۱۲ کاربرد اساسی زبان برنامه نویسی پایتون

کاربرد پایتون به دلیل ماهیت همه کاره یا general-purpose بودن آن برای همه شناخته شده است.

همین ویژگی در پایتون باعث می شود تقریبا در همه زمینه های توسعه نرم افزار کاربردی باشد.

کتابخانه های قدرتمند، فریم ورک ها و جامعه پشتیبانی تنها برخی از دلایلی هستند که پایتون را به زبانی جذاب برای توسعه سریع هر نوع برنامه ای تبدیل می کنند.

به همین دلیل در این مقاله، به بررسی برخی از بخش هایی که پایتون در توسعه برنامه ها در آن ها برتری دارد، خواهیم پرداخت.

در ادامه با ما همراه باشید.

پایتون چیست؟

پایتون یک زبان برنامه نویسی سطح بالا، همه منظوره و با نحو خوانا است که به دلیل سادگی و قدرتش، به یکی از محبوب ترین زبان های برنامه نویسی در جهان تبدیل شده است.

این زبان توسط گیدو ون روسوم در اواخر دهه 1980 طراحی شد و از آن زمان تاکنون به طور گسترده ای در زمینه های مختلفی به کار گرفته می شود.

ویژگی های پایتون باعث شده است که این زبان برنامه نویسی طرفداران بسیاری را به خود جذب کند و کاربرد آن در زمینه هایی فراتر از یک زبان برنامه نویسی کامپیوتری ورود پیدا کند.

در ادامه به بررسی متداول ترین این کاربردها می پردازیم.

1# کاربرد پایتون در توسعه وب

به دلیل دارا بودن فریم ورک های کاربردی، از پایتون می توان برای ایجاد برنامه های تحت وب با سرعت بالا استفاده کرد.

این framework ها و تعدادی از کتابخانه های پایتون می توانند به ادغام پروتکل های مختلفی نظیر HTTPS ،FTP ،SSL و غیره کمک کنند.

علاوه بر این پایتون در پردازش JSON ،XML ،E-Mail و موارد دیگر نیز تاثیرگذار است.

کاربرد پایتون در توسعه به صورت روزافزون در حال افزایش است.

یکی از فریم ورک های پایتون برای توسعه وب به نام Django در برنامه پرطرفدار اینستاگرام استفاده شده است.

پایتون فریم ورک های مفید زیادی را برای توسعه وب ارائه می دهد که برخی از آن ها عبارتند از:

• فریم ورک Django و Pyramid (مورد استفاده برای برنامه های سنگین)
• میکرو فریم ورک های Flask و Bottle
• CMS ها یا سیستم های مدیریت محتوای Plone و Django (مورد استفاده برای مدیریت محتوای پیشرفته)

با استفاده از این فریم ورک ها توسعه یک وب سایت از نظر امنیت، مقیاس پذیری و راحتی انجام کار ستودنی است.

2# استفاده از پایتون در توسعه بازی

پایتون همچنین در توسعه بازی های تعاملی استفاده می شود.

زبان پایتون دارای کتابخانه های متعددی در این زمینه است.

به عنوان مثال PySoy یک موتور بازی سه بعدی است که از نسخه Python 3 پشتیبانی می کند.

همچنین PyGame که عملکرد و کتابخانه ای برای توسعه بازی ارائه می دهد، کاربرد پایتون را در بازی سازی افزایش می دهد.

برخی بازی هایی که با استفاده از پایتون ساخته شده اند عبارتند از:

• Civilization-IV
• Disney’s Toontown Online
• Vega Strike

3# کاربرد پایتون در یادگیری ماشین و هوش مصنوعی

از طریق یادگیری ماشین و هوش مصنوعی کامپیوترها می توانند بر اساس تجربیات گذشته از طریق داده های ذخیره شده در شرایط مختلف تصمیم گیری کنند.

این امر توسط الگوریتم های ایجاد شده توسط برنامه نویسان انجام می شود که باعث می شود کامپیوتر به تنهایی یاد بگیرد.

زبان برنامه نویسی بیشتر الگوریتم های مربوط به یادگیری ماشین و هوش مصنوعی پایتون است؛
زیرا امکان پشتیبانی از این کاربردها با کتابخانه های موجود در پایتون وجود دارد.

برخی از کتابخانه های پایتون در این زمینه شامل موارد زیر هستند:

• Pandas
• Scikit-Learn
• NumPy

4# استفاده از پایتون در علم داده و تصویرسازی داده

زبان برنامه نویسی پایتون به دلیل ارائه کتابخانه های محبوبی نظیر Pandas و NumPy، در علم داده (Data Science) و تصویرسازی داده (Data Visualization) برای استخراج و مطالعه داده کاربرد دارد.

