19 сент. 2023 г. Время чтения: Около 6 мин. Data Science

Язык программирования Python

Python по праву занял сердца миллионов программистов по всему миру. В этой статье мы расскажем вам, для чего нужен этот язык программирования и где он применяется, какие особенности и преимущества имеет, какие библиотеки и платформы поддерживает, и какие инструменты разработки предлагает.

Python(рус. питон, пайтон) — это высокоуровневый, интерпретируемый и мультипарадигменный язык программирования.

Для чего люди пишут на Питоне

Python используется для таких задач, как:

Backend-разработка веб-сайтов, desktop- и мобильных приложений и игр
Тестирование
Научные расчеты
Автоматизация процессов
Машинное обучение
Разработка ИИ.

Где нужны python-разработчики

Если ответить честно на этот вопрос, то питонисты нужны везде — от подсчета куриц на ферме и создания астрологических программ до запуска любого бизнеса в интернете и научных открытий. Если обобщить, то питон нужен в таких сферах, как:

Data science и научные исследования
Искусственный интеллект и машинное обучение
Тестирование и автоматизация тестирования
Продвижение науки и бизнеса
Образование и здравоохранение
Финансовая индустрия, блокчейн и криптовалюты
Развлекательная и кинематографическая индустрия, игры.

Кому нужно знать Python

На самом деле профессий, где пригодится этот язык, очень много, но мы выделим 15 из них: разработчик программного обеспечения, дата-сайентист, аналитик данных, веб-разработчик, инженер данных, инженер машинного обучения, архитектор данных, разработчик бизнес-интеллекта, BI-аналитик, NLP-инженер, администратор баз данных, разработчик БД, сетевой и системный администратор, тестировщик и автоматизатор тестирования.

* Подробнее о некоторых профессиях здесь.

Преимущества

★ Простой и понятный синтаксис. Код на Python похож на обычный текст, а не на сложные конструкции из символов. Это упрощает его изучение и позволяет писать лаконичные программы.

★ Широкая область применения. От веб-разработки до науки о данных. Python – один из самых универсальных языков программирования.

★ Мультипарадигмальность. Python поддерживает разные стили программирования:

Объектно-ориентированный
Функциональный
Процедурный
Императивный.

★ Не требует компиляции перед запуском. Это приводит к:

Быстрому циклу разработки. То есть мгновенно виден результат изменений скрипта. Это упрощает отладку и экспериментирование с кодом.
Мультиплатформенности. Вы можете написать программу на Python на одной операционной системе (например, Windows) и запустить ее на другой (например, macOS или Linux) без необходимости перекомпиляции.
Динамической типизации. Интерпретатор автоматически определяет тип переменных на основе их значений во время выполнения. Благодаря этому, Python поддерживает полиморфизм, а также вы можете легко добавлять или удалять элементы, присваивать значения и выполнять другие операции с контейнерами (списки, кортежи, словари), даже если типы элементов различаются.
Расширяемости. Python имеет богатый набор стандартных библиотек и также может быть расширен с помощью сторонних модулей и пакетов. Большинство сторонних пакетов предоставляются в виде исходного кода и можно легко установить и использовать с помощью менеджера пакетов, такого как pip. За счет динамической интерпретации кода Python, модули могут быть легко импортированы и использованы без необходимости компиляции.

★ Кроссплатформенность. Благодаря интерпретируемой природе Python-код может запускаться на любой ОС без изменений.

★ Богатая экосистема. В Питоне есть модули для решения множества задач, а также поддержка сторонних библиотек, платформ и фреймворков.

★ Востребованность. В 2023 году DevJobsScanner проанализировал более 14 миллионов вакансий разработчиков и оказалось, что «тихой сапой» Python протоптал дорожку до второй строчки в рейтинге востребованности языков.

Недостатки

☆ Низкая производительность. Из-за интерпретируемой природы Python медленнее компилируемых языков. Это важно для приложений с высокой нагрузкой.

☆ Динамическая типизация. Типы определяются во время исполнения, что может приводить к неожиданным ошибкам. Затрудняет анализ кода.

☆ Ограниченная многопоточность. Механизм GIL не позволяет эффективно использовать многоядерные процессоры из-за блокировки потоков. Если нужна поддержка параллельного программирования и многоядерных процессоров, лучше используйте другие языки.

☆ Высокое потребление памяти. Динамическая типизация и автоматическое управление памятью требуют больше ресурсов.

Как запустить программу на Пайтон

Для того, чтобы запустить программу на Python, нужно иметь установленный интерпретатор Python, который можно скачать с официального сайта. Интерпретатор выполняет код построчно и выводит результат на экран или в файл.

Пакеты, модули, библиотеки

Поддержка различных пакетов, модулей и библиотек расширяет возможности языка и предоставляет готовые решения для разных задач. Существует множество пакетов и библиотек для Python, которые можно найти на сайте PyPI (Python Package Index). Некоторые из них входят в стандартную библиотеку Python, которая поставляется вместе с интерпретатором. Другие нужно устанавливать дополнительно с помощью специальных инструментов, таких как pip или conda.

* Pip — это менеджер пакетов для Python, который позволяет устанавливать, обновлять и удалять пакеты из PyPI или других источников.* Conda — это менеджер пакетов и сред для Python, который позволяет создавать изолированные среды для разных проектов на Python и управлять ими.

Пакеты

Пакет — это набор модулей, которые связаны между собой по теме или функциональности.

Модули

Модуль — это файл с кодом на Python, который содержит определения функций, классов, переменных и других объектов.

