ما هي لغة البايثون؟

تشير بعض الإحصاءات إلى أن Python أصبحت أكثر لغات البرمجة شيوعًا في العالم. إذن ما الذي يمنح بايثون جاذبيتها العالمية؟ نلقي نظرة على بعض ميزات هذه اللغة القوية والمتعددة الاستخدامات.

بايثون: إنه رقم واحد

يبلغ عمر بايثون 30 عامًا وهو أقوى من أي وقت مضى. في وقت كتابة هذا التقرير ، كانت لغة البرمجة الأكثر استخدامًا في العالم ، بعد أن تجاوزت Java و C. وهذا مثير للإعجاب لأن Python توصف بأنها لغة برمجة للأغراض العامة. هذا ليس دائمًا لقبًا جيدًا. قد ينطبق القول المأثور حول كونك مقبسًا لجميع المهن ولكن ليس سيدًا على أي منها. لحسن الحظ ، مع بايثون ، فإنه لا ينطبق.

يتم استخدام Python في جميع أنحاء العالم في كل شيء من تطوير الويب إلى الذكاء الاصطناعي ، ومن تطوير الألعاب إلى تحليلات البيانات. تم تثبيته مسبقًا على معظم توزيعات Linux ومتاح لجميع أنظمة التشغيل الشائعة.

تمت كتابة Python بواسطة Guido van Rossum كمشروع هواية ، بدءًا من ديسمبر 1989. وكانت تعمل بكامل طاقتها في 20 فبراير 1991 ، وتم إتاحتها بشكل عام – كمصدر مفتوح – في عام 1992. اختار روسوم اسم Python بسبب تقدير لمسلسل كوميدي تلفزيوني على هيئة الإذاعة البريطانية يسمى السيرك الطائر لمونتي بايثون. لعب مبتكرو هذا العرض عناوين أخرى بما في ذلك Owl Stretching Time و The Toad Elevating Moment. لو استقروا على أحد هؤلاء ، الذي يعرف ما يمكن أن يسمى بايثون.

تم تصميم Python مع مراعاة البساطة. أراد روسوم أن تكون الشفرة شبيهة بالإنجليزية وسهلة القراءة والكتابة والفهم. بناء الجملة بسيط ودود للمبتدئين ، ويمكن للمبرمجين المتمرسين الوصول إلى Python من لغات أخرى دون أي صعوبة.

هذه البساطة الأساسية لا تعني أنه لا يمكنك حل المشاكل المعقدة مع بايثون. يكمن جمال Python في أنه يمكنك تسخير كل قوتها الموجودة تحت الغطاء باستخدام تركيبها المباشر الذي يسهل الوصول إليه. هذا يجعل Python مناسبة بشكل مثالي لتطوير التطبيقات بسرعة.

exam_score = 40 
course_work_score = 55 
project_score = 40

if (course_work_score >= 40 and exam_score >= 60) or (project_score + exam_score >=70):
    print("You passed.") 
else:
   print("You failed.")

يجب أن يكون الغرض من هذا الرمز واضحًا لأي شخص. لاحظ استخدام و / أو لتمثيل العوامل المنطقية. على النقيض من ذلك ، يستخدم C && و ||.

المترجمون والمجمّعون

بايثون هي لغة مفسرة. أنت تكتب رمز مصدر البرنامج في الملفات ، ويقرأ مترجم Python الملفات وينفذ الأوامر التي أدخلتها. تتطلب اللغات المجمعة مثل C خطوات إضافية بين كتابة البرنامج وتشغيل البرنامج.

يقرأ جزء من البرنامج يسمى المترجم ملفات البرنامج وينشئ ملفًا ثنائيًا يحتوي على الإرشادات ذات المستوى المنخفض التي يفهمها الكمبيوتر. بمعنى آخر ، يأخذ ما كتبته – شفرة المصدر C – وينشئ نسخة منه تمت ترجمتها إلى اللغة الأصلية للكمبيوتر. باستخدام برنامج مترجم ، يتم تنفيذ الإخراج من المترجم – الملف الثنائي.

تتمثل ميزة البرنامج المترجم في أنه يتم تنفيذه بشكل أسرع من البرنامج المفسر لأن الكود لا يحتاج إلى تفسير في كل مرة يتم تشغيله فيها. لكن ميزة اللغات المفسرة هي عدم وجود خطوة التجميع. ويمكن أن يستغرق التجميع وقتًا طويلاً. باستخدام Python ، يمكنك تغيير بضعة أسطر من التعليمات البرمجية وتشغيل برنامجك على الفور.