علاوه بر این وجود کتابخانه های دیگری مانند Matplotlib و Seaborn برای ترسیم نمودارها جهت نمایش داده و موارد دیگر بر محبوبیت و وسعت کاربرد پایتون می افزاید.

5# کاربرد پایتون در برنامه های GUI دسکتاپ

GUI مخفف شده Graphical User Interface است که امکان تعامل ساده و روان را با هر برنامه ای فراهم می کند.

پایتون در این زمینه نیز یک کتابخانه با عنوان Tk GUI برای توسعه رابط کاربری ارائه می دهد.

برخی از کتابخانه های محبوب پایتون برای ساخت برنامه های GUI در لیست زیر آورده شده است.

• کتابخانه Tkinter یا Tk
• کتابخانه wxWidgetM
• کتابخانه Kivy (برای نوشتن برنامه های مالتی تاچ (multitouch) استفاده می شود)
• کتابخانه PyQt یا Pyside

6# استفاده از پایتون در توسعه برنامه های تجاری

Business Application ها یا برنامه های تجاری با برنامه های استاندارد متفاوت هستند.

تجارت الکترونیکی و ERP نمونه ای از برنامه های تجاری هستند.

این نوع از برنامه ها به طور گسترده ای به ویژگی هایی نظیر مقیاس پذیری و خوانایی نیاز دارند و
پایتون از زبان هایی است که همه این ویژگی ها را ارائه می دهد.

همین ویژگی ها سبب توسعه وسعت کاربرد پایتون شده است.

به عنوان مثال Oddo نمونه ای از برنامه همه کاره مبتنی بر پایتون است که طیف وسیعی از برنامه های تجاری را ارائه می دهد.

پایتون یک پلت فرم Tryton ارائه می دهد که برای توسعه برنامه تجاری استفاده می شود.

7# کاربرد پایتون در برنامه های مدل سازی سه بعدی

CAD مخفف Computer Aided Design به معنای طراحی به کمک رایانه، برای طراحی معماری و طراحی های مرتبط با مهندسی استفاده می شود.

این برنامه ها برای توسعه نمایش سه بعدی بخشی از یک سیستم کاربرد دارند.

زبان برنامه نویسی پایتون می تواند با استفاده از قابلیت های زیر یک برنامه CAD سه بعدی ایده آل ایجاد کند.

• Fandango
• CAMVOX
• HeeksCNC
• AnyCAD
• RCAM

8# استفاده از پایتون برای توسعه نرم افزار

زبان برنامه نویسی پایتون در فرآیند توسعه نرم افزار بسیار کاربردی و مفید است.

این زبان برنامه نویسی به عنوان یک زبان پشتیبانی عمل می کند و
می تواند برای ایجاد کنترل و مدیریت، آزمایش و سایر فازهای توسعه نرم افزار استفاده شود.

به عنوان مثال در موارد زیر قابلیت ها و کاربرد پایتون در توسعه انواع نرم افزار ها قابل مشاهده است:

• SCON

برای ایجاد کنترل در توسعه نرم افزار استفاده می شود.

در واقع SCons یک ابزار توسعه نرم افزاری است که در پایتون اجرا می شود و
از اسکریپت های پایتون به عنوان فایل های پیکربندی (configuration files) برای ساخت و توسعه نرم افزار استفاده می کند.

• Buildbot و Apache Gumps

ابزارهایی برای یکپارچه سازی مداوم توسعه نرم افزاری هستند که
چرخه کامپایل یا آزمایش مورد نیاز برای تأیید تغییرات در کدهای پروژه را به صورت خودکار انجام می دهند.

• Round یا Trac

یک سیستم ردیاب اشکال بسیار دقیق و قابل تنظیم است که برای مدیریت پروژه به زبان پایتون نوشته شده است.

9# استفاده از پایتون برای اتوماسیون

پایتون به شما امکان می دهد تا بسیاری از وظایف تکراری را خودکار کنید، مانند ارسال ایمیل های گروهی، دانلود فایل ها و انجام محاسبات ساده.

فرض کنید می خواهید هر روز یک ایمیل با یک گزارش مشخص به مدیر خود ارسال کنید. با استفاده از پایتون و کتابخانه های smtplib و pandas می توانید این کار را به صورت خودکار انجام دهید.

