زبان­ های برنامه ­نویسی متعددی در دنیای کامپیوتر وجود دارند، که هریک با ویژگی­ ها و کاربردهای مخصوص به خودشان در زمان نیاز ابداع شده ­اند که پایتون یکی از این زبان­ هایی است که زبانی با سطح بالا، شئ­ گرا ، ماژولار و مفسری است.

تاریخچه پایتون در سایت GitHub به ‌عنوان دومین زبان برنامه ­نویسی محبوب دنیا معرفی شده ­است. بنابراین انتظار می­رود دارای ویژگی­ های قابل توجهی هم باشد. با نگاهی سطحی می‌­توان گفت که این زبان به دلیل سادگی در فراگیری و نحوه استفاده، امروزه از محبوبیت بسیاری برخوردارشده  است.

 پایتون چیست؟

پایتون (python) یکی از زبان‌های چندمنظوره شی گراست که در سال ۱۹۹۱ برای اولین بار طراحی و منتشر شد. یکی از مهم‌ترین دلایل ایجاد این زبان ، خوانایی بالای کدها است. زبان python به صورتی طراحی شده است که شما برنامه نویس های آینده می‌توانید به صورت کاملا خوانا و بدون مشکل پروژه‌های برنامه‌نویسی بزرگ و کوچک ایجاد کنید.

این زبان به صورت چند کاره است و تقریباً در هر مکانی که از معلومات، محاسبات ریاضی یا خطوط کد استفاده می‌شود، کاربرد دارد.

کد نویسی با زبان پایتون نسبت به زبان‌های دیگر وقت کمتری صرف نوشتن می شود. python از ساده‌ترین و آسوده ترین زبان‌های برنامه‌نویسی برای خواندن و یادگیری به حساب می آید. در این زبان بلوک‌های کد در آکولاد نوشته نمی‌شوند و به جای آن از فاصله برای نوشتن کدها استفاده می‌شود.

پایتون یک زبان عمومی (General Purpose) است و محدود به یک حیطه خاص نمی‌شود. این یعنی شما می‌توانید با یک تیر چند نشان بزنید و در بخش‌های مختلف تکنولوژی فعالیت کنید. یک برنامه نویس پایتون اگر حرفه‌ای باشد، در هر حوزه ای حرف برای گفتن خواهد داشت.

python، محدود به استفاده های پایه و سطحی نمیشود و در عین سادگی ، یکی از قدرتمندترین زبان های برنامه نویسی دنیا به حساب می آید و در بسیاری از نرم افزارهای بزرگ و پیچیده استفاده شده که در آخر باعث افزایش قدرت و سریع شدن عملکرد آنها شده است.

از این زبان به دلیل قدرت بالا و سادگی کار با آن ، در زمینه های بسیاری استفاده میشود. وب سایت های بزرگی همچون، google،  YouTube، Facebook، Instagram ، Reddit، nasa ،Dropbox، Mozilla و … برای افزایش قدرت در Back-End از این زبان استفاده میکنند. از Python  میتوانید در تمام زمینه هایی همچون Desktop ، هوش مصنوعی ، Data Science ،  script نویسی،«… استفاده کنید.

تاریخچه پایتون

درمورد این ­که تاریخچه زبان برنامه نویسی پایتون چیست باید گفت، که ­زبان برنامه­ نویسی python، یک زبان برنامه ‌نویسی همه منظوره، سطح بالا، شیءگرا، اِسکریپتی و متن باز است که در اواخر دهه  ۱۹۸۰میلادی ، توسط خالق زبان برنامه نویسی پایتون « Guido Van Rossum»  که فعالیت خود را در مؤسسه ی تحقیقاتی مرکز ریاضیات و علوم کامپیوتری CWI در آمستردام هلند آغاز کرد ابداع شد  .  که در سال ۱۹۸۹ پیاده ­سازی این زبان را آغاز کرد و آن را جایگزین زبان   ABC  معرفی کرده است. و انرا در چندین نسخه منتشر کرده.

نسخه نخستین: « Van Rossum»  در فوریه ۱۹۹۱ مجموعه کدی با نام نسخه ۰/۹/۰ را منتشر کرد.که این نمونه کد از تعدادی کلاس و روابط ارث­ بری، استثنا ­گردانی یا Exception handling، توابع و انواع داده list، dict  و str و سیستم ماژول­ هایی مانند ماژولای ۳ تشکیل شده ­بود.

