Python: що це за мова програмування і для чого вона потрібна

Python — це високорівнева мова програмування з динамічною типізацією, яка широко застосовується в різних сферах розробки: від веб-додатків до моделей штучного інтелекту. Python стала однією з найпопулярніших мов завдяки відносно простому синтаксису, читабельності та універсальності застосування. Вона сумісна з об’єктно-орієнтованою, процедурною та функціональною парадигмами програмування.

Навіщо потрібна мова Python

Давайте розглянемо основні сфери використання цієї мови.

• Розробка веб-додатків. Python є базою при створенні багатьох відомих платформ, соціальних мереж та стрімінгових сервісів. Використовуючи веб-фреймворки Django і Flask, ви зможете писати на Пайтоні великі веб-проекти з можливістю масштабування. Python активно застосовується в бекенді, управлінні базами даних, проектах з відкритим вихідним кодом та розробках API. Відмінною особливістю цієї мови є те, що вона дає змогу писати веб-програми на боці сервера. Велика кількість досвідчених кодерів обирають Python, не в останню чергу, через те, що на ній легше реалізовувати складні серверні функції.
• Data Science і Machine Learning. Мова Python давно завоювала визнання серед фахівців, які займаються аналізом даних та розробкою моделей машинного навчання. Завдяки таким бібліотекам, як NumPy, pandas, Scikit-learn, TensorFlow та PyTorch, можна робити максимально точні прогнози та створювати нові алгоритми. Використовуючи бібліотеку Python ML, вам доступна класифікація зображень, текстів, інтернет-трафіку, розпізнавання облич та мов.
• Розробка та автоматизація програмного забезпечення. Python часто застосовується для написання скриптів автоматизації: наприклад, для обробки файлів та парсингу сайтів. Ще одна сфера її використання: розробка та тестування прототипів додатків та ігор.

Як вже згадувалося, Python відносно легка мова для новачків. Тому саме на ній часто зупиняють свій вибір програмісти-початківці. В Пайтоні не дуже складний синтаксис та інтуїтивно зрозуміла структура коду.

Історія розробки

Мову Python створив у 1991 році нідерландський вчений і програміст Гвідо ван Россум. Спочатку це була просто ідея, якою розробник захопився у вільний час на зимових канікулах. Назва виникла з відомого британського телешоу «Літаючий цирк Монті Пайтона». Свою мову програмування Гвідо так і назвав на честь комік-трупи Python (у перекладі з англійської – пітон).

Перший реліз Python 0.9.0 представлено світовій IT-спільноті вже через два місяці після того, як автор розпочав створення синтаксису — у лютому 1991 року. Незважаючи на те, що на початку 90-х інтернет знаходився в зародковому стані, новинка отримала визнання інших програмістів і досить широке на той час застосування. Вже через три роки після релізу першої версії, у Пітона з’явилося своє співтовариство у всесвітньому павутинні: група comp.lang.python. Згодом вона стала основним форумом підтримки мови.

Прем’єрний реліз був досить простий: у ньому були присутні класи наслідування, обробка винятків, функції та основні типи даних. Стабільну версію 1.0 доповнили обробкою списків даних. У синтаксисі з’явилися систематизація, фільтрація, скорочення та зіставлення.

Ще через шість років, у жовтні 2000 року, на розгляд публіки представили Python 2.0. Мова стала більш універсальною за рахунок появи функції спискових включень. Щось схоже вже було у синтаксисі SETL та Haskell. Творці Пайтона запозичили її з функціоналу цих двох мов.

Наступна версія мови з’явилася у 2008 році. Python 3.0 запам’ятався декількома покращеннями, найзначнішим з яких стало зменшення дублюючих функцій та прискорений час виконання.

2001 року навколо спільноти пітон-програмістів виникла некомерційна організація Python Software Foundation. Вона займається популяризацією та покращенням мови, проведенням тематичних заходів, роботою над розширенням функціоналу.

