كيف تعمل لغة بايثون

ما هي لغة بايثون Python؟

بايثون هي لغة برمجة عامة الغرض General Purpose، يمكن استخدامها لبرمجة أي شيء تقريبًا دون التقيّد بمجالاتٍ معينةٍ، كما في بعض اللغات الأخرى مثل: لغة HTML وJavaScript، اللتان تُستخدمان لأغراض محدَّدة، ومن تلك الاستخدامات برمجة الروبوتات وتطوير الويب والبرمجيات لأنظمة تشغيل مختلفة، وتحليل البيانات والتعلم الآلي وغيرها.

فضلًا على تنوع استخداماتها، تُعدّ لغة بايثون مناسبة ومُحبّبة للمبتدئين، إذ إنّ طريقة الكتابة مباشرة وبسيطة وتعطيك تقريرًا مباشرًا عند حدوث أخطاء، غالبًا ما يبدو الأمر كما أنك تكتب رسالة إلى شخص آخر.

تاريخ لغة بايثون

أظهرت بايثون قوتها أمام اختبار الزمن بتطوّرها ونموّها المستمرين، بالرغم من قِدَمِها منذ إصدار النسخة الأولى Python 1.0 عام 1994 على يد المبرمج «جويدو فان روسوم». تضمَّن الإصدار الأول عدّة ميّزات مثيرة، مثل الوحدات Modules والدوال Functions والفئات Classes، والتعامل مع الاستثناءات (Exceptions Handling) ودعم أنواع البيانات الأساسية.

استمرّ «فان روسوم» بتطوير اللغة، مع فريق خاص انضمّ إليه لاحقًا، حتى أطلقوا إصدار بايثون 2 عام 2000 الذي ركّز على جعل تجربة التطوير مريحة وسهلة، ويعوّل عليها في المشاريع الكبيرة والمتنوعة، إذ أُضيفت عدّة ميزات جديدة، مثل تعابير (List Comprehension) و(cycle-detecting garbage collector) لأتمتة عملية إدارة الذاكرة، ودعم رموز يونيكود لتصبح اللغة تدعم جميع المحارف المعيارية، وتوحيد الأنواع والأصناف.

ومنذ لحظة إطلاق الإصدار الثاني، بدأ العمل على الإصدار الثالث (بايثون 3.0) الذي ركَّز على إصلاح مشاكل التكرارات وتحسين اللغة وتبسيطها، وحذف الشيفرات غير الضرورية والمتكررة من اللغة، بحيث يُصبح لكل مهمة طريقة واحدة لإنجازها. واشتمل هذا الإصدار ميّزات مهمة وإصلاحات جوهرية، مثل تغيير العبارة print إلى دالة مُضمَّنة باللغة بعد أن كانت تعبير برمجي في الإصدار السابق، وتحسين قسمة الأعداد الصحيحة، ودعم محارف يونيكود (Unicode).

كيف تعمل لغة بايثون؟

تُصنَّف لغة بايثون ضمن اللغات المُفسَّرة Interpreted languages، أي أنها تستخدم برنامجًا يُدعى المفسّر Interpreter، وظيفته قراءة كل سطر من أسطر الشيفرة البرمجية ويحلله وينفّذه مباشرةً، وسيتوقف عن العمل بمجرد أن يُصادف خطأ.

ذلك عكس اللغات المصرّفة Compiled Languages، التي تعتمد نهج تصريف أو تحويل الشيفرة البرمجية إلى لغة وسطية تفهمها الآلة، ثم تنفيذ البرنامج دفعة واحدة وليس سطرًا بسطر. وتجدر الإشارة إلى أنّ كِلا النهجين آنفا الذكر (التفسير والتصريف)، هما آليات تنفيذ فقط وليستا ضمن خصائص اللغة نفسها.

ما هي مميزات لغة بايثون؟

يعود سبب الانتشار الكبير للغة بايثون إلى ميّزاتها الفريدة التي تجعلها خيارًا مفضلًا لدى العديد من المطورين والشركات، نذكر بعض من هذه الميزات كالآتي:

1. سهلة التعلم والكتابة

تُعدّ لغة بايثون واحدة من أسهل اللغات البرمجية للتعلم، بسبب سهولة بناءها ومنطقية أوامرها البرمجية التي تشبه إلى حدٍ كبير الكتابة باللغة الانجليزية، مما يجعلها صديقة ومُحبّبة جدًا لمعظم المطورين، وبخاصةٍ المبتدئين منهم. إضافةً إلى أنها صُمّمت لتكون لغة برمجة عالية المستوى (high-level programming)، أي لا تحتاج أن تكون على دراية وخبرة ببنية الترميز وإدارة الذاكرة، وغيرها من الأمور التقنية المعقدة.

