پایتون چیست؟ معرفی کامل محبوب‌ترین زبان برنامه‌نویسی جهان

کدهای ساده و راحت پایتون برای مبتدیان مناسب است و مجموعه بزرگ کتابخانه‌های آن به شما امکان می‌دهد تا به سرعت برنامه‌های قدرتمند ایجاد کنید. به طور خلاصه، پایتون یک زبان محبوب و کاربرپسند است که به توسعه‌دهندگان کمک می‌کند تا نرم‌افزار ایجاد کنند، داده‌ها را تجزیه و تحلیل کنند و برنامه بسازند.

پایتون چیست و چرا محبوب است

پایتون یک زبان برنامه‌نویسی سطح بالا و تفسیر شده است که در سه دهه اخیر محبوب شد. پایتون که توسط Guido van Rossum توسعه یافته و اولین بار در سال ۱۹۹۱ منتشر شد و از همان ابتدا بر خوانایی کد و سادگی متمرکز بود. کدهای تمیز و قابل درک این زبان آن را در بین برنامه نویسان مبتدی و باتجربه محبوب کرده است.
یکی از دلایل اصلی پذیرش گسترده پایتون، سهولت استفاده از آن است. خوانایی این زبان به توسعه‌دهندگان این امکان را می‌دهد که کد را با کارایی بیشتری بنویسند و زمان و تلاش لازم برای ایجاد و نگهداری برنامه‌های کاربردی پیچیده را کاهش می‌دهد.
پایتون به دلیل تطبیق‌پذیری برای اجرا روی پلتفرم‌های مختلف از جمله سیستم‌های ویندوز، macOS، لینوکس و یونیکس قابل استفاده است. این سازگاری بین پلتفرمی به توسعه‌دهندگان این امکان را می‌دهد که یک بار کد بنویسند و آن را در چندین محیط مستقر کنند و زمان توسعه و پیچیدگی را به میزان قابل توجهی کاهش دهند.
زبان برنامه‌نویسی پایتون همچنین دارای یک کتابخانه استاندارد گسترده است که اغلب به عنوان فلسفه ” شامل باتری” نامیده می‌شود. اصطلاحا یعنی این محصول با تمام قطعات ممکن مورد نیاز برای استفاده کامل همراه است.
این کتابخانه شامل طیف گسترده‌ای از ماژول‌ها و بسته‌ها است که عملکرد داخلی را برای کار‌هایی مانند مدیریت فایل، سرویس‌های وب و دستکاری داده‌ها فراهم می‌کند. این ابزار از پیش ساخته شده به توسعه‌دهندگان کمک می‌کند تا کار خود را ساده کرده و بر جنبه‌های منحصر به فرد پروژه‌های خود تمرکز کنند.
یکی دیگر از عواملی که به محبوبیت پایتون کمک می‌کند، جامعه کاربران فعال آن است. توسعه‌دهندگان و کاربران در سراسر جهان به طور پیوسته به توسعه زبان کمک می‌کنند و اکوسیستم وسیعی از منابع، کتابخانه‌ها و چارچوب‌ها را ایجاد می‌کنند. ماهیت منبع باز این زبان تضمین می‌کند که پایتون به تکامل و سازگاری با نیاز‌های در حال تغییر دنیای برنامه‌نویسی ادامه می‌دهد.
زبان برنامه‌نویسی پایتون خود را به عنوان یک زبان قدرتمند و همه کاره تثبیت کرده است که نیاز‌های صنایع مختلف و توسعه‌دهندگان را برآورده می‌کند. خوانایی، کتابخانه استاندارد گسترده و پشتیبانی قوی جامعه، آن را به انتخابی برتر برای طیف گسترده‌ای از برنامه‌ها، از توسعه وب و علم داده گرفته تا اتوماسیون و توسعه بازی تبدیل کرده است. از آنجایی که پایتون به رشد و تکامل خود ادامه می‌دهد، برای توسعه‌دهندگان ضروری است که از آخرین روند‌ها و پیشرفت‌های این زبان برنامه‌نویسی پویا به روز بمانند.

