آشنایی با زبان برنامه ‌نویسی پایتون و کاربردهای آن

ابتدایی‌ترین گام در پیاده‌سازی شبکه‌های مبتنی بر بلاکچین و اپلیکیشن‌های مربوطه، انتخاب زبان برنامه نویسی مناسب است. چالشی که در این گام ذهن توسعه‌دهندگان تازه‌کار را درگیر خود می‌کند، انتخاب زبان مناسب بوده که در انتخاب این زبان معیارهایی چون امنیت، کارایی، مدیریت منابع و… تاثیرگذارند. به‌طورکلی نمی‌توان گفت که یک زبان برنامه ‌نویسی یکتا قابلیت پاسخگویی به تمام نیازها و مسائل پیرامون یک پروژه دارد. این یعنی ممکن است در مسیر پیاده‌سازی پروژه، نیازمند استفاده از چندین زبان مختلف باشیم. با این وجود، یکی از محبوب‌ترین زبان‌ها که به عنوان زبان برنامه نویسی بلاک چین از آن در بلاک چین‌های مختلف استفاده می‌شود، زبان برنامه ‌نویسی پایتون است.

زبان برنامه نویسی پایتون چیست؟

زبان برنامه نویسی Python نخستین ‌بار در سال ۱۹۹۱ توسط خیدو فان روسوم (Guido van Rossum) که یک برنامه‌نویس هلندی است، منتشر شد. پایتون زبانی شئ‌گرا، تفسیری و سطح بالا، مثل سی پلاس پلاس (++C) است. فلسفه اصلی این زبان بر خوانایی کد بالا و سادگی بنا شده و این فلسفه را می‌توان، مهم‌ترین ویژگی Python دانست. البته که یکی از اصلی‌ترین دلایل محبوبیت پایتون در بین توسعه‌دهندگان، امکانات و سادگی بالا شناخته می‌شود.

علاوه بر ویژگی‌هایی که در بالا به آن‌ها اشاره شد، می‌توان به ویژگی همه‌منظوره بودن نیز اشاره کرد. این ویژگی باعث شده تا توسعه‌دهندگان در زمینه‌های مختلف همچون:

• ساخت برنامه‌های تحت وب
• یادگیری ماشین
• داده کاوی
• تست نفوذ
• برنامه نویسی بلاک‌ چین
• و…

 از آن استفاده کنید.

کاربردهای پایتون چیست؟

محبوبیت و قدرتمندی این زبان برنامه نویسی آن را به یک فرصت شغلی بی‌نظیر برای توسعه‌دهندگان تبدیل کرده است. اما بد نیست بدانید که کاربرد پایتون نیز به قدری گسترده‌ است که این محبوبیت را بیش از پیش می‌کند. این کاربردها عبارتند از:

ساخت بلاک چین 

شما می‌توانید با برنامه نویسی به زبان پایتون در کلاس بلاک چین، بلاک چین بسازید و تراکنش‌های مربوط به آن را مدیریت کنید. برای این کار باید بلاک‌های مختلف بسازید و با متصل کردن این بلاک‌ها به هم به روش زنجیره، ساختار نهایی را ایجاد نمایید.

هوش مصنوعی و یادگیری ماشین

یکی از مهم‌ترین کاربردهای این زبان حوزه‌ی هوش مصنوعی و یادگیری ماشین است. پایداری، انعطاف‌پذیری و سادگی از مهم‌ترین جنبه‌های محبوبیت این زبان دربین علاقه‌مندان به حوزه‌ی هوش مصنوعی بوده که همچنین نمی‌توان از نقش مهم کتابخانه‌های موجود چشم‌پوشی کرد.

تجزیه و تحلیل داده‌ها

یکی دیگر از زمینه‌های درحال رشد که از کاربردهای این زبان استفاده می‌کند، تجزیه و تحلیل داده‌ها است. دنیای امروز دنیای داده‌ها و اطلاعات تلقی می‌شود. این یعنی تنوع و حجم بسیار زیاد داده‌ها، نیازمند ساختاری برای جمع‌آوری، توسعه و سازماندهی آن‌ها‌ خواهد بود.