• نسخه۱: در ژانویه ۱۹۹۴ نسخه۰/۱ python منتشر شد. مزیت ­های جدیدی مانند ابزارهای    برنامه نویسی Lambda، map،  filter و. Reduceسپس در سال ۱۹۹۵ نسخه۲ /۱ معرفی شد. پس از آن « Van Rossum» در مؤسسه ملی تحقیقات ریاضی و رایانه در هلند به شرکت ابتکارات و تحقیقات ملی در آمریکا رفت و از مطالعه برروی آن زبان در آن­ جا ادامه داد.
• در نسخه ­های بعدی python تا ۴/۱، خصوصیت­ های جدید مثل پشتیبانی از اعداد مختلط و آرگومان­ های ماژولا ۳ به چشم می­‌خورد. هدف Van Rossum ، ایجاد امکان برنامه نویسی برای همه افراد بود. به همین دلیل پروژه­ای به نام «برنامه ­نویسی کامپیوتر برای هرکس» را پایه­ ریزی کرد.
• پایتون در محور این پروژه قرار داشت به همین دلیل دستورات نحوه پایتون ساده و بسیار نزدیک به زبان انسان طراحی شده ­است. می­‌ توان گفت که  Van Rossum»  « با شروع این پروژه نشان داد که هدف از ابداع پایتون چیست. نسخه۱ پایتون تا ۶/۱ زیر نظر شرکت ابتکارات و تحقیقات ملی بود و بعداز مدتی پیاده سازی شد.
• نسخه۲: نسخه۲ دراکتبر سال ۲۰۰۰ زیرنظر بنیاد BeOpen منتشر شده است و نیز نسخه­ های ۱/۲، ۲/۲، ۵/۲، ۶/۲ در این مجموعه منتشر شده اند.

BeOpen

در سال ۲۰۰۰ تیم توسعه دهنده پایتون به BeOpen.com منتقل شد و به این صورت تیم PythonLabs BeOpen  صورت گرفت. برنامه‌های انتشار ۱٫۶و ۲٫۰ همپوشانی قابل توجهی داشتند.  تنها نسخه ای که BeOpen.com آن را طراحی کرده  بود python ۲٫۰ بود . پس از نوشتن python ۲٫۰، خیدو و دیگر توسعه دهندگان تیم PythonLabs به تولیدات دیجیتالی مانند نرم‌افزار زوپ Zope روی آوردند.

• نسخه۳: پایتون ۳ با فلسفهٔ نسخه ‌های قبلی توسعه داده شده است. با این حال از آن جایی که در python روش ‌های نو و زائد برای انجام یک کار مشخص انباشته شده بودpython ۰/۳ بر حذف ساختارها و ماژول‌های تکراری مبادرت انجامید؛ و این کار را باتوجه به اصل «برای انجام این کار باید یک (ترجیها یک) روش آشکار وجود داشته باشد.» انجام داد.
• این نسخه با هدف رفع نقص ­های نسخه ی قبلی طراحی شده است و مزیت عقب ‌گرد ندارد. به این معنا که کدهای نوشته شده با پایتون نسخه ۲ را نمی­ توان به سادگی  به نسخه جدید ترجمه کرد.

پایتون ( python ) یک زبان برنامه نویسی همه منظوره و سطح بالا است که به طور بسیار گسترده ای مورد استفاده ی برنامه نویسان قرار گرفته است .

بطور خلاصه پایتون در زمینه های زیر کاربرد های خوبی دارد :‌

1. طراحی و توسعه ی وب
2. اپلیکیشن های بر پایه ی GUI یا رابط کاربری گرافیکی
3. برنامه های علمی و محاسباتی
4. تولید اپلیکیشن های دسکتاپ
5. بازی ها و دیگر برنامه های سه بعدی
6. برنامه های تحت شبکه
7. و ….

پایتون یک زبان بسیار راحتی است به طوری که در بسیاری از آموزشگاه ها برای شروع کار پایتون را پیشنهاد می دهند . python بر خلاف اکثر زبان های برنامه نویسی کدهای قابل فهم و سینتکس خوبی دارد و اصلا فلسفه ی بوجود آمدن پایتون خوانایی بالای کدها  است .

