زبان برنامه نویسی پایتون چیست؟

پایتون (Python) یک زبان برنامه‌نویسی شی‌گرا (Object-Oriented) و سطح بالا (High-Level) با معناشناسی (Semantic) پویای یکپارچه شده برای وب و ساخت و توسعه نرم‌افزارهای کاربردی (Application software) است. این زبان برنامه ‌نویسی در زمینه توسعه سریع نرم افزارهای کاربردی (Rapid Application Development) دارای جذابیت بالایی محسوب می‌شود زیرا دارای انواع پویا (Dynamic Types)  و انقیاد دهنده پویا (Dynamic Binding) است.

پایتون یک زبان برنامه نویسی شیءگرا، تفسیری، سطح بالا و همه منظوره است، که خیدو فان روسوم آن را طراحی کرده‌ است و اولین بار در سال ۱۹۹۱ منتشر شده‌است. فلسفه اصلی طراحی پایتون خوانایی بالای کد است و نویسه‌های فاصله خالی در آن معنادار هستند و مکرر استفاده می‌شوند. ساختار زبانی و دیدگاه شیءگرا در پایتون به گونه‌ای طراحی شده‌است که به برنامه‌نویس امکان نوشتن کد منطقی و واضح (بدون ابهام) را برای پروژه‌های کوچک و بزرگ می‌دهد.

در پایتون مدل‌های مختلف برنامه ‌نویسی (از جمله شی‌گرا و برنامه‌نویسی دستوری و تابع محور) را پشتیبانی می‌شود و برای مشخص کردن نوع متغیرها از یک سامانهٔ پویا استفاده می‌شود.

این زبان از زبان‌های برنامه‌نویسی مفسر بوده و به صورت کامل یک زبان شیءگرا است که در ویژگی‌ها با زبان‌های تفسیری پرل، روبی، اسکیم، اسمال‌تاک و تی‌سی‌ال مشابهت دارد و از مدیریت خودکار حافظه استفاده می‌کند.

پایتون، زبان برنامه‌نویسی نسبتا ساده‌ای محسوب می‌شود که یادگیری آن به دلیل دارا بودن نحو یکتایی که بر قابلیت خوانایی تمرکز و تاکید دارد آسان است. خواندن و ترجمه کدهای نوشته شده به زبان برنامه نویسی پایتون نسبت به دیگر زبان‌ها برای توسعه‌دهندگان (Developers) ساده‌تر محسوب می‌شود. این موضوع به نوبه خود هزینه‌های نگهداری و توسعه برنامه‌های نوشته شده به این زبان را کاهش می‌دهد زیرا امکان همکاری تیم‌ها بدون مواجهه با موانع زبانی و وجود تجربیات کاری متفاوت در میان اعضای تیم را به دست می‌دهد.

علاوه بر این، زبان برنامه نویسی پایتون از ماژول‌ها (modules) و بسته‌ها (packages) استفاده می‌کند، بدین معنا که برنامه‌های این زبان قابل طراحی به سبک ماژولار (modular) هستند و کدهای نوشته شده در یک پروژه در پروژه‌های گوناگون دیگر نیز قابل استفاده مجدد محسوب می‌شوند. هنگامی که کاربری ماژول یا بسته مورد نیاز خود را توسعه داد، خودش یا دیگر علاقمندان (در صورتی که کد در اختیار عموم قرار بگیرد) می‌توانند آن را برای استفاده در دیگر پروژه‌ها گسترش دهند. ایمپورت (Import) و اکسپورت (Export) کردن این ماژول‌ها نیز کار آسانی است.

زبان پایتون ۲ رسماً از سال ۲۰۲۰ دیگر پشتیبانی نمی‌شود و پایتون ۲٫۷٫۱۸ آخرین نسخهٔ پایتون ۲٫۷ و همچنین پایتون ۲ است و ازاین به بعد دیگر هیچ وصله امنیتی ای یا بهبود دیگری در این نسخه داده نخواهد شد. با پایان پشتیبانی از پایتون ۲ فقط پایتون ۳ نسخه‌های بعدی آن پشتیبانی خواهند شد.