ایجاد و برنامه‌‌ریزی اپلیکیشن‌ها

با استفاده از این زبان می‌توان برای هر نوع اپلیکیشن، برنامه‌ریزی مختص به آن را انجام داد. این زبان در خواندن و ایجاد فایل‌ها، رابط گرافیکی و API بسیار سودمند است. همچنین از زبان برنامه نویسی پایتون برای ساخت اپلیکیشن‌ های بلاک چین نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد.

سئو

یکی از موارد جذاب در لیست کاربردهای این زبان در بهینه‌سازی موتور‌های جستجو است. بهینه‌سازی که اغلب توسط اتوماسیون‌های پیشرفته صورت می‌گیرند نیز توسط پایتون قابل پیاده‌سازی و اجرا خواهد بود. در این بین تفاوتی ندارد در حال اجرای تغییرات در چندین صفحه باشیم و یا قصد تغییر در دسته‌بندی کلمات کلیدی را داشته باشیم.

یکی دیگر از کاربردهای این زبان در حوزه‌ی سئو، بخش نوظهور و جذاب پردازش زبان طبیعی (NLP) است. این موضوع به موتورهای جستجو امکان درک نوع جستجوی کاربران را در جهت بهینه‌سازی می‌دهد.

توسعه وب

اگر به دنیای توسعه وب علاقه دارید، پایتون یک انتخاب عالی است. این انتخاب به این دلیل عالی دانسته می‌شود که دارای چارچوب‌های توسعه (framework) کارآمد و محبوب بسیاری برای ایجاد سایت‌ها بوده که می‌توان به جنگو (Django)، پیرامید (Pyramid) و فلاسک (Flask) اشاره کرد.

طراحی

زبان برنامه نویسی پایتون را می‌توان برای توسعه برنامه‌های کاربردی طراحی گرافیک نیز استفاده کرد. این زبان در طیف وسیعی از نرم‌افزارهای تصویربرداری دو بعدی مانند Paint Shop و Gimp استفاده می‌شود. اما کاربردهای پایتون تنها معطوف به نرم‌افزارهای دو بعدی نمی‌شود و این زبان همه کاره در نرم‌افزارهای سه بعدی مانند Lightwave و Blender نیز کاربردهای بسیاری دارد.

ویژگی‌ های زبان برنامه نویسی پایتون

حال که با مطالعه کاربردهای زبان برنامه نویسی پایتون آشنا شدید، بهتر درک می‌کنید که چرا به این زبان، لقب «زبان همه‌کاره» را داده‌اند. اما هنوز از ویژگی‌‌های جذابی که پایتون را به یک انتخاب عالی در حوزه‌ی بلاک چین تبدیل کرده‌ است، اشاره نکرده‌ایم. در این بخش قصد داریم تا ۵ ویژگی پایتون در بلاک چین را به صورت تخصصی بررسی کنیم:

پیشرفته بودن و سادگی در یادگیری

با اینکه پایتون مدت کوتاهی است که در میان زبان‌‌های برنامه نویسی پیدا شده، جایگاه رو به رشدی دارد چرا که توسط یک جامعه بزرگ و پرشور توسعه‌دهندگان پشتیبانی می‌شود. برای همین است که از این زبان به عنوان یک زبان قابل‌اعتماد و توسعه‌یافته‌ یاد می‌شود که آینده آن را روشن می‌سازد. در نتیجه اگر پروژه‌ای با پایتون پیاده‌سازی کردید، مطمئن باشید تاریخ انقضای آن به این زودی نخواهد بود.

علاوه بر این، پایتون یک زبان ساده برای یادگیری است و منحنی یادگیری ملایمی دارد که تسلط توسعه‌دهندگان را با صرف زمانی مشخص میسر می‌کند. حتی به توسعه‌دهندگان کم‌تجربه اجازه می‌دهد بلافاصله در پروژه‌های بلاک چین مشارکت کنند.

عدم نیاز به نوشتن کدهای اضافی

در ابتدا نیز بیان شد که فلسفه اصلی پایتون سادگی است. شاید بتوان گفت عوامل بسیاری بر روی سادگی این زبان تاثیر‌ می‌گذارد. سادگی که در اینجا مدنظر داریم و بخش بزرگی از کدنویسی‌ها را شامل می‌شود، ویژگی مهمی است که در اکثر زبان‌های برنامه نویسی به چشم نمی‌خورد. به‌عنوان مثال برای ایجاد ساختارهای بلوکی تنها از فاصله‌ها استفاده می‌شود و دیگر نیازی به استفاده از براکت و کلمات کلیدی وجود ندارد.