کدهای پایتون درون یک فایل با فرمت py نوشته می شود هرچند فرمت های دیگری برای فایل های پایتون وجود دارند مثل . py, .pyi, .pyc, .pyd, .pyo .pyw, .pyz :

python یک زبان برنامه ‌نویسی چند پارادایمی است به طوری که هم شیء گرایی و برنامه‌ نویسی ساخت ‌یافته را کاملاً پوشش می ‌دهد و هم بسیاری از ویژگی های  پایتون برنامه‌ نویسی جنبه گرا و تابعی مانند پشتیبانی از فرا برنامه ‌نویسی را پوشش می‌دهد. پارادایم ‌های برنامه‌ نویسی دیگر مثل برنامه ‌نویسی منطقی نیز به وسیلهٔ افزونه‌ ها پشتیبانی شده‌است.

پایتون از تایپ پویا و ترکیبی از یک حلقه کشف و شمارش مرجع و بازیافت قسمت‌های هدر رفته حافظه برای مدیریت حافظه، استفاده می‌کند که  یک ویژگی مهم پایتون تحلیل نام پویاست که روش‌ها و نام متغیرها را در طول اجرای برنامه به هم دیگر ملحق می‌کنند.

طرح پایتون به پشتیبانی محدود برای برنامه ‌ویسی تابعی به سُنَت زبان لیسپ، ارائه شد. به همین خاطر پایتون دارای توابع filter, map, و reduce و عبارت‌های لیست، مجموعه ، دیکشنری و جنراتور است. این کتابخانه دو ماژول دارد به نام های ایترتولز و فانکتولز  که توابعی را با اقتباس از هسکل و استاندارد ام‌ال پیاده‌ سازی می ‌کند.

کاربرد پایتون – از پایتون در کجا استفاده میکنیم؟

تا اینجا متوجه شدیم که python به واسطه گستردگی قابلیت ها و سادگی یادگیری، یکی از پرطرفدار ترین زبان های برنامه نویسی دنیا است و بسیاری از افراد در مشاغل مختلف به یادگیری آن روی آورده اند. اصلی ترین شاخه های کاربرد python عبارت اند از:

۱-  هوش مصنوعی و یادگیری ماشین (AI and machine learning)

از آنجایی که python یک زبان پایدار، انعطاف پذیر و ساده است مورد توجه ویژه فعالان حوزه ی ماشین لرنینگ و هوش مصنوعی قرار گرفته است.

امروزه کتابخانه های بسیاری برای این زبان و مخصوص این حوزه ها نوشته شده است که کاربرد پایتون را برای هوش مصنوعی و ماشین لرنینگ بسیار ساده کرده است.

۲-  توسعه وب

پایتون یک انتخاب هوشمندانه برای توسعه دهندگان وب است. یکی از دلایل این موضوع فریم ورک های متنوعی مثل Django، Pyramid و Flask است که برای توسعه وب توسط این زبان ساخته شده است و سایت ها و سرویس های معروفی مانند (Spotify)، ردیت (reddit) و موزیلا (mozilla) بر پایه آنها ساخته شده اند.

به واسطه کتابخانه ها و ماژول هایی که در این فریم ورک ها ارائه می شوند، قابلیت هایی مثل دسترسی به دیتابیس، مدیریت محتوا و مدیریت دسترسی به دیتاها بسیار ساده شده است.

به دلیل همین تطابق پذیری بالای پایتون است که کاربرد پایتون به صورت گسترده در توسعه ی وب دیده می شود.

۳-  کاربرد پایتون در تحلیل داده (Data analytics)

بیش از هر دوره ی دیگری در تاریخ، دنیا در حال تولید داده است و تحلیل این داده ها نیاز به یک زبان سریع، ساده و محبوب دارد که توسط بسیاری از سیستم ها به رسمیت شناخته شده باشد، تمام این ویژگی ها در پایتون خلاصه شده است!

اکثر دانشمندان برای تجزیه و تحلیل داده ها در ابعاد جهانی از این زبان استفاده میکنند و هنوز سر و کله ی رقیبی برای این زبان پیدا نشده است.کاربرد پایتون در علم داده جواب خودش را به خوبی پس داده است.

۴-  تجسم داده (Data visualisation)

مورد بعدی، کاربرد پایتون در حوزه ی تجسم داده، یکی از حوزه های در حال توسعه ی این روزها، است. در این زمینه شما در واقع با استفاده از داده ها می توانید برنامه های گرافیکی تولید کنید، از پرزنتیشن های ساده گرفته تا پروژه های گرافیکی پیچیده. برای هر نیازی که داشته باشید کتابخانه های مختلفی از پایتون وجود دارد که به صورت رایگان در دسترس عموم قرار گرفته اند، مانند کتابخانه های plotly و pandas visualization، که کار را برای فعالان این حوزه بسیار ساده کرده اند.