ویژگی‌های پایتون

زبان برنامه نویسی پایتون را اغلب می‌توان با زبان پِرل (Perl)، روبی (Ruby)، پی‌اچ‌پی (PHP) و جاوا (Java) مقایسه کرد. این موضوع به دلیل قدرت فوق‌العاده پایتون به عنوان یک زبان شی‌گرا است. زبان برنامه نویسی پایتون همچنین دارای ویژگی‌های شایان توجهی دیگری است که آن را به زبانی جذاب برای توسعه دهندگان مبدل می‌کند. برخی از این ویژگی‌ها در ادامه بیان شده‌اند.

زبان برنامه نویسی پایتون از نحو ظریفی استفاده می‌کند که موجب می‌شود خوانایی برنامه‌های نوشته شده به این زبان بالا باشد. این امر به آن دلیل به وقوع می‌پیوندد که زبان برنامه نویسی پایتون به جای نزدیک بودن به زبانی که کامپیوترها برای خواندن و تفسیر کد استفاده می‌کنند، یک زبان سطح بالا محسوب می‌شود که به زبان انسان نزدیک است (به گونه‌ای که انسان‌ها کلمات را در زبان انگلیسی می‌نویسند نزدیک است). برای مثال، دستور printآنچه را به آن داده شود – در زمان اجرا – نمایش می‌دهد.
پایتون زبانی ساده و استفاده از آن آسان است، بدین معنا که بالا آوردن برنامه‌ها و اجرای آن‌ها راحت خواهد بود.
زبان برنامه نویسی پایتون با کتابخانه‌های استاندارد پایتون، پشتیبانی قابل توجهی را برای انواع وظایف برنامه نویسی مانند همگام‌سازی (syncing) با مرورگرهای وب، جست‌و‌جو از طریق متن و ویرایش فایل‌ها ارائه می‌کند. در اکثر زبان‌های برنامه‌نویسی دیگر، نیاز به ساخت این محتوا از پایه است.
این زبان دارای یک حالت تعاملی است که تست کردن نرم‌افزار برای تکه‌های کوتاه کد را آسان می‌سازد. حتی یک محیط توسعه یکپارچه نیز برای زبان پایتون و همراه با آن ارائه می‌شود (این ویرایشگر کد به زبان پایتون نوشته شده و همراه با بسته پایتون در سیستم‌عامل ویندوز و مک نصب می‌شود). محیط توسعه، راه‌اندازی را بسیار آسان‌تر و سریع‌تر می‌سازد.
زبان برنامه نویسی پایتون را می‌توان با افزودن ماژول‌های جدید توسعه داد، حتی اگر این ماژول‌ها در زبان های C یا C++ کامپایل شده باشند. بهتر آنکه این ماژول‌ها را می‌توان پس از ساخت به عنوان میان‌بُرها (shortcuts) در پروژه‌های آتی مورد استفاده قرار دارد.
پایتون در یک برنامه کاربردی قابل توکار (Embedding) شدن است. این امر یک رابط قابل برنامه‌نویسی برای کاربران آن نرم‌افزار کاربردی فراهم می‌کند. این ویژگی در شرایطی که کاربر برنامه‌ای برای آموزش کدنویسی می‌سازد و یا در پروژه‌هایی که نیاز به کار با پایتون در ترمینال است بسیار مفید محسوب می‌شود.
زبان برنامه نویسی پایتون با گستره وسیعی از کامپیوترها و سیستم‌های عامل مانند گنو/لینوکس، ویندوز، MacOS، بسیاری از برندهای یونیکس، OS/2 و بسیاری از دیگر گزینه‌ها سازگار است. علاوه بر این، پایتون از رابط مشابهی در کلیه این پلتفرم‌ها استفاده می‌کند و این یعنی جا‌به‌جایی بین آن‌ها برای کاربر آسان خواهد بود.
پایتون واقعا رایگان است زیرا دانلود یا استفاده از آن هیچ هزینه‌ای ندارد و هیچ هزینه پروانه‌ای (licensing fees) برای آن وجود ندارد

نام گذاری پایتون

نام پایتون از گروه کمدین بریتانیایی مانتی پایتون که سازندهٔ پایتون، خیدو فان روسوم، به آن علاقه مند بود، گرفته شده‌است. اشاره به مانتی پایتان در فرهنگ پایتون و کدهای آن به وفور دیده می‌شود. برای مثال در پایتون spam and eggs، به جای فوبار به عنوان متغیرهای فرانحوی به کار می‌رود. در مستندسازی رسمی پایتون نیز به روال‌های مانتی پایتون اشاره می‌شود.         