همین عوامل است که این زبان را برای بلاک چین مناسب می‌کند، زیرا می‌توانید بسیاری از وظایف را با یک فرمان به راحتی انجام دهید. این کار ساخت بلوک‌ها با اطلاعات مربوطه و پیوند آن‌ها به یکدیگر را بسیار آسان‌تر می‌کند.

محبوبیت

درباره‌ی محبوبیت این زبان به طور کامل توضیح داده‌ شد. اما برای درک بهتر محبوبیت این زبان کافی ا‌ست نگاهی به شاخص TIOB امسال بیاندازید، خواهید دید که پایتون در بین تمامی زبان‌های برنامه نویسی در جایگاه سوم قرار دارد  و این محبوبیت پیوسته در حال افزایش است.

این محبوبیت به شما در پیشبرد اهداف پروژه کمک شایانی می‌کند. مثلا در ابتدایی‌ترین قدم یعنی تشکیل تیم، با توجه به محبوبیت بالای این زبان، با مشکل کمبود نیروی کار متخصص مواجه نخواهید ‌شد. از طرف دیگر پیوسته کتابخانه‌ها و توابع مفیدی در زمینه‌های مختلف از جمله بلاک چین ایجاد و به‌روزرسانی می‌شود.

امکان اجرای برنامه به دو صورت کامپایل شده و کامپایل نشده

از آن‌جایی‌که این زبان یک زبان اسکریپتی است، برای قابل‌فهم شدن برای ماشین نیازی به کامپایل ندارد و این امر کار را برای توسعه‌دهندگان راحت‌تر می‌کند. برای درک بهتر این موضوع به مثال زیر توجه کنید:

فرض کنید در اجرای یک برنامه متوجه بروز باگ می‌شوید. اگر زبان مورد استفاده یک زبان کامپایل شده باشد، برای رفع باگ لازم است تا:

• روند اجرای برنامه را متوقف کنید
• به کدهای خود مراجعه نمایید
• باگ را رفع کنید
• برنامه را کامپایل کرده و مجددا راه‌اندازی نمایید

اما پروسه‌‌ی رفع باگ در زبان‌های اسکریپتی تنها رفع اشکال و راه‌اندازی مجدد برنامه است که این مزیت بزرگی در ساخت بلاک چین محسوب می‌شود.

همچنین دانستن این موضوع خالی از لطف نیست که ترجمه کد در لحظه می‌تواند بر عملکرد زبان‌های برنامه نویسی تأثیر منفی بگذارد. به همین دلیل است که این زبان گزینه‌ی پیش‌کامپایل کد را همراه با بسیاری از تکنیک‌های دیگر که باعث افزایش سرعت می‌شود، ارائه کرده و به توسعه‌دهندگانی که در بلاک چین کار می‌کنند، حق انتخاب می‌دهد.

پکیج‌ها و کتابخانه‌های رایگان انحصاری بلاک چین

آخرین مزیت استفاده از پایتون در پروژه بلاک چین، استفاده از کتابخانه‌ها و پکیج‌های کارآمد این زبان است. این پکیج‌ها و کتابخانه‌ها شامل مجموعه‌ای از بسته‌های رایگان هستند که به توسعه‌دهندگان کمک می‌کند تا کد را کارآمدتر بنویسند و از بالا رفتن تعداد خطوط کد جلوگیری کنند.

چرا از پایتون در بلاک چین استفاده می‌شود؟

حالا بعد از بررسی کامل ویژگی‌های زبان برنامه نویسی Python می‌توان برای این سوال پاسخ جامع و کاملی ارائه کرد که البته موارد بررسی شده در بخش قبل خود دلایل محکمی برای استفاده از این زبان در حوزه‌ی بلاک چین هستند.