شروع کار با پایتون

شروع سفر برنامه‌نویسی پایتون ممکن است در ابتدا ترسناک به نظر برسد، اما با راهنمایی و منابع مناسب، حتی مبتدیان نیز می‌توانند به سرعت مهارت پیدا کنند. در این بخش، راهنمای جامعی در مورد شروع کار با پایتون ارائه خواهیم.

نصب پایتون

قبل از شروع نوشتن کد پایتون، ابتدا باید مفسر پایتون را روی رایانه خود نصب کنید. برای دانلود آخرین نسخه پایتون، به وب سایت رسمی پایتون مراجعه کنید و دستورالعمل‌های مربوط به سیستم عامل خود را دنبال کنید. در طول فرآیند نصب، مطمئن شوید که کادر اضافه کردن پایتون به مسیر سیستم خود را علامت بزنید، زیرا این کار اجرای اسکریپت‌های پایتون را از خط فرمان ساده می‌کند.

IDE‌های برنامه‌نویسی پایتون و ویرایشگر‌های کد

برای نوشتن و ویرایش کد پایتون، انتخاب یک محیط توسعه یکپارچه (IDE) یا ویرایشگر کد که با نیاز‌های شما مطابقت داشته باشد، ضروری است. یک IDE یا ویرایشگر خوب می‌تواند تجربه برنامه‌نویسی شما را با ویژگی‌هایی مانند دستورها، تکمیل خودکار و ابزار‌های اشکال‌زدایی بهبود بخشد. برخی از گزینه‌های محبوب برای برنامه‌نویسی پایتون عبارتند از:
ویژوال استودیو: یک ویرایشگر قدرتمند و بسیار قابل تنظیم با پشتیبانی عالی از پایتون از طریق برنامه‌های افزودنی.
PyCharm: یک IDE غنی از ویژگی‌ها که به طور خاص برای توسعه پایتون طراحی شده است و تجزیه و تحلیل کد پیشرفته، اشکال زدایی و ادغام با کتابخانه‌های محبوب پایتون را ارائه می‌دهد.
Jupyter Notebook: یک پلتفرم مبتنی بر وب تعاملی برای ایجاد و به اشتراک‌گذاری کد‌های زنده پایتون، تجسم‌ها و متن نشانه‌گذاری، ایده‌آل برای پروژه‌های علم داده و یادگیری ماشین.

مفاهیم پایه برنامه‌نویسی پایتون

هنگامی که پایتون را نصب کردید و یک ویرایشگر IDE یا ویرایشگر کد را انتخاب کردید، زمان آن فرا رسیده است که با کدهای پایتون و مفاهیم اولیه برنامه‌نویسی آشنا شوید. چند نکته ضروری برای شروع وجود دارد:
متغیر‌ها و انواع داده‌ها: یاد بگیرید که چگونه متغیر‌ها را اعلام کنید و با انواع داده‌های رایج مانند رشته‌ها، اعداد صحیح، شناور‌ها، لیست‌ها، دیکشنری‌ها و تاپل‌ها کار کنید.
ساختار‌های کنترل: نحوه استفاده از دستورات شرطی (if، elif، else) و حلقه‌ها (for، while) را برای کنترل برنامه خود بدانید.
توابع: نحوه ایجاد بلوک‌های کد قابل استفاده مجدد با توابع و درک مفهوم محدوده را پیدا کنید.
ماژول‌ها و بسته‌ها: با نحوه سازماندهی کد خود با استفاده از ماژول‌ها و بسته‌ها و نحوه وارد کردن و استفاده از کتابخانه‌های داخلی و شخص ثالث آشنا شوید.

