پایتون چیست و چرا محبوب است؟ ۶ نکته مهم برای استفاده از پایتون

اگر در گوگل عبارت «پایتون چیست» را جست‌وجو کنید، وب‌سایت‌های بسیاری را خواهید یافت که درباره این زبان برنامه‌نویسی توضیحاتی داده‌اند. حال چرا پایتون تا این اندازه محبوب است و از آن برای کارهای مختلف استفاده می‌شود؟ در این مطلب از آموزش پایتون بلاگ پارس‌پک، قصد داریم علاوه‌بر معرفی پایتون، به‌دلایل محبوبیت این زبان برنامه‌نویسی نیز اشاره کنیم.

زبان برنامه نویسی پایتون چیست؟

پایتون (Python) یکی از زبان‌های برنامه‌نویسی سطح‌بالا است که به‌صورت منبع‌باز منتشر شده‌است. یادگیری آسان، خوانایی راحت و انعطاف‌پذیری نیز مزید بر علت شده‌اند تا توسعه‌دهندگان (به‌خصوص در حوزه وب) بتوانند پایتون را بر‌اساس نیاز خود تغییر دهند.
آنچه باعث شهرت پایتون شده، سادگی کدنویسی در آن است. به‌عبارت‌دیگر، برای نوشتن کد یک مفهوم در پایتون، به خطوط کد کمتری از زبان‌هایی مانند ++C و JAVA نیاز دارید.
یکی دیگر از نقاط قوت این زبان برنامه‌نویسی، وجود فریم‌ورک‌های قدرتمندی مانند Django و Flask است. فریم‌ورک‌هایی که در واقع بسترهای مناسبی برای توسعه وب‌سایت‌ها، سرویس‌های تحت وب و APIهای مقیاس‌پذیر هستند.

تاریخچه زبان پایتون

پایتون توسط «خیدو فان روسوم» (Guido van Rossum) در اواخر دهه ۱۹۸۰ به عنوان یک پروژه سرگرمی کلید خورد و اولین نسخه آن در سال ۱۹۹۱ منتشر شد. تکامل این زبان با انتشار نسخه ۲.۰ در سال ۲۰۰۰ و اضافه‌شدن ویژگی‌هایی مثل مدیریت حافظه پیشرفته سرعت گرفت. اما دلیل اوج گرفتن محبوبیت زبان پایتون چیست؟ عرضه نسخه ۳ در سال ۲۰۰۸ که هدف آن پاکسازی کدهای قدیمی و افزایش کارایی بود.
مهم‌ترین نکته در این گذار، تفاوت پایتون ۲ و ۳ است. این نسخه جدید با هدف بهبود زبان، سازگاری خود را با کدهای قدیمی‌تر از دست داد که به آن «عدم سازگاری رو به عقب» می‌گویند. تغییراتی کلیدی مانند تبدیل دستور Print به یک تابع و استانداردسازی کامل یونیکد برای رشته‌ها، باعث شد که برنامه‌نویسان ملزم به مهاجرت به پایتون ۳ شوند. نسخه‌ای که امروزه استاندارد قطعی این زبان است.

معایب پایتون

این زبان برنامه‌نویسی با وجود محبوبیت گسترده و کاربردهای فراوان در حوزه‌های مختلف، مانند هر ابزار دیگری محدودیت‌هایی هم دارد. شناخت این نقاط ضعف به توسعه‌دهندگان کمک می‌کند که در انتخاب زبان مناسب برای پروژه‌های حساس، تصمیم‌گیری دقیق‌تری داشته باشند. در ادامه خلاصه‌وار می‌بینید که معایب زبان پایتون چیست:

