Что такое Python? Как и где его применяют?

Python – высокоуровневый язык программирования общего назначения. Наиболее часто его применяют в таких областях, как:

• машинное обучение;
• скраппинг;
• парсинг данных;
• разработка и дизайн приложений;
• скриптинг;
• web-разработка (веб-дизайн) и др.

В прошлом году Python был признан лидером по индексу популярности среди всех языков программирования. Да, ему даже удалось опередить Java. Этому поспособствовало ряд причин, но самая важная из них – высокая зарплата программистов и разработчиков (в год от 100 000 долларов).

Что такое Python

В сфере разработки и программирования чаще всего определённый язык применяют преимущественно в одной области. Но не стоит думать, что разработчик может использовать в работе только один инструмент. Если взять какой-то из языков общего назначения, его можно применять при создании чего-угодно. Таким языком является и Python, он обладает широким спектром назначения.

Python преобладает в машинном обучении, чуть реже он используется в сфере веб-разработки, и совсем редко его выбирают для создания десктопных приложений.

Также он пользуется популярностью среди программистов для разработки прототипов, позволяющих быстро сделать функциональный блок и придать внешний вид будущей программе.

История происхождения названия

Своим названием язык Python обязан популярному в 70-е годы британскому телешоу «Monty Python». Такой выбор объясняется тем, что автор во время отдыха от разработки языка смотрел это комедийное шоу. Однако чаще всего язык программирования ассоциируются со словом «змея». Такое заблуждение о происхождении названия связано и с наличием логотипа в виде рептилии.

Несмотря на все заявления создателя об истинном названии Python, большинство людей по-прежнему считают, что название связано со змеями.

Какая разница между Питон и Пайтон?

Несмотря на то, что по всем правилам английского звучания название должно произноситься Пайтон, среди русскоязычного населения употребляется «Питон». Так говорит практически всё российское интернет-сообщество.

Однако стоит помнить о допустимости адаптации разных названий, учитывая особенности произношения конкретного языка. Естественно такой вариант как «Питон» уместно употреблять исключительно в общении с русским «контингентом». В других странах такой вариант названия просто-напросто будет не понятен. К тому же на какой-либо конференции международного формата по программированию существует только единственный верный вариант – «Python (в звучании Пайтон)».

Как создавался логотип?

Ассоциации с неядовитой змеей возникли именно из-за изображения логотипа, на котором в виде квадрата с выпуклым центром располагаются две змеи. Идея такой эмблемы принадлежит Юст ван Россуму, известному специалисту в программировании и дизайне шрифтов.

История создания

В конце 80-х Гвидо ван Россум, известный голландский программист, начал работу над написанием нового языка программирования. Его разработкой он занимался в свободное от работы время: в этот период Россум трудился в центре математики и информатики, расположенном в Нидерландах. Его интерес в этой области зародился ещё в школьные годы, сверстники тогда не разделяли увлечение будущего программиста. Однако это не остановило Россума, он продолжал разрабатывать собственный язык программирования, в основе которого лежит всем известный ABC. Примечательно, что в создании последнего он когда-то принимал непосредственное участие.

Периоды выхода версий Python:

• Самая первая публикация начального кода данного языка состоялась в начале 1991 года на сайте alt.sources. В этот период язык следовал объектно-ориентированной концепции, функционировал с наследованием, со многими классами и функциями, был наполнен всеми ключевыми структурами данных.
• Следующая версия Python появилась в релизе в 2000 году. Она имела более мощный функционал. Одним из важных дополнений стала поддержка Юникода, а также функция сбора мусора.
• Версия Python 3 вышла в релиз в конце 2008 года. Именно она по сей день является основной. Обновленная версия стала несовместима с ранее выпущенными из-за некоторых изменений особенностей языка. Некоторые по-прежнему использовали Python 2 для работы над старыми проектами. При этом последняя версия тоже обрела популярность у разработчиков.

По предварительным данным вторая версия должна была изжить себя ещё в 2015 году, но позже приняли решение продлить жизнь Python 2 до 2020 года. Это связано с опасением авторов не успеть к назначенному времени перенести уже имеющийся код первых двух версий на третью.

Почему Python считается самым популярным?

За время существования языка разработчики успели выпустить несколько версий, и до сих пор Питон востребован у разработчиков со всего мира. Он используется как в крупных проектах, так и в средних. В таких случаях язык используется в качестве дополнительного инструмента, на нём создают прототип или пишут только часть работы.