شاید دانستن این موضوع حیرت‌انگیز باشد که بوسیله‌ی کاربردها، متدها و کتابخانه‌های قدرتمند این زبان می‌توان ساختار یک بلاک چین ساده را تنها در کمتر از ۵۰ خط پیاده‌سازی نمود و اجرای بسیاری از کارهای پیچیده را تنها با یک دستور واحد پیاده‌سازی کرد. این امر دو نتیجه‌ی مفید را حاصل می‌شود:

1. ایجاد پیوند بین بلوک‌های موجود در برنامه به سادگی صورت می‌گیرد
2. این امر باعث سادگی و تمیزی کدهای برنامه می‌شود

البته در بلاک چین، امنیت یکی از فاکتورهای اساسی است. برای همین، زبان‌هایی مثل پایتون و سالیدیتی در بلاک‌ چین، بسیار کاربردی هستند.

آموزش پایتون را از کجا شروع کنیم؟

خوبی زبان ‌های برنامه نویسی پرطرفدار وجود آموزش‌های متعدد، مفید و کاربردی‌ برای آن‌ها است و طبیعتا زبان برنامه نویسی پایتون از این قاعده مستثناء نیست. در یادگیری زبان‌های برنامه نویسی عوامل مهمی تاثیرگذارند؛ برای مثال اگر شما با یک زبان برنامه نویسی آشنایی کامل داشته باشید، یادگیری زبان جدید برای شما آسان‌تر می‌شود.

در پایین ۳ منبع مفید برای یادگیری این زبان آورده‌ شده است:

دوره Become a Python Developer از linkedin

یکی از بهترین دوره‌های موجود برای یادگیری این زبان استفاده از دوره Become a Python Developer از سایت لینکدین است. دوره‌ای که مناسب برای همه‌ی علاقمندان به این حوزه، بدون در نظر گرفتن دانش اولیه آن‌ها خواهد بود. از نکات مثبت این دوره به پرداختن کامل به تمامی جنبه‌های برنامه نویسی این زبان می‌توان اشاره کرد. اما این دوره به دلیل انگلیسی بودن به افرادی که دانش زبانی کافی ندارند توصیه نمی‌شود.

دوره Python for beginners از Mosh

Python for Beginners یکی دیگر از دوره‌های موجود برای یادگیری زبان پایتون است. این دوره همانند دوره‌ی معرفی شده‌ی قبلی به زبان انگلیسی بوده و برای مشاهده‌ی این دوره می‌توانید از کانال یوتیوب Programming with Mosh استفاده کنید. این مدرس، به جز این زبان، دوره‌های کاربردی دیگری همچون ری‌اکت و جاوا اسکریپت نیز ارائه می‌کند. یکی از مزیت‌های این دوره کوتاه و مفید بودن در عین پرداختن به تمامی نکات است.

دوره پایتون از مقدماتی تا پیشرفته از سایت تاپ لرن

دو دوره معرفی شده‌ی هر دو به زبان انگلیسی بودند که این امر درک مطالب آموزشی را برای افرادی که به این زبان آشنایی ندارند، مشکل می‌کرد. اما دوره‌ی پایتون از مقدماتی تا پیشرفته‌ی سایت تاپ‌لرن یک دوره جامع و رایگان به زبان فارسی است که از پایه‌ترین نکات برنامه نویسی تا مطالب پیشرفته را در خود جای داده ‌است.

کسب درآمد و آینده شغلی

یکی از مهم‌ترین جنبه‌های هر زبان برای توسعه‌دهندگان آن، مسئله‌ی بازار کار است. عوامل متعددی در دارا بودن شرایط کاری خوب و آینده‌دار تاثیرگذارند. پس تنها آگاهی کامل از یک زبان تایید کننده‌ی آینده‌ی کاری توسعه‌دهندگان نیست. برای مثال شاید فردی در یک زبان ‌برنامه نویسی آگاهی کامل داشته باشد ولی آن زبان، زبانی از رده خارج شده باشد.