Библиотеки

Библиотеки — это наборы готовых модулей и функций, которые упрощают и ускоряют разработку. Python имеет:

Обширную стандартную библиотеку. Простая работа со строками, файлами, сетью и другими задачами избавляет программиста от необходимости писать базовый функционал с нуля.
Множество сторонних библиотек. Чем больше библиотек, написанных на языке, тем более он популярен, доступен и легок в использовании.

ТОП-5 библиотек на Пайтоне

Requests позволяет легко работать с HTTP-запросами и ответами. Поддерживает разные методы, параметры, аутентификацию.
NumPy предоставляет инструменты для работы с массивами, матрицами, векторами, статистикой. Оптимизирована для скорости.
Pandas позволяет обрабатывать и анализировать данные. Поддерживает работу с CSV, Excel, SQL. Популярна для анализа данных.
Matplotlib используется для визуализации данных в виде графиков и диаграмм. Позволяет настраивать стиль и параметры.
TensorFlow – библиотека для машинного обучения и нейронных сетей. Поддерживает распределённые вычисления. Лидер в области ИИ.

Платформы Python

Python — это кроссплатформенный язык программирования, который работает на разных операционных системах и архитектурах.

Какие платформы поддерживает Python? — Windows, Linux, macOS, Unix, FreeBSD, Android и iOS. Python также запускается на встраиваемых системах с ограниченными ресурсами. Существуют специализированные версии Python, такие как MicroPython или CircuitPython, которые оптимизированы для работы на микроконтроллерах и встроенных системах.

Также хотелось бы упомянуть, что некоторые пакеты и библиотеки являются частью специальных дистрибутивов, платформ и сред, например:

Anaconda — это платформа для научных расчетов и машинного обучения на Python. Она включает в себя интерпретатор, более 250 пакетов и библиотек для работы с данными, математикой, статистикой, визуализацией и другими задачами. Она также предоставляет инструменты для разработки и управления проектами, такие как Jupyter Notebook, Spyder IDE и conda.
Online Python — это онлайн-среда для работы с кодом на Python. Она позволяет создавать, запускать и делиться кодом без необходимости устанавливать что-либо на свой компьютер. Она поддерживает работу с различными библиотеками и фреймворками.

Что такое IDE и SDK

IDE и SDK — это инструменты разработки, которые облегчают и ускоряют процесс написания, отладки, тестирования и запуска кода.

Python IDE

IDE — это интегрированная среда разработки, которая предоставляет редактор кода, подсветку синтаксиса, автодополнение, проверку ошибок, отладчик, консоль, графический интерфейс и другие функции. IDE также поддерживает работу с фреймворками, библиотеками и технологиями.

Мы можем выделить 2 самых популярных IDE для Python на данный момент:

PyCharm поддерживает работу с фреймворками, библиотеками и технологиями для веб-разработки, машинного обучения, научных расчетов и других областей. Она предоставляет множество функций и возможностей для написания, отладки, тестирования и запуска кода на Python.
Visual Studio подходит для разработки приложений на разных языках программирования, включая Python. Она поддерживает работу с веб-приложениями, десктопными приложениями, мобильными приложениями, играми и другими типами приложений и предоставляет интеграцию с различными сервисами и платформами Microsoft, такими как Azure, Windows и Xbox.

* Подробнее о IDE на Python можно почитать тут.

Python SDK

SDK — это набор программных компонентов, которые позволяют создавать приложения для определенной платформы или технологии: обычно включает в себя интерпретатор, библиотеки для работы с платформой или технологией, документацию и примеры кода.

Существует множество разных Python SDK, которые подходят для разных платформ или технологий. Вот некоторые из них:

TensorFlow — это библиотека для машинного обучения и искусственного интеллекта. Она предоставляет мощные инструменты для создания, обучения и использования нейронных сетей и других алгоритмов. TensorFlow поддерживает распределенное вычисление на CPU, GPU и TPU.
PyGame — это библиотека для создания игр на Python. Она предоставляет инструменты для работы с графикой, звуком, физикой, анимацией и другими элементами игрового процесса. А также поддерживает работу с различными форматами файлов, устройствами ввода и вывода.
Kivy — это библиотека для создания мобильных приложений на Python. Она позволяет создавать кроссплатформенные приложения с графическим интерфейсом пользователя (GUI) для Android и iOS, и поддерживает работу с разными возможностями мобильных устройств, например с мультитачем, жестами и анимацией.

Актуальность языка

Востребован. Это один из самых актуальных и востребованных языков программирования в настоящее время. Его популярность и применимость растут с каждым годом, как среди профессиональных разработчиков, так и среди любителей и обучающихся.
Используется во многих областях. Пайтон — универсальный язык, который вы можете использовать Python для создания веб-сайтов, мобильных приложений, десктопных приложений, игр, научных расчетов, анализа данных, машинного обучения и искусственного интеллекта. Этот язык используется в таких крупных компаниях, как Google, Instagram, Dropbox, Netflix и Spotify.
Поддерживает новые технологии и тренды. Язык постоянно развивается и адаптируется к новым технологиям и трендам: поддерживает работу с облачными вычислениями, интернетом вещей, блокчейном, квантовыми вычислениями.
Имеет огромное сообщество и экосистему. Имеет миллионы пользователей и разработчиков по всему миру. Вы можете легко найти ответы на свои вопросы, получить помощь или совет от других программистов, а также воспользоваться тысячами готовых библиотек и фреймворков, которые расширяют возможности Python и упрощают разработку. Вы также можете принять участие в различных конференциях, хакатонах, курсах и проектах. Самый популярный язык в 2022 году на платформе GitHub — JavaScript, однако второе место прочно занял Python.

* Напоминаем, что GitHub пользуется около 100 млн. разработчиков по всему миру. Доля российских пользователей составляет 7.3%.