منابع آنلاین فارسی و رایگان برای یادگیری پایتون

همانطور که سفر برنامه‌نویسی پایتون خود را شروع می‌کنید، دسترسی به منابع یادگیری بسیار مهم است. آموزش‌ها، دوره‌ها و مستندات متعددی به صورت آنلاین در دسترس هستند تا به شما در تسلط بر پایتون کمک کنند.
آموزش‌های رایگان و ویدیویی فارسی:

آموزش پایتون فرادرس

آموزش نیمه‌رایگان پایتون مقدماتی جادی در مکتب‌خانه

دوره یادگیری صفر تا صد پایتون از دانشجویار

آموزش پایتون از تاپ لرن

آموزش پایتون از مقدماتی تا پیشرفته از کدیاد

منابع مورد نیاز برای برنامه‌نویسان پایتون

Python.org: وب‌سایت رسمی پایتون، حاوی اسناد، بارگیری‌ها و اخبار مربوط به این زبان.
Real Python: طیف گسترده ای از آموزش ها، مقالات و دوره های ویدیویی پایتون را برای توسعه دهندگان مبتدی و متوسط ارائه می دهد.
Codecademy: یک پلت فرم آنلاین تعاملی که دوره های پایتون را برای مبتدیان ارائه می دهد.
Stack Overflow: یک پلتفرم پرسش و پاسخ محبوب که در آن توسعه دهندگان پایتون می توانند سوال بپرسند و راه حل هایی برای مشکلات رایج برنامه نویسی بیابند.
GitHub: پلتفرمی برای به اشتراک گذاری و همکاری در پروژه های پایتون، که دارای تعداد زیادی کتابخانه و مخازن منبع باز است.
PyPI: فهرست بسته پایتون، مخزنی از بسته‌های نرم‌افزاری که توسط جامعه پایتون توسعه و نگهداری می‌شود.
Python Discord: یک انجمن بزرگ و فعال در Discord که در آن توسعه دهندگان پایتون می توانند در مورد برنامه نویسی بحث کنند، پروژه ها را به اشتراک بگذارند و کمک بخواهند.
Jupyter: پلتفرمی است که یک محیط تعاملی برای ایجاد و اشتراک‌گذاری کدهای پایتون زنده، تجسم‌ها و متن نشانه‌گذاری فراهم می‌کند که به طور گسترده در علم داده و یادگیری ماشین استفاده می‌شود.
پروژه اویلر: مجموعه ای از مسائل چالش برانگیز برنامه نویسی مرتبط با ریاضی که می توان با استفاده از پایتون برای بهبود مهارت های حل مسئله حل کرد.
LeetCode: پلتفرمی که مجموعه‌ای از چالش‌ها و مسابقات کدنویسی را ارائه می‌کند، از جمله مشکلات اختصاصی پایتون برای تقویت مهارت‌های کدنویسی شما.

پایتون در مقابل سایر زبان‌های برنامه‌نویسی

پایتون در مقابل جاوا

پایتون سینتکس ساده‌تری دارد که یادگیری و نوشتن سریع کد را آسان‌تر می‌کند.
جاوا به طور کلی در اجرا سریع‌تر است اما دستورات طولانی‌تری دارد.
پایتون برای علم داده، هوش مصنوعی و اسکریپت‌نویسی محبوب است، در حالی که جاوا به طور گسترده در برنامه‌های کاربردی سازمانی و توسعه برنامه‌های اندروید استفاده می‌شود.

پایتون در مقابل جاوا اسکریپت

پایتون در درجه اول یک زبان بک‌اند backend است، در حالی که جاوا اسکریپت زبان اصلی برای توسعه وب و فرانت‌اند است.
هر دو زبان دارای دستورات خوانا هستند، اما پایتون بر خوانایی بیشتر تأکید دارد.
پایتون دارای کتابخانه‌های گسترده‌ای برای علم داده و هوش مصنوعی است، در حالی که جاوا اسکریپت در توسعه وب برتر است و چارچوب‌های متعددی برای ساخت برنامه‌های کاربردی وب دارد.

پایتون در مقابل C++

سینتکس پایتون در مقایسه با C++ بسیار ساده‌تر و خواناتر است.
C++ در اجرا سریع‌تر است و کنترل سطح پایینی را ارائه می‌دهد که آن را برای برنامه‌نویسی سیستم و برنامه‌های کاربردی با کارایی بالا مناسب می‌کند.
پایتون برای اسکریپت‌نویسی، علوم داده و توسعه وب محبوب است، در حالی که C++ در توسعه بازی، سیستم‌های تعبیه‌شده و محاسبات با کارایی بالا استفاده می‌شود.