У чому переваги Python: синтаксис та структури даних

Якщо коротко викласти основні переваги мови програмування Python, то в цей перелік увійде:

• Простий читабельний синтаксис. Оскільки Python дуже схожий на природну мову, це полегшує її вивчення людьми, які раніше не мали досвіду роботи з кодом.
• Велика кількість бібліотек та фреймворків. Коли ви почнете розробляти програми та обробляти дані, вас приємно здивує широкий набір інструментів, сумісних з Python. Вони помітно прискорюють та полегшують роботу кодера.
• Сумісність із іншими платформами. Python дозволяє працювати не тільки на Windows, а й на macOS і Linux. Завдяки цій властивості мову можна назвати універсальним кросплатформним інструментом для розробки.
• Численна спільнота. Популярність Python у всьому світі очевидна. На ній пишуть код понад 10 мільйонів програмістів у різних країнах. Наявність великої кількості форумів та інтернет-спільнот дозволить новачку отримати відповіді на будь-які питання, що його цікавлять, пов’язані з кодом або проблемами в роботі.
• Підтримка кількох парадигмів програмування. Це покращує застосування різних підходів та методів у вирішенні завдань.

Недоліки Python: чи є вони?

Жодну мову програмування не можна назвати досконалою. Недоліки та недоробки можна знайти практично в будь-якій з них. Не виняток тут і наш Python. Але, варто зауважити, у ній набагато менше проблем, ніж у більшості аналогів. Отже, недоліки Пайтона:

• Швидкість виконання. Вважається, що Python поступається в швидкості виконання мовам C, С++ і навіть Java. Хоча цей недолік компенсується простотою Пайтона, не можна заперечити, що вона трохи повільніша порівняно з мовами, що компілюються.
• Використання пам’яті. Python займає більше пам’яті, ніж багато інших мов. Якщо у вас обмежені ресурси, це може стати проблемою.
• Не найкраща багатозадачність. Хоча Пайтон підтримує багатопоточність, багатозадачна обробка даних у ній не на висоті, навіть на багатоядерних пристроях.
• Погано підходить для мобільної розробки. Python не часто використовується для розробки мобільних програм. У цій сфері тривалий час панують Swift, Kotlin та Java.

Порівняння Python з Java та C: хто виграє?

Щоб отримати уявлення про те, що краще: Python або його споконвічні конкуренти Java і C, давайте порівняємо всі три мови. Ймовірно, ви вже знаєте, що синтаксис Python більш стислий і лаконічний. Java ж, навпаки, вимагає набагато більше коду для створення класів і, загалом, у Джави складніший синтаксис при роботі з введенням і виведенням даних. Що стосується C, то серед цієї трійці вона найскладніша і вимагає від програміста максимальної уваги до деталей. Наприклад, у C потрібно явно керувати пам’яттю (через malloc та free). Це збільшує ризик виникнення помилок.

Python не потребує явної вказівки типів змінних. Наприклад, вона самостійно визначає тип змінної як список. А ось у Java вам знадобиться явно вказувати тип даних. Це зробить код трохи більш громіздким.

Управління пам’яттю Python повністю автоматизовано. Вбудований збирач сміття сам звільняє пам’ять, коли об’єкти більше не використовуються. Щось подібне існує і в Java. Але ось у мові C все навпаки: там програмісти самостійно керують пам’яттю. Це покращує контроль, але збільшує ймовірність витоків пам’яті та помилок.

Python має вбудовані функції, такі як sum(), завдяки яким можна виконувати різні операції з невеликими зусиллями. У Java для цього вам доведеться використовувати цикли або сторонні бібліотеки.

Python досить повільна. Java трохи швидша, але все одно ці обидві мови помітно поступаються C, яка відразу компілюється в машинний код, що робить її надзвичайно швидким та ефективним. Це одна з головних причин, чому C застосовується у розробці операційних систем.

Python — це мова, що інтерпретується, що додає їй плюс в карму як при запуску, так і при тестуванні коду. На противагу цьому, Java потребує попередньої компіляції перед виконанням. А це найчастіше призводить до уповільнення процесу розробки.

Висновок

Python — це популярна мова програмування, яка характеризується своєю простотою та універсальністю використання. Незважаючи на певні обмеження, очевидні переваги роблять її чудовим вибором як для новачків, так і досвідчених фахівців. Якщо в першому випадку Пайтон приваблює простотою свого синтаксису, то в другому вона стане кращим вибором при розробці систем машинного навчання та автоматизації обчислення.

Якщо вас цікавить навчання програмуванню, Python підходить на 100%. Це одна з найпоширеніших мов, вона використовується в усьому світі, дозволяє створювати різні програми та системні розробки.