارد که همیشه آماده کمک به یکدیگر هستند.
• شما می‌توانید در انجمن‌های آنلاین، گروه‌های چت و موارد مشابه با سایر توسعه‌دهندگان پایتون ارتباط برقرار کنید و از تجربیات و دانش آنها بهره ببرید.

بازار کار پررونق:

• تقاضا برای متخصصان پایتون در بازار کار بسیار زیاد است.
• با یادگیری پایتون، می‌توانید فرصت‌های شغلی متعددی را در شرکت‌های مختلف به دست آورید.

فرصت‌های کارآفرینی:

• پایتون، زبانی ایده‌آل برای کارآفرینی است.
• با استفاده از پایتون، می‌توانید ایده‌های خود را به واقعیت تبدیل کنید و کسب و کار خود را راه‌اندازی کنید.

یادگیری مداوم:

• پایتون، زبانی در حال رشد و توسعه است.
• کتابخانه‌ها و ابزارهای جدیدی به طور مداوم برای پایتون منتشر می‌شوند که به شما امکان می‌دهد تا مهارت‌های خود را به روز نگه دارید و دانش خود را ارتقا دهید.

کاربرد های پایتون

پایتون به دلیل طیف گسترده‌ای از ویژگی‌ها و کتابخانه‌هایش، کاربردهای متنوعی در زمینه‌های مختلف دارد. در اینجا به برخی از رایج‌ترین کاربردهای آن به همراه مثال‌هایی اشاره می‌کنیم:

1. توسعه وب:

• وب‌سایت‌ها و برنامه‌های وب: پایتون با استفاده از چارچوب‌های وب قدرتمند مانند Django و Flask به زبانی محبوب برای توسعه وب تبدیل شده است. این چارچوب‌ها به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهند تا به سرعت و به آسانی وب‌سایت‌ها و برنامه‌های وب پیچیده را بسازند.
  • مثال: اینستاگرام، دیجی‌کالا، یوتیوب، پینترست، دراپ‌باکس
• رابط‌های برنامه‌نویسی وب (API): پایتون از کتابخانه‌های قدرتمندی برای ساخت API ها مانند REST framework برخوردار است که به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد تا به طور کارآمد با برنامه‌های دیگر ارتباط برقرار کنند.
  • مثال: API های گوگل، فیسبوک، توییتر

2. علم داده و تجزیه و تحلیل:

• تجزیه و تحلیل داده‌ها: پایتون به دلیل کتابخانه‌های قدرتمند خود برای تجزیه و تحلیل داده‌ها و یادگیری ماشین، به زبانی محبوب در میان دانشمندان داده و تحلیلگران تبدیل شده است. کتابخانه‌هایی مانند NumPy، Pandas و scikit-learn طیف گسترده‌ای از ابزارها را برای کار با داده‌ها، از تمیز کردن و دستکاری تا مدل‌سازی و پیش‌بینی، ارائه می‌کنند.
  • مثال: پیش‌بینی تقاضا برای محصولات، تجزیه و تحلیل داده‌های مالی، کشف تقلب
• یادگیری ماشین: پایتون به دلیل کتابخانه‌های یادگیری ماشین مانند TensorFlow و PyTorch به زبانی غالب در این زمینه تبدیل شده است. این کتابخانه‌ها به مهندسان یادگیری ماشین اجازه می‌دهند تا مدل‌های یادگیری ماشین پیچیده را برای طیف گسترده‌ای از وظایف، از تشخیص تصویر تا پردازش زبان طبیعی، بسازند و آموزش دهند.
  • مثال: تشخیص چهره، ترجمه ماشینی، ربات‌های چت

3. هوش مصنوعی:

• رباتیک: پایتون به دلیل سادگی و طیف گسترده‌ای از کتابخانه‌هایش، به زبانی محبوب برای برنامه‌نویسی ربات‌ها تبدیل شده است. کتابخانه‌هایی مانند Raspberry Pi و ROS به توسعه‌دهندگان ربات اجازه می‌دهند تا ربات‌ها را کنترل کرده و با محیط اطرافشان تعامل برقرار کنند.
  • مثال: ربات‌های جاروبرقی، ربات‌های اسباب‌بازی، ربات‌های جراحی
• پردازش زبان طبیعی (NLP): پایتون به دلیل کتابخانه‌های قدرتمند NLP مانند NLTK و spaCy به زبانی محبوب برای پردازش و تجزیه و تحلیل زبان طبیعی تبدیل شده است. این کتابخانه‌ها به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهند تا وظایفی مانند استخراج متن، ترجمه ماشینی و چت‌بات‌ها را انجام دهند.
  • مثال: دستیاران صوتی، چت‌بات‌های خدمات مشتری، سیستم‌های ترجمه خودکار

4. اتوماسیون:

• اسکریپت‌نویسی: پایتون به دلیل خوانایی و سادگی، به زبانی محبوب برای نوشتن اسکریپت‌ها برای اتوماسیون وظایف مختلف تبدیل شده است. از پایتون می‌توان برای خودکارسازی کارهایی مانند مدیریت فایل، ارسال ایمیل و وب‌اسکریپت‌نویسی استفاده کرد.
  • مثال: خودکارسازی گزارش‌دهی، مرتب‌سازی ایمیل‌ها، دانلود فایل‌ها
• مدیریت سیستم: پایتون به دلیل طیف گسترده‌ای از کتابخانه‌ها و ابزارهایش برای اتوماسیون وظایف و مدیریت سیستم، به زبانی محبوب در میان متخصصان سیستم تبدیل شده است. ابزارهایی مانند Ansible و SaltStack به متخصصان سیستم اجازه می‌دهند تا وظایف اداری سیستم را به طور خودکار انجام دهند و زیرساخت‌های IT را به طور کارآمدتر مدیریت کنند.