پایتون در مقابل روبی

هم پایتون و هم روبی سینتکس تمیز و خوانا دارند، اما سینتکس پایتون سخت‌تر است و بر خوانایی تأکید دارد.
Ruby عمدتاً برای چارچوب توسعه وب شناخته می‌شود، در حالی که پایتون دارای طیف گسترده‌تری از برنامه‌ها از جمله علم داده، هوش مصنوعی و اتوماسیون است.
پایتون عموماً دارای جامعه بزرگ‌تر و پشتیبانی کتابخانه گسترده‌تری در مقایسه با Ruby است.

پایتون در مقابل PHP

پایتون یک زبان همه منظوره با برنامه‌های کاربردی در حوزه‌های مختلف است، در حالی که PHP در درجه اول برای توسعه وب سمت سرور استفاده می‌شود.
پایتون در مقایسه با پی‌اچ‌پی، سینتکس تمیزتر و سازگارتری دارد.
هر دو زبان چارچوب‌های توسعه وب قوی دارند، اما کتابخانه‌های گسترده پایتون آن را در زمینه‌هایی مانند علم داده و هوش مصنوعی تطبیق پذیرتر می‌کند.

ویژگی‌ها و مزایای اصلی پایتون

برنامه‌نویسی پایتون به دلیل ترکیبی از ویژگی‌ها و مزایای اصلی که آن را به زبانی قدرتمند و قابل دسترس برای توسعه‌دهندگان در تمام سطوح تجربه تبدیل می‌کند، به شهرت رسیده است. در این بخش، به جنبه‌های کلیدی که پایتون را از سایر زبان‌های برنامه‌نویسی متمایز می‌کند، می‌پردازیم و مزایایی را که در زمینه‌های برنامه‌نویسی مختلف ارائه می‌دهند، بررسی می‌کنیم.

خوانایی و سادگی

کدهای پایتون به گونه‌ای طراحی شده است که به راحتی قابل خواندن و درک باشد و بر سادگی و به حداقل رساندن پیچیدگی کد تأکید دارد. یک مطالعه نشان داد که خوانایی پایتون به طور قابل توجهی بار یادگیری را برای برنامه‌نویسان تازه‌کار کاهش می‌دهد و به آن‌ها اجازه می‌دهد بر حل مسأله و درک مفهوم تمرکز کنند. این نحوه خواندن به توسعه‌دهندگان باتجربه هم سود می‌رساند، زیرا درک و تغییر کد نوشته شده توسط دیگران آسان‌تر است.

تطبیق‌پذیری و سازگاری بین پلتفرم

برنامه‌نویسی پایتون به دلیل تطبیق‌پذیری با برنامه‌های کاربردی در حوزه‌های مختلف مانند توسعه وب، تجزیه و تحلیل داده‌ها، یادگیری ماشین و غیره مشهور است. سازگاری بین پلتفرمی، کد پایتون را قادر می‌سازد تا به طور یکپارچه روی سیستم‌عامل‌های مختلف از جمله ویندوز، macOS، لینوکس و یونیکس اجرا شود. این انعطاف‌پذیری به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد تا راه‌حل‌هایی را برای محیط‌های متنوع بدون نیاز به سازگاری‌های گسترده برای پلتفرم خاص ایجاد کنند.

کتابخانه استاندارد گسترده

کتابخانه استاندارد جامع پایتون یکی از قابل توجه‌ترین ویژگی‌های آن است که ماژول‌ها و بسته‌های داخلی را برای طیف گسترده‌ای از وظایف ارائه می‌دهد. این رویکرد جامع و کامل، نیاز به منابع خارجی را کاهش می‌دهد و به توسعه‌دهندگان کمک می‌کند تا برنامه‌ها را با کارایی بیشتری بسازند. بسته پایتون (PyPI) قابلیت‌های این زبان را بیشتر گسترش می‌دهد و بیش از ۲۰۰ هزار مجموعه را برای مقاصد مختلف مانند توسعه دادن وب، پردازش تصویر و پردازش زبان طبیعی میزبانی می‌کند.