• سرعت اجرای پایین: پایتون یک زبان مفسری است و کدها را خط‌به‌خط اجرا می‌کند؛ این ویژگی باعث می‌شود سرعت آن نسبت به زبان‌های کامپایلری مانند C یا Java به مراتب کمتر باشد.
• مصرف حافظه بالا: به دلیل انعطاف‌پذیری ساختار داده‌ها، این زبان مقدار زیادی از حافظه رم را اشغال می‌کند. بنابراین برای پروژه‌هایی که با محدودیت منابع سخت‌افزاری روبرو هستند، گزینه مناسبی نیست.
• ضعف در توسعه موبایل: این زبان در سمت سرور قدرتمند است. اما در دنیای اپلیکیشن‌های موبایل (اندروید و iOS) جایگاه ضعیفی دارد و به ندرت برای توسعه کلاینت‌های موبایلی استفاده می‌شود.
• خطاهای زیاد زمان اجرا: پایتون متغیرها را در لحظه اجرا بررسی می‌کند. به همین دلیل بسیاری از خطاها (حتی خطاهای ساده دستوری) تا زمانی که برنامه اجرا نشود، نمایان نمی‌شوند که این موضوع فرایند تست را دشوارتر می‌کند.
• محدودیت در دسترسی به پایگاه داده: لایه دسترسی به دیتابیس در این زبان نسبت به فناوری‌های پیشرفته‌ای مثل JDBC در جاوا، ابتدایی‌تر است. پس ممکن است در پروژه‌های سازمانی بزرگ با تعاملات پیچیده با پایگاه داده، دچار چالش شود.
• پشتیبانی نکردن واقعی از چندنخی (Multithreading): معماری پایتون اجازه اجرای هم‌زمان واقعی چندین نخ (Thread) را نمی‌دهد. این موضوع کارایی آن را در پردازش‌های موازی سنگین کاهش می‌دهد.

پایتون چه کاربردهایی دارد؟

اگر به یادگیری زبان برنامه‌نویسی پایتون علاقه‌مندید، بهتر است بدانید که این زبان در بسیاری از زمینه‌های کاملاً تخصصی استفاده می‌شود. در ‌ادامه، به برخی از کاربردهای مهم پایتون اشاره خواهیم کرد.

توسعه وب

یکی از کاربردهای پایتون، توسعه وب است. فریم‌ورک‌های معروفی مانند Django و Flask از این زبان به‌صورت اختصاصی برای توسعه وب به‌کار گرفته می‌شوند. جالب است بدانید که وب‌سایت‌ها و وب‌اپلیکیشن‌های بسیار معروفی مانند Reddit و Instagram با استفاده از پایتون ساخته شده‌اند.

ماشین لرنینگ با پایتون

یکی دیگر از حوزه‌های پرکاربرد پایتون‌، هوش مصنوعی و یادگیری ماشین است؛ به‌خصوص با استفاده از پکیج‌هایی مانند TensorFlow و scikit-learn، قدرت این زبان در این حوزه‌ها بسیار بیشتر هم خواهد شد. علاوه‌بر‌این، کتابخانه‌های قدرتمندی مانند Keras  و PyTorch با کمک پایتون نوشته شده‌اند.

علم داده (Data Science)

از پایتون در تحلیل داده بسیار استفاده می‌شود. با استفاده از کتابخانه قدرتمند Pandas، ابزارهای کارآمدی برای کار با داده‌های جدولی در ‌اختیار شما خواهد بود. همچنین با استفاده از کتابخانه Matplotlib، می‌توانید از ابزارهایی بسیار محبوب در ‌زمینه Visualization استفاده کنید.

علاوه‌بر‌این، معمولاً محققان و متخصصان علم داده از محیط Jupyter که به‌عنوان نوت‌بوک پایتون محسوب می‌شود، برای تجزیه‌و‌تحلیل اکتشافی و ایجاد تحقیقات تکرارپذیر بهره می‌برند.

آزمایش نرم‌افزار

پایتون به‌صورت گسترده برای آزمایش‌های نرم‌افزاری نیز استفاده می‌شود. ماژول Unittest کتابخانه‌ای داخلی است که ابزارهایی را برای همین منظور در‌ اختیار شما قرار خواهد داد. همچنین، فریمورک Pytest جایگزینی محبوب برای Unittest است که می‌توانید از این فریم‌ورک نیز برای آزمایش نرم‌افزارهای ساخته‌شده استفاده کنید. 

توسعه بازی

یکی دیگر از ویژگی‌های چشمگیر پایتون، استفاده از آن برای توسعه بازی است. این کار با استفاده از پکیج‌هایی مانند PyGame انجام خواهد شد؛ پکیجی که فیچرهایی برای ایجاد بازی و سایر نرم‌افزارهای گرافیکی دارد. البته فراموش نکنید که در حوزه توسعه بازی، از پایتون اغلب برای اسکریپت‌نویسی در موتورهای بازی پیشرفته‌تر مانند Unity و Unreal Engine 4 نیز استفاده می‌شود.