2. مفتوحة المصدر ومجانية تمامًا

بايثون لغة برمجة مفتوحة المصدر، بإمكان أي شخص إنشاء نسخة خاصة منها والمساهمة في تطويرها. لدى Python منتدى عبر الإنترنت، حيث يجتمع الآلاف من المبرمجين يوميًا لتحسين هذه اللغة بصورة أكبر. إضافةً إلى ذلك، تُعدّ لغة بايثون مجانية التنزيل والاستخدام في أي نظام تشغيل، سواء أكان نظام Windows أو Mac أو Linux.

3. تدعم البرمجة الكائنية OOP

أحد الميّزات الرئيسية للغة بايثون أنها تتبع وتدعم نهج البرمجة كائنية التوجه أو البرمجة الشيئية (Object-oriented programming)، مما يسهّل عملية التطوير ويجعلها فعّالة بصورة أكبر على المدى البعيد، إذ يتيح هذا النهج إعادة استخدام الشيفرات البرمجية ويمنع التكرار، مما يمنح المطورون مرونة أكبر وتوفير الوقت والجهد في أثناء العملية الإنتاجية.

4. لديها مجتمع كبير يدعمها

تمتلك لغة بايثون أحد أكبر المجتمعات في منصتيّ StackOverflow وMeetup، التي أكسبتها شعبية كبيرة على مر السنين. إذا احتجت إلى أي نوع من المساعدة المتعلقة بلغة Python، فإن المجتمع الضخم موجود دائمًا للإجابة على استفساراتك.

5. لغة مُفسّرة وديناميكية Interpreted & Dynamic Language

تُعدُّ لغة Python لغة مُفسرة، أي أنها لا تحتاج ترجمة الشيفرات إلى لغة الآلة في ملف منفصل، ثم بعد ذلك يتم التشغيل، إنما تُقرأ الشيفرات مباشرةً وقت التشغيل Run Time عبر برنامج يدعى «المفسِّر» interpreter، مما يمنحها ميزة تعريف المتغيرات دون الاضطرار إلى تخزينها في مكانٍ في الذاكرة، وتسمح كذلك باستدعاء الدوال المُعرّفة عدّة مرات بتمرير قيم مختلفة في كل مرة.

ما هي عيوب وسلبيات لغة بايثون؟

من المعروف في صناعة البرمجيات أنه لا يوجد أداة أو لغة مناسبة لجميع المشاريع، ولغة بايثون كغيرها من اللغات؛ مناسبة وجيدة في سياق وحالات معيّنة، وبالمثل هناك بعض الحالات التي تظهر فيها سلبيات وعيوب نذكرها كالآتي:

1. بطء السرعة

تُعدُّ بايثون لغة بطيئة في تنفيذ البرامج والأوامر البرمجية مقارنةً بلغاتٍ أخرى، كونها لغة مُفسّرة تستخدم «مفسِّر Interpreter» خلال عملية التحقق من صحة البرنامج.

أضِف إلى ذلك أنّ Python هي لغة برمجة عالية المستوى High-Level Programming، مما يعني أنها بعيدة عن عتاد الأجهزة Hardware، بعكس لغات البرمجة منخفضة المستوى الأخرى كلغتيّ جافا Java وسي بلس بلس ++C. نظرًا لأن الوصول إلى عتاد الأجهزة أقل سهولة، فإن الوقت المطلوب للوصول إلى المتغيرات وتخزينها في الذاكرة طويل. هذا يقلل من سرعة التنفيذ الإجمالية.

2. استهلاك الذاكرة

تتميّز لغة Python بمرونة أنواع بياناتها، وعلى الرغم من فائدة هذه الميزة في تحسين تجربة المطوّرين مع اللغة إلا أنها تعيق القدرة على تخصيص الذاكرة Memory Allocation وإدارتها بفعالية، وهي عملية أو إجراء لتخصيص مساحة الذاكرة للبرامج في الجهاز، بشكلٍ يسهم في استهلاكها بصورة عالية جدًا.