تعد Python أسهل في العمل معها في بيئة تطوير متكاملة (IDE) ، وهناك العديد من IDEs ل Python – كان Idle واحدًا من الأوائل. يتيح لك Idle كتابة التعليمات البرمجية الخاصة بك ، واكتب Ctrl + S لحفظه ، ثم اضغط على F5 لتشغيله. يعمل برنامجك في قشرة بايثون. يمكنك كتابة أي أمر Python في الصدفة ، وتنفيذه على الفور. يمنحك هذا القراءة الكلاسيكية ، أو التقييم ، أو حلقة الطباعة ، أو REPL ، والتي تساعد في التطوير.

يحدد هذا البرنامج الصغير سلسلة ، ويجمع بعض الأرقام معًا ، ثم يطبع الإجمالي.

geek_string = "This is an ex-parrot"

print("Total = ", 4 + 5 + 6)

يؤدي حفظ الملف والضغط على F5 إلى تنفيذ البرنامج. يقوم بطباعة المجموع ومخارج. لقد تركت في موجه أوامر Python shell. لا يتم استخدام السلسلة في البرنامج ، ولكن لا يزال بإمكانك الرجوع إليها في shell باستخدام الأمر print في سطر أوامر shell.

يمكن أن يمنحك التحقق من قيم المتغيرات بعد اكتمال برنامجك رؤى قيمة حول ما كان يحدث داخل التعليمات البرمجية الخاصة بك.

تصميم لغة Python الفريد

قد تكون لغة Python مصممة لسهولة القراءة وسرعة التعلم ، لكنها تمتلك قوة حقيقية أيضًا. وهو يدعم البرمجة الشيئية (OOP) بشكل كامل. يتيح لك OOP نمذجة العناصر الواقعية والعلاقات بينها ككائنات داخل برامجك. تحدد الفئات خصائص الكائنات ويمكن أن تحتوي على وظائف يمكن أن تستخدمها كائنات تلك الفئة.

يمكنك التفكير في الفصل كنوع من القالب ، ويتم إنشاء الكائنات في صورتها. يمكن اشتقاق الفئات من الفئات الموجودة ويمكن أن ترث خصائص الفئة الأصلية. هناك الكثير من OOP ، ولكن يكفي أن نقول إنها طريقة قوية للغاية لنمذجة الكائنات والبيانات داخل التطبيقات. تدعم العديد من لغات البرمجة الأخرى مبادئ OOP ، ولكن بناء جملة Python المبسط يجعل تنفيذها واحدًا من أكثر اللغات التي يمكن الوصول إليها.

تدعم Python جميع عناصر التحكم في تدفق التنفيذ المعتادة مثل إذا كانت الفروع ، و while و for loops ، وعبارات المطابقة (على غرار التبديل في لغات أخرى) ويمكن تعريف الأقسام المتكررة من التعليمات البرمجية كوظائف.

أحد الأمور الغريبة في لغة بايثون هو أن المسافات البيضاء لها معنى. تتجاهل معظم اللغات الأخرى تمامًا المسافة البيضاء في شفرة المصدر الخاصة بك. تستخدم Python المسافة البادئة للإشارة إلى كتلة التعليمات البرمجية التي ينتمي إليها النص ذي المسافة البادئة. تحل المسافة البادئة محل الأقواس المتعرجة التي تستخدمها معظم اللغات الأخرى. المقدار المحدد من المسافة البادئة هو 4 مسافات لكل علامة تبويب ، ولكن طالما أن المسافة البادئة هي مسافة واحدة أو أكثر ، فستعمل Python على تحديد الكتلة التي ينتمي إليها سطر التعليمات البرمجية الخاص بك.

price = 100 
disposable_income = 95.5 
no_deal = "You can't buy that item."

if price > disposable_income: 
    print("Too expensive!") 
    print(no_deal)

تشغيل هذا البرنامج يعطي هذه النتيجة.

تتم طباعة كلا السطرين في الكتلة ذات المسافة البادئة لأنه تم تجميعهما معًا بشكل منطقي بواسطة المسافة البادئة الخاصة بهما.

ربما لاحظت أن جميع تعريفات المتغيرات – المعروفة باسم المعرفات في Python – تبدأ باسم المتغير ، وليس مؤشر النوع مثل int أو char أو float. تتم كتابة المتغيرات في لغة بايثون ديناميكيًا. لست بحاجة إلى تحديد نوع البيانات التي سيحتفظ بها المتغير. بايثون يكتشف ذلك في وقت التشغيل.

لا تحتاج أيضًا إلى وضع علامة على نهاية السطر بفاصلة منقوطة “؛” أو أي شخصية خاصة أخرى. هذا يعطي الكود الخاص بك مظهرًا أكثر طبيعية ويمنعها من أن تبدو مشوشة.