چرا باید کدنویسی در پایتون را یاد بگیریم؟

بالاتر دیدید که پایتون چیست و چه کاربردی دارد. اگر‌چه کاربردهای گفته‌شده احتمالاً شما را برای شروع یادگیری این زبان قانع کرده‌است؛ اما دو دلیل مهم زیر نیز می‌تواند تصمیم شما را نهایی کند.

سادگی یادگیری پایتون

پایتون را همیشه به‌عنوان یکی از زبان‌های ساده برای شروع برنامه‌نویسی معرفی کرده‌اند؛ البته این سادگی را هرگز نباید به‌معنی ضعف این زبان دانست. ساده‌بودن پایتون به‌دلیل سادگی در خواندن کدها و نیاز به نوشتن خطوط کمتری از کد در‌ مقایسه ‌با دیگر زبان‌های برنامه‌نویسی است.
به‌عبارت‌دیگر، افراد تازه‌کار ساده‌تر و سریع‌تر می‌توانند اصول کدنویسی با این زبان را یاد بگیرند و برنامه‌نویسان ماهر نیز با استفاده از کدنویسی مختصرتر در وقت خود صرفه‌جویی خواهند کرد.

منبع‌باز بودن پایتون

همان‌طور‌که پیش‌تر گفتیم، پایتون زبان برنامه‌نویسی منبع‌باز و رایگانی است و هیچ لایسنسی برای استفاده از آن وجود ندارد.
این موضوع خبری خوش برای تمامی توسعه‌دهندگان است؛ زیرا از یک طرف جامعه بزرگی از توسعه‌دهندگان خبره وجود دارند که همواره در حال کار برای توسعه این زبان هستند و از طرف دیگر می‌توانید مطمئن باشید که همواره کتابخانه‌ها و ابزارهای مختلف دیگری وجود دارند که به‌‌رایگان در ‌اختیارتان قرار گرفته است و امکان کدنویسی پیشرفته در حوزه‌های مختلف را برای شما فراهم خواهد کرد.

«تصویر what-is-Python1.jpg.webp»

بازار کار پایتون در ایران و دنیا چگونه است؟

در حال حاضر که هوش مصنوعی مولد (Generative AI) و مدل‌های زبانی بزرگ (LLMs) به بلوغ رسیده‌اند، پایتون چه در داخل و چه خارج از ایران، در این حوزه بی‌رقیب است. تقاضا برای این زبان، از توسعه وب به سمت مهندسی هوش مصنوعی و MLOps تغییر جهت داده‌است. اگرچه ابزارهای کدنویسی خودکار بخشی از کارهای سطح پایین را حذف کرده‌اند؛ اما نیاز به متخصصانی که توانایی معماری سیستم‌های مقیاس‌پذیر و تحلیل داده‌های پیچیده را داشته باشند، باعث شده که حقوق توسعه‌دهندگان ارشد پایتون در اروپا و آمریکای شمالی همچنان در صدر جداول درآمدی باقی بماند.
در اکوسیستم استارتاپی ایران، فریم‌ورک Django و DRF استاندارد اصلی توسعه سمت سرور (Back-end) است. از طرف دیگر، بازار فریلنسری برای ساخت ربات‌های تلگرام، ابزارهای معامله‌گری رمزارز و اتوماسیون اداری بسیار داغ است. نکته مهم این که یادگیری این زبان به یکی از اصلی‌ترین مسیرها برای مهاجرت کاری یا گرفتن پروژه‌های دورکاری (Remote) خارجی تبدیل شده‌است. بنابراین رقابت در سطح جونیور بالا است؛ اما متخصصانی که مهارت‌های ابری و DevOps را چاشنی دانش پایتونی خود کرده‌اند، امنیت شغلی بسیار بالایی دارند.

هفت نکته مفید برای استفاده بهتر از پایتون

هفت نکته‌ای که در ‌ادامه این مطلب از بلاگ پارس‌پک به آن‌ها اشاره می‌کنیم، به شما کمک خواهد کرد تا بیشترین بهره را از زبان پایتون ببرید.