3. أخطاء وقت التشغيل

كما ذكرنا في الأعلى، إنّ Python لغة برمجة مفسّرة، أي لا يلزم وجود مترجم Compiler لتشغيل البرنامج، إنما تُقرأ الأوامر البرمجية وتُنفّذ مباشرةً خلال وقت التشغيل. نتيجة لذلك، لن تُلاحَظ أي مشاكل في الكود حتى يتم تنفيذ البرنامج بالكامل.

ما هي استخدامات لغة بايثون؟

تتعدَّد استخدامات لغة بايثون وتدخل في مجالات عدّة، مما يمنح ممارسوها فرص كثيرة، نذكر بعض من تلك الاستخدامات كالآتي:

تحليل البيانات

يفضّل علماء البيانات والمحللون استخدام لغة Python لتحليل البيانات، نظرًا لإمكانات اللغة ومكتباتها المتطورة مفتوحة المصدر، التي تغطي طيفًا واسعًا من المجالات والاستخدامات مثل: معالجة البيانات، والتمثيل البصري للبيانات، والإحصاء، والرياضيات، ومعالجة اللغة الطبيعية.

التعلم الآلي والذكاء الاصطناعي

يختار معظم المطورون لغة البرمجة بايثون في مشاريع الذكاء الاصطناعي، بسبب تنوّع مكتباتها مثل: باندا Pandas، وساي كيت ليرن Scikit-Learn، ونمباي NumPy.. وغيرها الكثير، وسهولة استخدامها مع قدراتها الكبيرة في المعالجة.

تطوير الويب

تُستخدم Python على نطاق واسع في مشاريع تطوير تطبيقات الويب، خصوصًا مع الشعبية التي تكتسبها أُطر عملها ومكتباتها، مثل جانغو Django وفلاسك Flask، التي تُمكّن اللغة من التعامل مع خوادم الويب مباشرةً، والتفاعل مع قواعد البيانات وواجهات برمجة التطبيقات بعد أن يطلب المستخدم بيانات من الواجهة الأمامية للتطبيق في المتصفح.

التحليل المالي

في استطلاع حديث لـ HackerRank، كانت Python لغة البرمجة الأولى التي تبحث عنها شركات التكنولوجيا المالية FinTech عند توظيف المطورين، لكن ليس فقط شركات التقنية المالية هي من تستخدم لغة Python، إنما تُستخدم بصورة واسعة في الصناعة المالية، بسبب قدرات معالجة البيانات ومكتبات الطرف الثالث المختلفة المصممة للتحليل المالي.

تطوير الألعاب

تُستخدم البايثون أيضًا في تطوير الألعاب التفاعلية. إذ يوجد مكتبات متخصصة مثل PySoy، توفّر ميّزات لتطوير الألعاب.

كيف تتعلم لغة بايثون من الصفر؟

تتميز لغة بايثون Python بأنها سهلة التعلم وتمنح تجربة رائعة للمطورين، وبخاصةٍ المبتدئين. تحتاج في بداية رحلة التعلم إلى معرفة أساسيات اللغة والتدرب على بُنيتها، ثم تعلُّم المواضيع المتقدّمة مثل: البرمجة كائنية التوجُّه والربط مع قواعد البيانات وكيفية تبادل البيانات، ستحتاج أيضًا إلى تعلم إحدى أُطر عمل لغة Python المطلوبة في السوق.

كما ترى، الرحلة لن تكون سهلة وستأخذ منك مجهودًا ووقتًا كبيرين، فهذا النهج التعليمي ليس مقتصرًا على لغة بعينها، إنما جميع النُهج متشابهة. وبالرغم من ذلك، لا زال بمقدورك اختصار الرحلة وتوفير بعض الجهد من خلال التركيز على مكان واحد للتعلم، وهنا ننصحك بتعلمها أكاديميًا باحترافية، من خلال الانضمام إلى دورة تطوير تطبيقات الويب باستخدام لغة بايثون المقدمة من أكاديمية حسوب.

أُعدَّت هذه الدورة على أيدي نخبة من المطورين بأسلوب شيّق وعملي، إذ تعتمد على التطبيق العملي وبناء مشاريع حقيقية، إضافةً إلى وجود مُوجّهين خبراء لضمان إتمام رحلتك التعليمية بمساعدة المختصين. ما يؤهلّك في النهاية إلى بدء مسيرتك المهنية والعمل كمطوّر بايثون محترف.