5. توسعه نرم‌افزار:

• برنامه‌های دسکتاپ: پایتون به دلیل کتابخانه‌های قدرتمندی مانند PyQt و Kivy به زبانی محبوب برای توسعه برنامه‌های دسکتاپ تبدیل شده است. این کتابخانه‌ها به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهند تا برنامه‌های دسکتاپ با رابط کاربری گرافیکی (GUI) جذاب بسازند.
  • مثال: گیمپ، اینسکیپ

6. آموزش:

• برنامه‌نویسی: پایتون به دلیل خوانایی، سادگی و طیف گسترده‌ای از کتابخانه‌هایش، به زبانی محبوب برای آموزش برنامه‌نویسی به مبتدیان تبدیل شده است. منابع آموزشی فراوانی به صورت آنلاین و در کتابخانه‌ها موجود است که یادگیری پایتون را برای مبتدیان آسان می‌کند.
  • مثال: Codecademy، Coursera، edX

7. امور مالی:

• معاملات الگوریتمی: پایتون به دلیل سرعت، کارایی و طیف گسترده‌ای از کتابخانه‌هایش، به زبانی محبوب برای توسعه الگوریتم‌های معاملاتی در بازارهای مالی تبدیل شده است. کتابخانه‌هایی مانند NumPy، Pandas و scikit-learn به معامله‌گران الگوریتمی اجازه می‌دهند تا داده‌های بازار را تجزیه و تحلیل کرده و استراتژی‌های معاملاتی پیچیده را توسعه دهند.
  • مثال: معاملات پرسرعت، مدیریت سبد سهام، پیش‌بینی قیمت سهام

8. اینترنت اشیا (IoT):

• توسعه برنامه‌های IoT: پایتون به دلیل سادگی، انعطاف‌پذیری و طیف گسترده‌ای از کتابخانه‌هایش، به زبانی محبوب برای توسعه برنامه‌های کاربردی IoT تبدیل شده است. کتابخانه‌هایی مانند Raspberry Pi و NumPy به توسعه‌دهندگان IoT اجازه می‌دهد تا سنسورها و دستگاه‌های متصل را کنترل کرده و داده‌های آنها را تجزیه و تحلیل کنند.
  • مثال: سیستم‌های خانه هوشمند، نظارت بر محیط زیست، ردیابی دارایی

9. رباتیک:

• برنامه‌نویسی ربات: پایتون به دلیل خوانایی، سادگی و طیف گسترده‌ای از کتابخانه‌هایش، به زبانی محبوب برای برنامه‌نویسی ربات‌ها تبدیل شده است. کتابخانه‌هایی مانند Raspberry Pi و ROS به توسعه‌دهندگان ربات اجازه می‌دهند تا ربات‌ها را کنترل کرده و با محیط اطرافشان تعامل برقرار کنند.
  • مثال: ربات‌های اسباب‌بازی، ربات‌های جراحی، ربات‌های صنعتی

10. تحقیقات علمی:

• محاسبات علمی: پایتون به دلیل سرعت، کارایی و طیف گسترده‌ای از کتابخانه‌هایش، به زبانی محبوب برای انجام محاسبات علمی در berbagai زمینه‌های علمی تبدیل شده است. کتابخانه‌هایی مانند NumPy، SciPy و Matplotlib به محققان اجازه می‌دهد تا محاسبات پیچیده علمی را انجام داده و داده‌های خود را تجسم کنند.
  • مثال: شبیه‌سازی آب و هوا، مدل‌سازی مولکولی، تجزیه و تحلیل تصویر

علاوه بر موارد ذکر شده، پایتون در زمینه‌های دیگری مانند:

• توسعه بازی
• گرافیک کامپیوتری
• طراحی وب
• مهندسی
• آموزش
• موسیقی

نیز کاربرد دارد، اینها تنها نمونه‌هایی از کاربران پایتون هستند. به دلیل ماهیت همه‌کاره و قدرتمند این زبان، انتظار می‌رود که محبوبیت آن در سال‌های آینده به رشد خود ادامه دهد و طیف کاربران آن نیز همچنان گسترده‌تر شود. پایتون ابزاری قدرتمند و انعطاف‌پذیر است که می‌تواند نیازهای مختلف کاربران را در زمینه‌های مختلف برآورده کند.

آیا پایتون رایگان و متن باز است؟

پایتون به دلایل متعددی به زبانی محبوب و ایده‌آل برای افراد با سطوح مختلف تجربه تبدیل شده است. دو دلیل اصلی آن عبارتند از:

رایگان بودن

پایتون تحت مجوز Public Domain License 1.0 منتشر می‌شود، به این معنی که استفاده از آن برای هر منظوری کاملاً رایگان است. در نتیجه، نیازی به پرداخت هیچ هزینه‌ای برای دانلود، نصب یا استفاده از پایتون در هیچ سیستم عاملی ندارید. این موضوع پایتون را به زبانی مقرون به صرفه برای یادگیری و استفاده برای پروژه‌های شخصی، آموزشی و تجاری تبدیل می‌کند.

متن‌باز بودن

کد منبع پایتون کاملاً در دسترس عموم است و تحت مجوز GNU General Public License (GPL) منتشر می‌شود. این موضوع به این معنی است که هر کسی می‌تواند کد را مشاهده، ویرایش و توزیع مجدد کند. متن‌باز بودن به رشد و توسعه سریع پایتون کمک می‌کند، زیرا توسعه‌دهندگان سراسر جهان می‌توانند در بهبود زبان و ایجاد کتابخانه‌ها و ابزارهای جدید برای آن مشارکت کنند.