۱. از تورفتگی‌های مناسب استفاده کنید

پایتون درباره تورفتگی‌هایی که در کدهای خود استفاده می‌کنید، بسیار حساس است. تمام خطوط کدی که نیاز است تا با یکدیگر اجرا شوند، باید به یک اندازه تو‌رفتگی داشته باشند؛ در‌ غیر ‌این صورت پایتون به شما گزارش خطا خواهد داد.

۲. کولون را فراموش نکنید

یکی دیگر از نکات مهم سینتکس در پایتون، استفاده از کولون است. فراموش نکنید که بعد از حلقه for یا دستور شرطی if، حتماً باید در انتهای خط یک دو‌نقطه قرار دهید؛ وگرنه با Syntax Error مواجه خواهید شد.

۳. قواعد نام‌گذاری متغیرها را جدی بگیرید

این موضوع ممکن است امری بدیهی باشد؛ اما توجه به آن می‌تواند خوانایی کدهای شما را برای افراد دیگر یا حتی خودتان بسیار بیشتر کند. به استفاده از حروف کوچک و زیرخط (_) در نام‌گذاری متغیرها پایبند باشید و سعی کنید نام متغیر، دقیقاً به کاربردش در کد اشاره کند.

۴. تابع داخلی help را به‌کار بگیرید

پایتون توابع و روش‌های زیادی دارد و احتمالاً به‌خاطر‌سپردن همه آن‌ها کاری بسیار سخت باشد. هر وقت فراموش کردید که تابعی خاص چطور کار می‌کند یا چه آرگومان‌هایی را به‌عنوان ورودی می‌گیرد، تنها کاری که باید انجام دهید، این است که از help (function_name) در شل پایتون خود استفاده کنید.

۵. اهمیت استفاده از کتابخانه‌های استاندارد

کتابخانه استاندارد مجموعه‌ای از ماژول‌هاست که با نصب آخرین نسخه پایتون، روی سیستم شما گنجانده خواهد شد. این ماژول‌ها قابلیت‌های زیادی ارائه می‌کنند و اتفاقاً این احتمال وجود دارد که هر کاری که به انجامش نیاز دارید، قبلاً در کتابخانه استاندارد پیاده‌سازی شده باشد.

۶. در جامعه توسعه‌دهندگان پایتون قرار بگیرید

راه‌های زیادی وجود دارد که با استفاده از آن می‌توانید به جامعه توسعه‌دهندگان پایتون بپیوندید. به‌‎عنوان مثال، اگر به باگی برخورد کردید آن را گزارش کنید یا به توسعه فیچرهای جدید از‌طریق درخواست Pull در گیت هاب کمک کنید یا به سؤالات مطرح‌شده در Stack Overflow جواب مناسب دهید.

۷. هاست پایتون

پایتون ابزاری قدرتمند برای توسعه هوش مصنوعی، علم داده و برنامه‌های تحت وب است. اما اجرای پردازش‌های سنگین و تحلیل کلان‌داده‌ها اغلب فراتر از توان رایانه‌های شخصی (PC) است. راه حل این چالش پایتون چیست؟ خرید هاست پایتون با ارائه منابع سخت‌افزاری قدرتمند و مقیاس‌پذیر (مانند CPU و RAM بالا) که این گلوگاه فنی را از میان برمی‌دارد. به‌این‌ترتیب توسعه‌دهندگان می‌توانند بدون نگرانی از محدودیت‌های سیستم خود، پروژه‌های پیچیده را با حداکثر کارایی پردازش کنند.

بهترین فریم‌ورک پایتون چیست؟

فریم‌ورک‌های این زبان مجموعه‌ای از ابزارها و کدهای آماده هستند. مجموعه‌هایی که با مدیریت بخش‌های تکراری و پیچیده فنی، مسیر توسعه نرم‌افزارها (از وب‌سایت‌ها تا هوش مصنوعی) را سریع‌تر و استاندارد می‌کنند. بهترین فریم‌ورک‌های پایتون در حال حاضر Django، Django REST Framework، FastAPI و Flask است.