По данным опроса на портале Stackoverflow Питон занял седьмую позицию в рейтинге языков программирования, набрав практически 40% голосов разработчиков.

Индекс TIOBE

Показатель популярности языков программирования можно определить по этому индексу. Кроме того данные обновляются ежемесячно. Основанием для оценки популярности являются все топовые системы поиска и количество высококвалифицированных программистов по всему миру.

Показатель данного индекса указывает на то, что для Python отводится третья позиция с 9% голосов. Его обогнали только такие языки, как Java и C.

PYPL

Статистика составляется с учётом количества запросов в поиске обучающего материала.

Данные PYPL свидетельствуют о популярности Python. Так он занял первую строчку, опередив Java на 10%.

statista.com

Портал собирает не только данные о том насколько популярен тот или иной язык программирования, но и другие виды статистики.

Информация на сервисе собрана по 85 тысячам претендентов, среди которых Питон занимает четвертую позицию в рейтинге.

Простота языка Python

Среди других языков программирования Python привлекает внимание программистов своим синтаксисом. Он довольно прост и понятен даже новичку. Кроме того, этот язык имеет схожесть с обычным английским. Он не обременен избытком элементов, за счёт этого программисту не нужно использовать такие символы, как «;», «{», «}». Следовательно, и код будет состоять из меньшего количества строк. Вложенность обозначается отступами, таким образом, код более читаем и начинающие программисты сразу приучаются к правильному оформлению.

Простоту языка Python легко объяснить историей его создания. Дело в том, что за основу взят язык ABC. Он в свою очередь был предназначен для работы и обучения основам программирования простых людей, а не для профессиональных программистов.

Использование Python позволяет не только упростить процесс написания кода, но и сделать разработку максимально быстро. Программисты выделяют следующие особенности Питона:

• Интерпретируемый язык. Написание кода не требует его последующей компиляции, нужно совершить запуск и на мониторе появится результат. К тому же доступен «режим взаимодействия», в котором результат можно получить практически после выполнения каждой операции.
• Интеграция с более сложным языком программирования, если на Python невозможно закончить работу.
• Динамическая типизация. Нет необходимости каждой переменной присваивать тип, язык указывает его автоматически. Помимо этого, если совершается операция с разными операндами, произойдёт автоматический перевод всех переменных к одной необходимой по некоторым требованиям.
• Опция возврата сразу нескольких значений функцией. Автоматически они оформляются в виде списка, для этого достаточно указать их в строчку через запятую. Возврат массива из функции также незатруднителен, стоит только написать строку “return имя_массива“. Программисту не нужно дополнительно отбирать память и превращать показатели в функцию.
• Командная строка, меняющая местами значение переменных. Используя выражение x,y=y,x обмен происходит таким образом, что значения в x будут располагаться в y и в тоже время то, что входило в y, будет находиться в x. Это возможно благодаря тому, что Python сначала изучает переменные, находящиеся справа от знака “равно” и приводит в вид списка. А затем то же самое происходит с элементами слева от знака “равно”, после чего он связывает каждую составляющую правого списка с левой. Таким образом, Питон позволяет совершать эти операции не только для двух переменных, а трёх и более.
•  Связывание данных. Тип информации в программе привязывается к ее значению, а не к самой переменной. Она указана в виде ссылки на объект, а значение – это сам объект с символикой, определяющей его тип и другие важные особенности. При таком подходе нет потребности в явном определении типов, а это непосредственно упрощает процесс повторного присваивания значения переменной. Это значительно сокращает время, особенно в случае, когда тип переменной имеет новое значение отличное от исходного.
•  Сборщик мусора. Программа автоматически определяет и очищает из кода программы ненужные объекты. Например, когда на объект ничего не ссылается, нет необходимости удалять его вручную, за вас это сделает программа.
• Цикл for. Многие IT-специалисты выбирают Python из-за простоты и удобства работы с разными списками, элементами массива и т.д. При переборе всех составляющих строка кода имеет вид «for x in контейнер:». При этом перебор начинается с нуля и до последнего элемента, индекс которого может быть представлен в виде минус единицы (-1). В случае необходимости определённого количества циклов, запись будет выглядеть следующим образом: “for x in range(1,8):” (Цикл должен проделываться со всеми значениями переменной x от единицы и до семи).