از طرفی پایتون با کتابخانه هایی مانند unittest و pytest، ابزاری قدرتمند برای تست نرم افزار است.

10# کاربرد پایتون در اینترنت اشیا

پایتون به عنوان یک زبان برنامه نویسی قدرتمند و همه کاره، در حوزه اینترنت اشیا (IoT) نیز نقش بسیار مهمی ایفا می کند.

سادگی، خوانایی و وجود کتابخانه های متنوع، پایتون را به یکی از محبوب ترین زبان ها برای توسعه پروژه های IoT تبدیل کرده است.

از پایتون می توان برای موارد زیر در اینترنت اشیا استفاده کرد:

• جمع آوری داده ها: پایتون برای جمع آوری داده ها از حسگرهای مختلف مانند دما، رطوبت، نور و حرکت استفاده می شود.
• پردازش داده ها: داده های جمع آوری شده با استفاده از پایتون می توانند پردازش، تحلیل و تصویرسازی شوند.
• کنترل دستگاه ها: پایتون برای کنترل دستگاه های مختلف مانند موتورها، لامپ ها و شیرهای برقی استفاده می شود.
• برقراری ارتباط: پایتون برای برقراری ارتباط بین دستگاه های IoT و سرور مرکزی از طریق پروتکل های مختلف مانند MQTT ،HTTP و WebSocket استفاده می شود.
• توسعه رابط کاربری: پایتون برای توسعه رابط کاربری برای دستگاه های IoT و برنامه های تحت وب استفاده می شود.
• ساخت سیستم های خودکار: پایتون برای ساخت سیستم های خودکار مانند خانه های هوشمند و سیستم های کنترل صنعتی استفاده می شود.

11# کاربرد پایتون برای پردازش تصویر و متن

پردازش تصویر به معنای استخراج اطلاعات مفید از تصاویر دیجیتال است.

این اطلاعات می تواند شامل تشخیص اشیا، افراد، چهره ها، متن یا حتی احساسات موجود در تصویر باشد.

پایتون با کتابخانه های قدرتمندی مانند OpenCV ،Pillow و TensorFlow ابزاری بسیار کارآمد برای انجام این کار فراهم می کند.

از طرفی پردازش متن به معنای تحلیل و استخراج اطلاعات از متن است.

این اطلاعات می تواند شامل تشخیص زبان، تحلیل احساسات، ترجمه ماشینی، خلاصه سازی متن و استخراج اطلاعات نام گذاری شده باشد.

پایتون با کتابخانه هایی مانند NLTK ،spaCy و Gensim ابزارهای قدرتمندی برای پردازش متن فراهم می کند.

12# استفاده از پایتون در حوزه پزشکی

یکی از کاربردهای پایتون که شاید دور از انتظار باشد، ورود این زبان برنامه نویسی به حوزه پزشکی و درمان است؛ اما پایتون با قدرت و سادگی خودش در این زمینه نیز کاربرد پیدا کرده است.

ازجمله استفاده های این زبان برنامه نویسی در زمینه پزشکی می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• تشخیص بیماری ها از روی تصاویر پزشکی:
  • رادیولوژی: تشخیص تومورها، شکستگی ها و سایر ناهنجاری ها در تصاویر رادیولوژی، سی تی اسکن و ام آر آی.
  • پاتولوژی: تشخیص بیماری ها از روی نمونه های بافت.
• تحلیل داده های بالینی:
  • مدیریت سوابق بیمار: سازماندهی و تحلیل سوابق پزشکی بیماران.
  • پیش بینی بیماری ها: توسعه مدل های پیش بینی کننده برای تشخیص زودهنگام بیماری ها.
  • پژوهش های بالینی: تحلیل داده های حاصل از آزمایشات بالینی برای کشف داروهای جدید و درمان های موثرتر.
• توسعه ابزارهای پزشکی:
  • اپلیکیشن های موبایل: توسعه اپلیکیشن هایی برای نظارت بر سلامت بیماران و ارائه خدمات بهداشتی.
  • سیستم های اطلاعات بیمارستانی: مدیریت اطلاعات بیماران، نوبت دهی و صدور نسخه.
• بیوانفورماتیک:
  • تحلیل داده های ژنومی: کشف ارتباط بین ژن ها و بیماری ها.
  • طراحی دارو: طراحی داروهای جدید بر اساس ساختار پروتئین ها.

کتابخانه هایی مانند NumPy ،Pandas ،Scikit-learn ،TensorFlow و PyTorch برای تحلیل داده ها، یادگیری ماشین و پردازش تصویر بسیار مفید هستند.