PEP یا راهکارهایی برای بهبود کدنویسی در پایتون

یکی از ویژگی‌های تمایز پایتون بر دیگر زبان‌های برنامه‌نویسی، ویژگی PEP یا Python Enhancement Proposals است. این ویژگی که ترجمه لغوی آن «پیشنهادهایی برای بهبود پایتون» است، اسنادی است که هم تغییرات پیشنهادی در زبان برنامه‌نویسی را توصیف و هم مکانیزمی را برای اظهار نظر جامعه توسعه‌دهندگان درباره آن پیشنهاد فراهم می‌کند.
هر‌یک از اعضای جامعه توسعه‌دهندگان پایتون این امکان را دارند که یک PEP را پیشنهاد دهند. این پیشنهاد سپس در فرایند بحث و پذیرش و اصلاح قرار خواهد گرفت و تصمیم نهایی در این زمینه را توسعه‌دهندگان اصلی Python اتخاذ خواهند کرد.
این فرایند به‌خوبی تضمین خواهد کرد که تمامی ویژگی‌ها و فیچرهای اضافه‌شده به این زبان برنامه‌نویسی، قبل از گنجانده‌شدن در کد اصلی، به‌خوبی آزمایش شده‌‎است و طیف وسیعی از این جامعه آن را پذیرفته‌اند.

ذن (Zen) پایتون

Zen پایتون نیز یکی از مفاهیم جذاب این زبان برنامه‌نویسی است. ذن ۲۰ اصل برنامه‌نویسی در پایتون را مشخص می‌کند که به‌عنوان قواعد برنامه‌نویسی در این زبان تلقی می‌شوند. آنچه ذن روی آن تمرکز دارد، زیبایی و سادگی و صراحت در کدنویسی است:

• Beautiful is better than ugly.
• Explicit is better than implicit.
• Simple is better than complex.
• Complex is better than complicated.
• Flat is better than nested.
• Sparse is better than dense.
• Readability counts.
• Special cases aren’t special enough to break the rules.
• Although practicality beats purity.
• Errors should never pass silently.
• Unless explicitly silenced.
• In the face of ambiguity, refuse the temptation to guess.
• There should be one–and preferably only one –obvious way to do it.
• Although that way may not be obvious at first unless you’re Dutch.
• Now is better than never.
• Although never is often better than *right* now.
• If the implementation is hard to explain, it’s a bad idea.
• If the implementation is easy to explain, it may be a good idea.
• Namespaces are one honking great idea – let’s do more of those!

جمع‌بندی

در این راهنما با ماهیت و نقاط قوت زبان برنامه‌نویسی پایتون آشنا شدید. همچنین دیدید که چگونه می‌توان با تکیه بر مزایا و آگاهی از معایب این زبان و انتخاب یک هاست مناسب، بر محدودیت‌های سخت‌افزاری غلبه کرد و پروژه‌هایی کارآمد ساخت. با توجه به جایگاه بی‌رقیب پایتون در انقلاب هوش مصنوعی و علم داده، یادگیری این زبان یک سرمایه‌گذاری بلندمدت و کارآمد برای آینده شغلی شما است. چراکه نبض تکنولوژی در دهه‌های پیش‌رو، با کدهای پایتون خواهد زد.

سؤالات متداول

زبان برنامه‌نویسی پایتون چه کاربردهایی دارد؟

زبان برنامه‌نویسی پایتون در زمینه‌های مختلف، از توسعه وب گرفته تا هوش مصنوعی، تحلیل داده، آزمایش نرم‌افزارها و… کاربردی است.

آیا پایتون منبع‌باز است؟

بله، پایتون از‌جمله زبان‌های برنامه‌نویسی است که به‌صورت منبع‌باز طراحی شده‌است.

آیا پایتون مورد نیاز بازار کار است؟

بله، با‌توجه‌به اینکه پایتون زبانی کاملاً قدرتمند در بسیاری از زمینه‌هاست، با تسلط بر آن می‌توانید به بازار کار وارد شوید.

آیا یادگیری پایتون آسان است؟

بله، پایتون زبانی سطح‌بالا است؛ به‌همین‌دلیل، کدهای آن به زبان انسان بسیار نزدیک است. علاوه‌براین، خصوصیات دیگری مانند کوتاه‌بودن خطوط کد، باعث شده یادگیری این زبان ساده باشد.

شبکه پایتون چیست؟

شبکه در پایتون شامل کتابخانه‌هایی است برای ایجاد ارتباط بین سیستم‌ها، مدیریت پروتکل‌ها و خودکارسازی سرورها که امکان توسعه ابزارهای اینترنتی و تست نفوذ را با کمترین کد میسر می‌کند.