عوامل دیگری که می‌توان از نکات مثبت پایتون در آینده‌ی کاری نام برد عبارتند از:

• متن باز بودن که این ویژگی باعث گسترش و به‌روز شدن زبان می‌شود
• سطح بالا بودن یا  نزدیکی به زبان انسان که باعث یادگیری ساده‌تر این زبان برنامه نویسی می‌شود
• همه‌منظوره بودن این زبان که باعث گستردگی بازار کار آن می‌شود
• چندسکویی بودن و محدود نبودن به یک بستر که باعث تنوع بازار کار می‌شود
• همگامی این زبان با مباحث روز دنیا و مفسری بودن آن که آن را به یکی از بهترین زبان‌های دنیا تبدیل می‌کند

مزایا و معایب یادگیری زبان پایتون

قطعا در دنیای برنامه نویسی، هر زبانی مزایا و معایب خود را دارد و این امر حتی در مورد زبان همه‌جانبه و محبوب پایتون نیز صدق می‌کند. از طرفی دیگر پرداختن به برخی مزایا، معایبی را به دنبال دارد؛ برای مثال مفسری بودن یک زبان سرعت آن را کاهش می‌دهد. با همه‌ی این تفاسیر مزایای این زبان برنامه نویسی از معایب آن بسیار بیشتر است. در زیر برخی از این مزایا و معایب آورده‌ شده‌اند:

مزایای زبان برنامه نویسی پایتون:

ساده بودن و بهره‌وری بالا

درمورد سادگی بطور مفصل صحبت شد، منظور از بهره‌وری نیز نوشتن دستورات کوچک و انجام کارهای متفاوت‌ است که در این زبان امکان‌پذیر است.

تفسیری بودن

 تفسیری بودن این زبان باعث اجرای مستقیم خطوط کد می‌شود و در صورت بروز مشکل، خطا نمایش داده می‌شود. رفع اشکال در این زبان بسیار ساده‌تر از سایر زبان‌ها است.

کتابخانه‌های مفید و متن باز بودن

همانطور که در مورد مفید بودن کتابخانه‌های این زبان صحبت شد، می‌دانیم که متن باز بودن آن به پیشرفت و گسترش پایتون کمک زیادی می‌کند.

قابلیت حمل

اگر زبانی قابلیت اجرا در سیستم عامل‌های مختلف را داشته باشد، برای اجرا شدن در هر دستگاه نیاز به تغییر کد خواهد بود. در صورتی که پایتون را در هر سیستم عاملی بدون تغییر در ساختار برنامه می‌توان اجرا کرد.

قابلیت ادغام با سایر زبان‌ها

می‌دانیم هیچ زبانی کامل نیست و برای اجرای پروژه‌های بزرگ نیاز به استفاده از چندین زبان مختلف داریم. زبان برنامه نویسی Python با کتابخانه‌هایی مانند جیتون (Jython)  و سیتون (Cytho) می‌تواند به زبان‌هایی نظیر جاوا متصل شود.

از دیگر مزایای این زبان می‌توان به:

• فرصت‌های کار با اینترنت اشیاء
• شئ‌گرایی
• تایپ پویا

اشاره کرد.

معایب زبان برنامه نویسی پایتون:

سرعت کم

همانطور که در ابتدا نیز اشاره شد، تفسیری بودن زبان باعث کندی اجرای برنامه می‌شود که این سرعت کم در برخی موقعیت‌ها به‌شدت مضر است.

مصرف ناکارآمد حافظه

این زبان حجم زیادی از حافظه را می‌گیرد. در نتیجه استفاده از آن برای برنامه‌هایی که بهینه بودن مصرف حافظه مهم است، توصیه نمی‌شود.

ضعیف بودن در دستگاه‌های موبایل

همانطور که گفته شد، این زبان برنامه نویسی در همه‌ی سیستم‌عامل‌ها و دستگاه‌ها قابلیت اجرا دارد؛ اما در دستگاه‌های موبایل به دلیل محدود بودن حافظه کارایی چندانی ندارند.

آیا پایتون یکی از زبان‌‌های برنامه نویسی مهم در بلاک چین باقی می‌ماند؟

با اینکه مزایا و کاربردهای پایتون بر هیچکس پوشیده نیست، اما همیشه آینده‌ی زبان های برنامه نویسی محبوب در هاله‌ای از ابهام باقی می‌ماند، چرا که تکنولوژی همواره در حال رشد است. با این حال، می‌توان گفت پایتون از آن دسته از زبان های برنامه نویسی است که آینده‌ی خوبی پیش رو دارد. حتی اگر در حوزه‌ی بلاکچین از رده خارج شود، کاربردهای متعدد، ویژگی‌های کم‌نظیر و محبوبیت آن، این زبان را تا حد زیادی از منسوخ شدن در امان می‌دارد.