المكتبة القياسية والمكتبات الأخرى

تعني البرمجة تحقيق بعض النتائج النهائية من خلال إخبار الكمبيوتر بما يجب فعله – في مفردات اللغة التي تبرمج بها – بحيث ينتج عنه النتيجة النهائية المرغوبة. من خلال كتابة الدالات الخاصة بك ، يمكنك توسيع قدرات ومفردات اللغة.

مجموعة من الوظائف المفيدة تسمى مكتبة. تأتي لغة Python مع مكتبة قياسية. هذه مجموعة كبيرة جدًا من الوظائف مجمعة في وحدات. يوفر وحدات لمهام مثل التفاعل مع نظام التشغيل ، وقراءة ملفات CSV وكتابتها ، وضغط ZIP وفك الضغط ، والتشفير ، والعمل مع التواريخ والوقت ، وغير ذلك الكثير.

لاستخدام وظيفة ، يجب عليك استيراد الوحدة النمطية المناسبة.

import os

print("CurrentDir:", os.getcwd())

للتداخل مع نظام التشغيل ، نقوم باستيراد وحدة نظام التشغيل. للتحقق من دليل العمل الحالي ، نستخدم وظيفة getcwd () المضمنة في وحدة نظام التشغيل.

إذا حفظنا هذين السطرين في ملف نصي يسمى “cwd.py” ، فيمكننا تشغيله عن طريق استدعاء مترجم Linux python3 وتمرير اسم البرنامج في سطر الأوامر.

python3 cwd.py

 

هناك الآلاف من المكتبات الأخرى المتاحة لبايثون. بعضها متاح تجاريًا ولكن الغالبية العظمى مجانية ومفتوحة المصدر.

لغة برمجة

عندما تكتب نصًا برمجيًا في نظام التشغيل Linux ، يشير السطر الأول من البرنامج النصي – المسمى سطر shebang – إلى مفسر الأوامر الذي يجب استخدامه لتنفيذ هذا البرنامج النصي. عادةً ما يكون هذا باش:

#!/bin/bash

إذا قمت بإضافة سطر shebang التالي إلى برنامج Python الخاص بك وجعلته قابلاً للتنفيذ ، فستقوم shell بتمرير البرنامج النصي الخاص بك إلى مترجم Python.

#!/usr/bin/env python3

هذا يعني أنه يمكنك كتابة نصوص في Python تمامًا كما تفعل مع أوامر bash. إذا أضفنا خط shebang إلى مثالنا السابق ، نحصل على:

#!/usr/bin/env python3

import os

print("CurrentDir:", os.getcwd())

لنحفظ هذا كـ “cwd-2.py” ونستخدم chmod لجعله قابلاً للتنفيذ:

chmod +x cwd-2.py

الآن ، لتشغيل البرنامج النصي يمكننا تسميته مباشرة بالاسم:

./cwd-2.py

في الواقع ، يمكن استخدام Python كلغة برمجة نصية لتستخدمها التطبيقات الأخرى ، ويمكن تضمين Python واستخدامها لإضافة وظائف داخلية إلى البرامج المكتوبة بلغات أخرى.

لحظة البايثون

لا توجد اتجاهات أكثر سخونة في عوالم علوم الكمبيوتر وهندسة البيانات من البيانات الضخمة والحوسبة السحابية والتعلم الآلي. وتوجد بايثون في قلب هذه الحركات. توجد مكتبات تسهل وضع Python كواحدة من أفضل أدوات التطوير في كل من هذه التخصصات. يمكن القول إنها تحتل المرتبة الأولى في العديد منها.

والأفضل من ذلك ، أن كل تلك المكتبات مفتوحة المصدر متاحة لمُصممي المنزل. هل يتوهم تدريب RaspberryPi للقيام بالتعرف على الوجه؟ قم بتنزيل المكتبات المناسبة – OpenCV ، و face_recognition ، و imutils على سبيل المثال – وانطلق بعيدًا.

مترجم ، غير محدود

يمكن تفسير لغة بايثون ، لكنها تنفذ بسرعة وتتسع بشكل جيد. يتم استخدامه من قبل رواد الصناعة بما في ذلك Google و Facebook و Instagram و Netflix و Dropbox.

بالاقتران مع إطار عمل ويب مثل Django ، فقد تم استخدامه لإنشاء بعض مواقع الويب الأكثر زيارة والأكثر حركة مرورًا في العالم ، مثل YouTube و Instagram و Spotify و Dropbox.

هناك العديد من الموارد عبر الإنترنت لمساعدتك في تعلم Python ، مثل البرنامج التعليمي لـ W3Schools. نأمل أن يؤدي هذا العرض السريع لبعض ميزات Python المثيرة للاهتمام إلى تنشيط شهيتك للتحقق منها.