دلایل محبوبیت پایتون چه هستند؟

1- غول‌های فناوری دنیا این زبان را دوست دارند: گوگل، یوتیوب، فیسبوک، ناسا، دراپ‌ باکس، یاهو، موزیلا ،اینستاگرام و    IBM و ... تنها برخی از نام‌های بزرگ فناوری به شمار می‌آیند که از زبان برنامه نویسی پایتون به طور گسترده برای اهداف گوناگون استفاده می‌کنند و به طور مستمر به دنبال استخدام مهندس‌های پایتون هستند.

گوگل از زبان برنامه نویسی پایتون برای هر کاری از پیاده‌سازی الگوریتم‌های هوش مصنوعی (Artificial Intelligence) گرفته تا موتور اجرای برنامه گوگل (App Engine Cloud) استفاده می‌کند. این در حالیست که ۹۹/۹٪ کد دراپ‌باکس شامل بک‌اند سرور (server backend)، کلاینت دسکتاپ، منطق کنترل‌گر وب‌سایت  (website controller logic)، بَک اند رابط برنامه ‌نویسی کاربردی (API backend) و ابزارهای تحلیلی آن به زبان برنامه نویسی پایتون نوشته شده‌اند.

2- به طور گسترده در یادگیری ماشین مورد استفاده قرار می‌گیرد: با رشد علم داده، محبوبیت زبان برنامه نویسی پایتون به عنوان یک زبان علمی اوج گرفت. کتابخانه‌های یادگیری ماشین (Machine Learning) بسیار زیادی به زبان برنامه نویسی پایتون نوشته شده‌اند. در عین حال، ابزارهای زیادی نیز با فراهم آوردن امکان استفاده از زبان برنامه نویسی پایتون، انجام پروژه‌های یادگیری ماشین را آسان‌تر می‌سازند.

3- مناسب بودن برای مبتدی‌ها: زبان برنامه نویسی پایتون انتخاب خیلی خوبی برای برنامه‌نویس‌های مبتدی محسوب می‌شود زیرا ساده است و نحو انعطاف‌پذیری دارد. با زبان برنامه نویسی پایتون، می‌توان به سرعت و سادگی برنامه‌های قابل استفاده‌ای ساخت. احساس دستاورد داشتن سریع فاکتور بسیار مهمی در یادگیری برنامه‌نویسی است.

4- پایتون می‌تواند تنها زبان مورد نیاز کاربر باشد: از آنجا که پایتون یک زبان برنامه‌نویسی همه منظوره است، کاربر می‌تواند تقریبا برای کلیه پروژه‌ها از آن استفاده کند. مطابق گزارش  Skill Up 2018: Developer Skills،پایتون زبان برنامه‌نویسی اسکریپتی است که به همه از کارشناسان تست نفوذ (pentesters) گرفته تا مهندسان دواُپس (DevOps engineers) درجه قابل توجهی از کنترل کردن را می‌دهد و آن‌ها را قادر به حل مسائل گوناگون می‌سازد. می‌توان از زبان برنامه نویسی پایتون برای ساخت وب‌سایت‌ها، توسعه واسط گرافیکی کاربر (GUI | Graphical User Interface) و تحلیل داده استفاده کرد. این یعنی پایتون قابلیت‌های زبان‌های برنامه‌نویسی گوناگون را در یکجا گرد هم آورده و در واقع آنچه خوبان همه دارند زبان برنامه نویسی پایتون به تنهایی دارد و بنابراین می‌تواند تنها زبانی باشد که یک برنامه‌نویس برای کلیه وظایف لازم در حین توسعه به آن نیاز دارد.