۵-  توسعه بازی

شاید برایتان دور از ذهن به نظر برسد که زبان پایتون را در توسعه بازی تصور کنید، اما سادگی این زبان باعث شده است راه اندازی ایده های اولیه و نمونه های تستی بازی ها بسیار ساده تر شود و دلیل کاربرد پایتون در صنعت بازی نیز همین است. شما به سادگی می توانید با استفاده از کتابخانه های پایتون نمونه های اولیه بازی ها را به سرعت تولید کنید.

۶-  تولید زبان جدید

سادگی سینتکس(syntax) و نظم پایتون باعث شده است تا زبان های دیگری بر پایه این زبان تولید شوند. زبان هایی مثل Cobra ،Coffeescript و Go که همگی شباهت های زیادی به پایتون دارند.این به این معنا است که زبان پایتون دارای قواعدی بسیار واضح و خوانا است که همین موضوع باعث می شود برای مبتدیان برنامه نویسی جذابیت بیشتری داشته باشد.

۷- کاربرد پایتون در اقتصاد

کاربرد پایتون در دنیای اقتصاد به طور فزاینده ای در حال افزایش است، به خصوص در زمینه هایی مانند تجزیه و تحلیل های کمی و کیفی. پایتون می تواند یک ابزار ارزشمند در تعیین روند قیمت و پیش بینی ها و همچنین در خودکارسازی گردش کار در میان منابع مختلف داده، باشد.

همانطور که گفتیم پایتون برای تحلیل داده های بزرگ بسیار مناسب است و با کتابخانه های مختلفی که از این زبان در دسترس داریم می توانیم از آن به عنوان یک ابزار قدرتمند برای تحلیل داده های مالی کمک بگیریم.

۸-  طراحی

زمانی که در مورد کاربرد پایتون صحبت می کنیم شاید انتظار نداشته باشید که حرفی از طراحی زده شود! ولی در اصل برای ساخت نرم افزار های طراحی مثل gimp و paint shop pro که بر پایه طراحی دو بعدی هستند از زبان برنامه نویسی Python استفاده شده است.

 ویژگی های پایتون    

زبان پایتون، از نحو (syntax) بسیار ظریفی برخوردار است که باعث افزایش خوانایی برنامه های نوشته شده به این زبان می‌شود. به عنوان مثال دستور “print” هر آنچه به آن داده شود (در زمان اجرا ) نمایش میدهد.

python، کاملا رایگان است؛ زیرا دانلود یا استفاده از آن هیچ هزینه ای ندارد و هیچ هزینه پروانه ای (licensing fees) برای آن وجود ندارد همچنین این زبان به طور آزادانه ای قابل ویرایش و باز توزیع است. زیرا  علی رغم آنکه “حق نشر ” (کپی رایت | Copyright  ) دارد همراه با پروانه های متن باز ارائه می‌گردد.

“کتابخانه های استاندارد پایتون ” پشتیبانى بسیار خوبی را برای انواع وظایف برنامه نویسی همچون ” همگام سازی ” (syncing) با مرورگر های وب ، ویرایش فایل ها و جست و جو از طریق متن را فراهم کرده است، که در اکثر زبان های برنامه نویسی ساخت این محتوا باید از پایه صورت گیرد.

با افزودن ماژول های جدید میتوان  این زبان را توسعه داد ، حتی اگر این ماژول به زبان های Cیا   C++  کامپایل شده باشند. و نکته جالب تر این است که می‌توان پس از ساخت “میانبرها” (shortcuts)  در پروژه‌های آتی مورد استفاده قرار دارد.

زبان python، دارای یک حالت تعاملی است که تست کردن نرم افزار برای تکه های کوتاه کد را آسان می‌کند. حتی یک محیط توسعه یکپارچه برای زبان  و همراه با آن ارائه می‌شود . محیط توسعه ، باعث راه اندازی بسیار آسان‌تر و سریع تر می‌شود.

python، زبانی ایده آل برای ساخت پیش نمونه ها (پروتوتایپ | prototype  )  و  دیگر وظایف برنامه نویسی اد_هاک (اد-هوک | Ad-Hoc )  محسوب می شود. زیرا استفاده از این زبان  محبوب بسیار آسان است ، بالا آوردن برنامه ها و اجرای آنها راحت خواهد  بود. این ویژگی برای تعمیر و نگهداری نرم افزار بسیار مفید می‌باشد.