Python – универсальный язык, подходящий для получения прототипа практически любого ПО. Это достаточно простой язык с мощным инструментарием.

Питон часто используется для ускорения процесса разработки, на нём можно написать часть программы.

Именно за свою простоту Python пользуется такой популярностью среди программистов. Он по сей день занимает лидирующие позиции в сфере машинного обучения, в частности для функционирования искусственного интеллекта. Кроме того, во время работы в научной сфере специалисты выбирают не тратить много времени на написания кода, поэтому используют Python.

Способы повышения скорости работы

У IT-специалистов периодически возникают опасения по поводу влияния Python на производительность программы. Однако, чтобы делать такие выводы, сначала следует детально рассмотреть этот вопрос.

Нужно признать, что Python уступает другим языкам по скорости срабатывания кода. В таком случаи опасения специалистов оправданы, так как динамическая проверка типов, интерпретация и т.д. негативно влияют на производительность.

Почему же тогда Питон пользуется такой популярностью? Ответ прост – пусть он уступает скоростью работы, но при этом он реабилитируется скоростью разработки программ. Благодаря чему программист сможет сэкономить не только время, но и деньги.

Хороший программист понимает необходимость подбора удобного инструмента и грамотной реализации конкретного проекта. При этом важно опираться на ТЗ именно этого проекта.

Для решения проблемы со скоростью срабатывания кода на Python программисты используют следующие методы:

• Оптимизация одного из видов транслятора – интерпретатора.
• Написание части кода на С. (Обычно на этом языке пишут части кода, которые предназначены для обработки большого количества запросов за максимально быстрое время).
• Модули для тестирования. (Такие модули позволяют определить, в каком месте нужно встроить код на С).
• Подбор наиболее подходящих для проекта алгоритмов и инструментов.
• Применение уже готовых библиотек.

Для написания чего используют Python?

Универсальность языка подтверждается применением его на практике фактически во всех областях программирования. Python подходит для написания чего угодно.

База данных

База данных (БД) представляет собой структурированную информацию в соответствии с какими-то общими параметрами и систематизированную по определенным правилам. В ней хранится информация о разных объектах (клиентах компании, нормативных актах, расчётов и т.п.). На сегодняшний день базы данных активно используют как в небольших, так и в крупных компаниях.

На Python можно написать систему для управления БД.

Back-end сайта

Программные платформы Django и Flask позволяют использовать Python в качестве серверного языка программирования. С его помощью разрабатывают северные части сайта. Причём функциональные возможности языка могут составить равную конкуренцию другим подобным инструментам. Наиболее популярным в сфере серверной веб-разработки остается PHP. Однако популярность Python среди разработчиков для этой цели растёт с каждым годом.

Blockchain

Технология блокчейна востребована практически в любой сфере, чаще всего это касается финансов и криптовалюты. Блокчейн содержит в себе блоки в виде последовательной цепочки, при этом каждый отдельный блок информационно наполнен и связан с предыдущим.

Программисты обращаются к блокчейну из-за хорошей безопасности и возможности доступа к данным независимо от того в какой точке мира находится человек. Хранение данных организовано таким образом, что практически нет шансов взломать их. Отдельно блоки взламывать нет смысла, а главный процессор со всеми данными неизвестно где находится.

Python отлично подойдёт для создания такой совокупности блоков. При грамотном проектировании блокчейн, созданный на Python, сможет конкурировать с другими языками.

Бот

Большим спросом у пользователей в интернете пользуются боты. Такая программа настроена на выполнение нужного действия в ответ на поступающий сигнал или же в определенное время. Функционирование ботов напоминает симуляцию поведения человека, но при этом они выполняют только простые действия. Зачастую их используют для ответов в чате (служба техподдержка), в игровом пространстве (компьютерные игры), для поиска необходимой информации в поисковых системах (поисковые боты).

Питон подойдет для создания относительно умных ботов, обладающих больших множеством функций. Создание подобных программ достаточно кропотливая работа, недостаточно написать код в 500 строк. Стоимость таких программ для бизнес-проектов может насчитывать миллионы. Важно продумать каждую деталь, учитывая разные варианты диалогов и поведенческие факторы человека, а затем внедрить их в программу.