حمایت قوی جامعه

جامعه برنامه‌نویسی پایتون یک نیروی محرکه اصلی در موفقیت این زبان است که دارای شبکه گسترده و متنوعی از توسعه‌دهندگان است که فعالانه در توسعه و رشد آن مشارکت دارند. این پشتیبانی قوی جامعه تضمین می‌کند که پایتون با آخرین روند‌ها و پیشرفت‌های فناوری به‌روز می‌ماند. پایگاه دانش گسترده‌ای که از طریق انجمن‌ها، دوره‌های آنلاین، آموزش‌ها و پست‌های وبلاگ در دسترس است، به توسعه‌دهندگان این امکان را می‌دهد تا مهارت‌های پایتون خود را به طور مداوم یاد بگیرند و بهبود بخشند.

منبع باز

پایتون یک زبان منبع باز است، به این معنی که کد منبع آن به صورت رایگان در دسترس است. این رویکرد منبع باز باعث تقویت همکاری، نوآوری و توسعه سریع می‌شود و تضمین می‌کند که پایتون در خط مقدم زبان‌های برنامه‌نویسی باقی بماند. علاوه بر این، مدل منبع باز راه حل‌های مقرون به صرفه‌ای را برای مشاغل و افراد ارائه می‌دهد، زیرا هیچ هزینه مجوزی برای استفاده از پایتون وجود ندارد.

این ویژگی‌ها و امتیازات، جایگاه پایتون را به عنوان یک زبان برنامه‌نویسی قدرتمند و کاربر پسند تثبیت کرده است. خوانایی و سادگی آن، همراه با تطبیق‌پذیری و کتابخانه استاندارد گسترده، پایتون را به گزینه‌ای ایده‌آل برای توسعه‌دهندگان در صنایع مختلف تبدیل کرده است. پشتیبانی قوی جامعه و ماهیت منبع باز تضمین می‌کند که پایتون به تکامل، انطباق و مرتبط ماندن در یک چشم انداز تکنولوژیکی در حال تغییر ادامه می‌دهد. با استفاده از نقاط قوت برنامه‌نویسی پایتون، توسعه‌دهندگان می‌توانند راه حل‌های خلاقانه و کارآمدی برای مقابله با چالش‌های پیچیده در بسیاری از دامنه‌ها ایجاد کنند.

کاربرد‌های رایج پایتون

برنامه‌نویسی پایتون به دلیل تطبیق‌پذیری، سهولت استفاده و اکوسیستم قوی، به گزینه‌ای برای توسعه‌دهندگان در طیف گسترده‌ای از صنایع تبدیل شده است. در این بخش، رایج‌ترین برنامه‌های کاربردی پایتون را بررسی و ابزار‌ها و چارچوب‌هایی را که آن را برای این کار‌ها مناسب می‌کنند، معرفی می‌کنیم.

توسعه وب

پایتون یک انتخاب عالی برای توسعه وب است و از چارچوب‌های قدرتمندی مانند جنگو و فلاسک برای ساده کردن ساخت برنامه‌های وب استفاده می‌کند. جنگو، یک چارچوب وب سطح بالا، با توسعه سریع و طراحی تمیز و عملی است و توسعه‌دهندگان را قادر می‌سازد تا برنامه‌های وب مقیاس‌پذیر و ایمن را به راحتی ایجاد کنند. از سوی دیگر، Flask یک ریز چارچوب است که انعطاف‌پذیری و ماژولار بودن را فراهم می‌کند. هر دو چارچوب دارای اسناد گسترده و پشتیبانی جامع هستند که تجربه توسعه راحت را تضمین می‌کند.