مزایا و معایب

به دلیل اینکه python، دارای ویژگی های متنوع و نیاز به کد نویسی کمتری دارد، مورد محبوبیت شرکت های نرم افزاری قرار گرفته است.

مزایای پایتون :

زبان python با برخورداری از کاربرد های متنوع در شرکت های توسعه نرم افزاری همچون پیش نمونه سازی ، چارچوب های وب، توسعه‌ زبانی ، بازی سازی ، برنامه های کاربردی ، برنامه های طراحی گرافیکی و … جایگاه ویژه ای در میان زبان های برنامه نویسی یافته است.

۱- کتابخانه های پشتیبان گسترده :

python، کتابخانه های استاندارد  و قابل حمل در زمینه هایی مانند اینترنت ، رابط های سیستم عامل و پروتکل ها ، ابزار های وب سرویس ،عملیات‌ روی رشته ها دارد که با پلتفرم های مختلف از قبیل Windows و Linux و Macintosh سازگاری دارند.

۲- پایگاه داده :

پایتون می‌تواند از همه پایگاه داده های تجاری پشتیبانی کند .

۳- توسعه پذیری :

کاربر می‌تواند به تفسیر کننده زبان (Python Interpreter)  پایتون ، ماژول های سطح پایین (Low Level) اضافه کند. با این کار می‌توان از طریق ماژول ها  برنامه هایی با کارایی بیشتر و شخصی سازی شده تر ایجاد کرد.

۴- حالت انفعالی :

در زبان python، از طریق حالت انفعالی (Interactive Mode) می‌توان کد ها را تست و اشکال زدایی کرد.

۵- یکپارچگی ویژگی ها :

پایتون با فراخوانی مستقیم توسط  C   ، C++ یا جاوا با “جایتون”  (Jython)   توانسته توانایی های کنترلی قدرتمندی را از آن خود کند.

از زبان python می‌توان به صورت اسکریپت (Script) و  نیز  به صورت بایت کد  (Byte-Code  ) بهره برد .

معایب :

۱- سرعت پایین:

این زبان به دلیل اینکه از مفسر استفاده می‌کند و کد ها را خط به خط اجرا می‌کند ، عملکرد کندی دارد ؛ در حالی که زبان C++ که کامپایلری است و کل پرونده را به صورت یکباره اجرا می‌کند ، محاسبه بیشتری را  در  هر لحظه انجام می‌دهد و به همین دلیل برنامه نویسان زبان C++ را به python ترجیح می‌دهند .

۲- مصرف بالای حافظه :

python، حافظه بیشتری نسبت به زبان های دیگر در برمی‌گیرد. چرا که ساختار آن به گونه ای طراحی شده که در زمان پردازش از حافظه های بزرگتری استفاده می‌کند.

۳- تشخیص خطا در کد ها :

همانطور که گفته شد ،این زبان مفسری است بنابراین خطای کد در زمان تدوین کد خود را نشان نمی‌دهد . همچنین متغیر های تایپ شده به صورت پویا مورد استفاده قرار می‌گیرند ؛ این موضوع دلیل ضعف python در توسعه اپلیکیشن های GUI می‌باشد.

در این آموزش با این هدف که برای یادگیری این زبان قدرتمند و آسان در اختیار شما عزیزان قرار می دهیم که به این صورت مجموعه نابغه ساز دوره های پایتون را به شکل: مقدماتی، متوسط، پیشرفته برگزار میکند

سخن پایانی

در پایان، با نگاهی به تاریخچه پایتون، این زبان برنامه‌نویسی موفق توانسته است از ابتدای تولیدش تا به امروز با پیشرفت‌های قابل توجهی روبه‌رو شود. از زمان خلق پایتون و تا اکنون که به یکی از محبوب‌ترین و پرکاربردترین زبان‌های برنامه‌نویسی در دنیا تبدیل شده است، این زبان با ویژگی‌ها و امکانات منحصر به فرد خود توانسته است جایگاهی ویژه را در دنیای فناوری اطلاعات به خود اختصاص دهد.