BitTorrent клиент

Уникальную в своём роде технологию BitTorrent используют для быстрого обмена большого объема данных в интернете. Первоначально торрент-клиент был написан именно на Python, а в последующем переписан на C++.

Дополненная реальность

Технология дополненной реальности способствует внедрению в реальный мир цифровых объектов. В современных кинотеатрах повсеместно используют очки с подобным эффектом. Дополнения виртуальными технологиями можно заметить во многих фильмах (особенно в жанре фантастика), а также в системе прицеливания и многом другом. В основе функционирования дополненной реальности заложен принцип взаимодействия с метками.

Процесс дополнения реальности происходит следующим образом:

• на электронное устройство поступает информация;
• анализируется окружающее пространство;
• проводится накладка “цифрового слоя” на реальное пространство.

Над разработкой приложений с внедрением данной технологии работает не один специалист. Над таким проектом работают программисты, 3D-дизайнеры и т.д. Процесс не быстрый и трудоёмкий. Этим и обусловлена стоимость приложений, оцениваемая примерно в 500 тысяч рублей.

Python отлично подходит для создания профессиональных приложений дополненной реальности.

Парсер

Парсингом данных называют процесс сбора и обработки информации. Парсер – эффективный инструмент для реализации данной цели. Его используют для получения информации по курсу валют, контактных данных банков, составления рейтингов и подбору финансовых продуктов и т.п. Ручной сбор данных затруднителен даже для небольших проектов, поэтому чаще используют парсер.

Написать подобное ПО можно на многих языках, в том числе для этого можно воспользоваться преимуществами Python. Такое приложение будет работать оперативно и результативно.

Калькулятор

Любой начинающий программист или студент, обучающийся по специальности “Информатика”, сталкивался с таким заданием. Для создания калькулятора подойдет любой язык программирования, Python не является исключением.

Для точности расчётов необходимо исключить ошибки касательно двоичного представления чисел или их округления. Функциональные возможности Питона позволяют использовать библиотеки для решения данного вопроса.

Нейронная сеть

Любому биологу хорошо известно такое понятие, как “нейронная сеть”. Именно из этой области оно попало в программирование. Созданные с помощью ПО нейронные сети подобны биологическим последовательно соединенным нейронам. Однако помимо последовательности и взаимосвязи нейронов в программировании такие сети:

• анализируют данные;
• сохраняют информацию;
• воспроизводят сохраненные данные.

Их применение обширно в разных программах. Чаще всего они востребованы в сфере искусственного интеллекта (для распознавания чего-либо), для прогнозирования, классификации объектов по признакам и различных вычислений.

Python по праву признан одним из самых мощных инструментов для разработки нейронных сетей. В нем стандартный пакет дополнен объёмным количеством библиотек для машинного обучения. Поэтому Python позволяет написать даже сложные программы и приложения.

Игра

Разработка больших игр невозможна на Python, но вот для создания прототипов или какого-то элемента проекта (северной части приложения).

Написать небольшую простую игру возможно воспользовавшись библиотекой Pygame. Ее функционала достаточно для создания 2D игры (например, можно написать Змейку).

Текстовый редактор

Подобный редактор подходит для создания и редактирования не только текстового документа, но и кода различных программ. Для многих текстовых редакторов не проблематично установить используемый язык программирования, кроме того они способны подсвечивать его синтаксис. Некоторые редакторы и вовсе подобны полноценным интегрированным средам разработки (IDE).

Для создания небольшого проекта достаточно знать основы программирования, в то время как крупные проекты требуют более углубленных знаний и сил. Python отличается своей быстротой разработки, однако, для создания текстового редактора на Python придется задействовать целую команду разработчиков.

Язык программирования

Любой IT-специалист знает, что ПК – это всегда многоуровневое устройство. Чтобы упростить и ускорить процесс разработки, программисты из сложной программы создают более простую, а из неё получают ещё более простой и удобный инструмент для разработки. Однако зачастую от этих манипуляций страдает производительность.

Python считается высокоуровневым языком, поэтому писать на его основе какой-либо другой язык программирования не совсем рационально, хотя и возможно. Более целесообразно заняться разработкой инструментов для интерпретации или компиляции для самого Python или другого языка программирования. Такие проекты не принесут программисту какого-либо дохода, потому что это задание некоммерческого плана. Зато подобные проекты позволят разработчику получить бесценный опыт в программировании.