8 مورد از بهترین و پرکاربرد ترین کتابخانه ها در برنامه نویسی پایتون

برنامه نویسی پایتون ، پایتون ، کتابخانه پایتون

شاید بتوان گفت (( یکپارچگی )) ، اولین ویژگی است که به هنگام صحبت در خصوص محبوبیت زبان برنامه نویسی پایتون به ذهن ما خطور می کند. یکپارچگی ذاتی ، خوانایی و شی گرایی از مهم ترین علل تمایز زبان برنامه نویسی پایتون با دیگر زبان ها می باشد که سبب تبدیل این زبان به انتخابی مناسب برای مبتدیان برنامه نویسی شده است . در صورتی که هنوز با زبان برنامه نویسی پایتون آشنا شده اید ، پیشنهاد میکنیم ابتدا مقاله (( پایتون چیست ؟ )) این مجموعه‌ رو مطالعه فرمایید. 

پایتون یک زبان برنامه نویسی سطح بالا ، تفسیری ، شی گرا و خوانا می باشد که گزینه ای مناسب برای برنامه نویسی عمومی است. آسانی‌ زبان برنامه نویسی پایتون به علت دارا بودن (( نحو )) یکتا با قابلیت خوانایی متمرکز می باشد. این زبان همچنین دارای یک سیستم پویا و مدیریت حافظه خودکار است که پارادایم یا الگو واره های چندگانه برنامه نویسی را پشتیبانی می‌کند. خواندن و ترجمه کدهای آن نسبت به دیگر زبان ها ساده تر است و این مهم سبب کاهش هزینه های نگهداری و توسعه برنامه های نوشته توسط برنامه نویسی پایتون می شود. در ادامه ، ابتدا نگاهی به مفهوم و ماهیت کتابخانه ها می اندازیم و سپس به معرفی ۸ مورد از بهترین های آن خواهیم پرداخت.

در صورتی که به حوزه برنامه نویسی پایتون علاقه مند هستید اما نمی دانید آن را چگونه و از کجا شروع کنید ، (( دوره پایتون )) هایپر کیوسک شما تا مسیر تبدیل شدن به یک برنامه نویس پایتون همراهی خواهد کرد.

آنچه در این مقاله خواهیم خواند

منظور از کتابخانه در یک زبان برنامه‌نویسی چه می‌باشد و چرا باید از آن ها استفاده کرد ؟

برنامه نویسی پایتون ، پایتون ، کتابخانه پایتون

کتابخانه (( Library )) ، مجموعه کدهایی هستند که در راستای انجام کاری مشخص، از قبل نوشته شده و در جایی ذخیره شده‌اند. آن ها به شکلی هستند که هر برنامه‌نویس برای استفاده از کدهای موجود در هر کتابخانه، تنها نیاز به فراخوانی آن ها درون کدهای با استفاده از اجرای دستورها  دارد. به بیانی ساده‌تر، کتابخانه‌ها آن دسته از کدهایی هستند که توسط توسعه‌دهندگان و برنامه‌نویسان خبره نوشته شده و به پکیج‌های برنامه‌نویسی اضافه شده‌اند تا برنامه‌نویسان دیگر در حین کدنویسی قادر به استفاده و به کارگیری آن‌ها باشند. همانند دیگر زبان ها ، توسعه دهندگان در برنامه نویسی پایتون برای رسیدن به نتایج بهینه در خروجی کدهای خود و تسریع در روند کدنویسی، ملزم به استفاده از کتابخانه‌های مختلف در شرایط و زمینه‌های معین می‌باشد.

اکنون به بررسی چند نمونه از  کتابخانه های مطرح و پرکاربرد در برنامه نویسی پایتون می پردازیم :

 کتابخانه (( TensorFlow ))

 

(( TensorFlow )) یکی از معروف ترین ، برجسته ترین و جدید ترین کتابخانه ها در زمینه برنامه نویسی پایتون می باشد که در سال ۲۰۲۰ توسط گوگل راه اندازی شد . این کتابخانه متن باز و رایگان می باشد که امکان استفاده از محاسبات عددی در زمینه یادگیری ماشین (( Machine Learning )) را برای توسعه دهندگان برنامه نویسی پایتون فراهم نموده است . یادگیری این کتابخانه بسیار آسان بوده و علاوه بر یادگیری ماشین ، در گردش داده و برنامه های تغییر پذیر کاربرد دارد. (( TensorFlow )) علاوه بر پایتون برای زبان های دیگری چون جاوا ، سویفت و .. در دسترس است.