علم داده و یادگیری ماشین

برنامه‌نویسی پایتون به دلیل اکوسیستم گسترده‌ای از کتابخانه‌ها و ابزار‌های طراحی شده، مترادف با علم داده و یادگیری ماشین شده است. کتابخانه‌هایی مانند NumPy، پاندا‌ها و SciPy قابلیت‌های استفاده و تجزیه و تحلیل کارآمد داده‌ها را فراهم و کار با مجموعه داده‌های بزرگ را ساده می‌کنند.
برای یادگیری ماشین، پایتون کتابخانه‌های قدرتمندی مانند TensorFlow، Keras و scikit-learn را ارائه می‌دهد که اجرای الگوریتم‌های پیچیده را ساده می‌کند و توسعه‌دهندگان را قادر می‌سازد تا مدل‌های پیش‌بینی را با سهولت نسبی بسازند. یک مطالعه منتشر شده در مجله Big Data نشان می‌دهد که پایتون به دلیل سادگی، پشتیبانی گسترده از کتابخانه و پشتیبانی قوی جامعه، پرکاربردترین زبان برای علم داده است.

اتوماسیون و اسکریپت‌نویسی

برنامه‌نویسی پایتون در حوزه اتوماسیون و اسکریپت‌نویسی برتری دارد، زیرا سینتکس آسان برای یادگیری و کتابخانه استاندارد گسترده آن را به گزینه‌ای ایده‌آل برای خودکارسازی کار‌های تکراری تبدیل می‌کند.
سازگاری بین پلتفرم‌ها در پایتون تضمین می‌کند که اسکریپت‌ها می‌توانند به راحتی در سیستم عامل‌های مختلف بدون تغییرات گسترده اجرا شوند. توسعه‌دهندگان می‌توانند از پایتون برای خودکارسازی وظایفی مانند تغییرات تکراری فایل، کاربردهای تحت وب و پردازش داده‌ها استفاده کنند که به طور قابل توجهی بهره وری را بهبود می‌بخشد و احتمال خطای انسانی را کاهش می‌دهد.

توسعه بازی

پایتون همچنین جایگاه خود را در دنیای توسعه بازی پیدا کرده است، با کتابخانه‌هایی مانند Pygame که چارچوبی برای ایجاد بازی‌های ویدیویی و برنامه‌های چند رسانه‌ای ارائه می‌دهند. Pygame یک رابط کاربری ساده و شهودی برای ساخت بازی‌ها ارائه می‌کند و آن را برای توسعه‌دهندگان با سطوح مختلف تجربه در دسترس قرار می‌دهد. اگرچه ممکن است پایتون اولین انتخاب برای توسعه بازی‌های AAA با منابع فشرده نباشد، اما برای بازی‌های مستقل، پروژه‌های آموزشی و نمونه‌سازی سریع مناسب است.

توسعه اپلیکیشن دسکتاپ

برنامه‌نویسی پایتون یک گزینه مناسب برای توسعه برنامه‌های کاربردی دسکتاپ است، با کتابخانه‌هایی مانند PyQt و Tkinter که ابزار‌های لازم برای ایجاد رابط‌های گرافیکی کاربر (GUI) را ارائه می‌دهند.
PyQt، مجموعه‌ای از اتصالات پایتون برای چارچوب برنامه Qt، طیف گسترده‌ای از ویژگی‌ها و ظاهر و کاربردهای بومی را برای برنامه‌ها ارائه می‌دهد. Tkinter، کتابخانه رابط کاربری گرافیکی داخلی پایتون، رویکردی سبک و ساده برای توسعه اپلیکیشن دسکتاپ ارائه می‌کند و استفاده از آن را برای پروژه‌های کوچک و توسعه‌دهندگان مبتدی مناسب می‌سازد.

برخی از کاربردهای پایتون:

• توسعه وب
• تجزیه و تحلیل و تجسم داده‌ها
• یادگیری ماشینی و هوش مصنوعی
• اتوماسیون و اسکریپت‌نویسی
• توسعه بازی
• توسعه اپلیکیشن دسکتاپ
• برنامه‌نویسی شبکه
• امنیت سایبری و تست نفوذ
• توسعه اینترنت اشیا (IoT).
• توسعه بلاک چین و ارز‌های دیجیتال
• اهداف آموزشی و آموزشی
• محاسبات علمی و تحقیق
• پردازش زبان طبیعی و تجزیه و تحلیل متن
• پردازش تصویر و ویدئو
• اسکرپینگ وب و داده کاوی
• و غیره