برخی از ویژگی های TensorFlow

 

-استفاده از APi های خودکار با عملکرد بالا و پایدار

– به علت وجود اجرای (( eager )) ، امکان ایجاد مدل های یادگیری ماشین و تغییر و اشکال زدایی آن ها برای توسعه دهنده فراهم است .

– وجود یک معماری آسان برای یادگیری برنامه نویسی پایتون

برنامه نویسی پایتون ، پایتون ، کتابخانه پایتون

کتابخانه (( NumPy ))

 

از جمله محبوب ترین کتابخانه های یادگیری ماشین در برنامه نویسی پایتون (( Numpy )) می‌باشد که به طور معمول در محاسبات علمی از آن استفاده می شود. وظیفه اصلی آن پاکسازی و دستکاری داده ها می باشد . به وسیله این کتابخانه ، می توانیم بر آرایه های چند بعدی عملیات انجام دهیم. Numpy مجموعه گسترده ای از ابزارها را برای عملیات عددی و دستیابی به عملکرد بهتر و اجرای صحیح در اختیار کاربر قرار می دهد. این کتابخانه در بسیاری از حوزه های برنامه نویسی پایتون نظیر ؛ علم داده ، تجسم داده ، یادگیری ماشین ، رایانش علمی و‌… مورد استفاده قرار میگیرد.

 

برخی از ویژگی های (( Numpy ))

 

-فراهم نمودن مجموعه ای از عملکردهای استاندارد و پیشرفته برای آرایه ها

-کدنویسی ساده و آسان و قابل فهم نمودن پیاده سازی های پیچیده ریاضی

-پشتیبانی از طیف گسترده ای از سیستم عامل ها ، محیط ها و سخت افزارها

-جامعه و Community بسیار قوی متشکل از صدها کاربر فعال

 

پایتون ، برنامه نویسی پایتون ، کتابخانه پایتون

کتابخانه (( SciPy ))

 

مهندسان و توسعه دهندگان در برنامه نویسی پایتون از این کتابخانه استفاده می کنند. روش های ادغام و بهینه سازی عددی در (( SciPy )) فراهم است و علاوه بر آن در تغییر و دستکاری تصاویر نیز کاربرد دارد. این کتابخانه چند دامنه ای و منبع باز بوده و در برنامه نویسی پایتون برای (( Data science )) یا علم داده استفاده می شود و بهینه سازی داده ها ، ادغام و اصلاح آنها را مدیریت می کند.

 

برخی از ویژگی های ((SciPy ))

 

-پشتیبانی بسیار مناسب از طیف وسیعی از بلاک های ساختاری و عملیات شامل محاسبات با عملکرد بالا و تضمین کیفیت

-وجود انبوهی از توابع و زیر برنامه های آماده

-انجام تمامی روال های عددی کارآمد مانند بهینه سازی عددی در برنامه نویسی پایتون

-پشتیبانی از جبر و معادلات دیفرانسیل

پایتون ، برتامه نویسی پایتون ، کتابخانه پایتون

کتابخانه (( Pandas ))

 

وظیفه اصلی (( Pandas )) دستکاری و پیش پردازش داده ها و تجزیه و تحلیل آن ها می باشد که ساختارهای داده ای سطح بالا و ابزارهای متنوعی برای تجزیه و تحلیل در اختیار کاربرد قرار می دهد. از امکانات جذاب این کتابخانه ، دستکاری و ترجمه عملیات های پیچیده با داده ها به وسیله دستورها در برنامه نویسی پایتون می باشد که استفاده از آن‌ را آسان ، انعطاف پذیر و سریع می کند.

 

برخی از ویژگی های (( Pandas ))

 

-ارائه مجموعه ای ابزارها برای خواندن و نوشتن داده ها در ساختار داده های حافظه و قالب های مختلف برنامه نویسی پایتون

-امکان کنترل داده ها یا مقدار از دست رفته با اندازه گیری مناسب

-ادغام و پیوستن کارآمد مجموعه داده ها به همراه بازسازی آن ها

-ارائه کدهای خوانا و تمیز زبان برنامه نویسی پایتون به همراه یک شی (( Data frame )) برای تغییر و نمایه سازی داده ها

 

 

کتابخانه (( ScraPy ))

 

(( Scrapy )) کتابخانه محبوب برنامه نویسی پایتون در web scraping می باشد. اسکرَپی یک فریم ورک سریع سطح بالای خزش وب (( web crawling )) می باشد که در برنامه نویسی پایتون  برای وب سایت ها و استخراج داده های ساختار یافته از آن ها استفاده می شود. کاربرد های بسیارس در داده کاوی ، مانیتورینگ و آزمایش خودکار دارد که متن باز بودن آن ، کار را برای تازه کاران و حرفه ای های حوزه برنامه نویسی پایتون راحت می کند.

 

ویژگی های (( ScraPy ))

 

-متن باز و رایگان بودن آن

-تولید اکسپورت های فید با فرمت های JSON، CSV و XML

-پشتیبانی از انتخاب و استخراج داده ها از منابع با XPath یا عبارت های CSS در برنامه نویسی پایتون

-امکان اِنکُدینگ دیتای استخراج‌شده و برخورداری از قابلیت تشخیص خودکار فایل‌ها در جهت شناسایی دیتای آسیب‌دیده و غیر استاندارد

– برخورداری از قابلیت توسعه و به‌کارگیری یکسری API جهت بهبود عملکرد ابزار scraping

پایتون ، برنامه نویسی پایتون ، کتابخانه پایتون

کتابخانه (( Scikit-learn ))

 

از جمله کتابخانه های محبوب حوزه برنامه نویسی پایتون ، اسکیت لرن (( Scikit-learn )) می باشد که شامل ابزارهایی ساده و کارآمد در داده کاوی و تحلیل داده است . اسکیت لرن با (( NumPy )) و (( SciPy )) مرتبط است و بسیاری از روش های آموزشی مانند رگرسیون لجستیک را در خود جای داده است .

 

ویژگی های (( Scikit- learn ))

 

-طبقه بندی و مشخص کردن تعلق یک شی به دسته مربوطه

-خوشه بندی و گروه بندی اتوماتیک شی های شبیه به هم در یک دسته

-پیش پردازش با استخراج ویژگی ها و عادی سازی در برنامه نویسی پایتون

-اعتبار سنجی متقابل در برنامه نویسی پایتون برای بررسی صحت مدل های تحت نظارت بر داده های دیده نشده

-کاهش ابعاد و متغیرهای تصادفی

پایتون ، برنامه نویسی پایتون ، کتابخانه پایتون

کتابخانه ((Keras )) 

 

این کتابخانه  رایگان ، منبع باز و پرقدرت می باشد که یکی از جالب ترین کتابخانه ها در حوزه یادگیری ماشین و برنامه نویسی پایتون می باشد. این کتابخانه در یادگیری عمیق شبکه های عصبی گزینه بسیار مناسبی می باشند که ماژولار و کاربر پسند بودن آن ، سبب سوق هرچه بیشتر توسعه دهندگان به برنامه نویسی پایتون و استفاده از این کتابخانه شده است . (( Keras )) علاوه بر آسان و قابل فهم نشان دادن شبکه های عصبی ، بهترین سرویس ها را برای تدوین مدل ها ، پردازش مجموعه داده ها و تجسم نمودار ها ارائه می دهد. علاوه بر موارد یادشده ، ابزاری عالی و موثر برای مبتدیان برنامه نویسی پایتون می باشد که به صورت یکپارچه در پردازنده و پردازنده های گرافیکی عمل می کند.

 

ویژگی های (( Keras ))

 

-وجود طبیعتی ماژولار به همراه انعطاف پذیری و جامعیت در تحقیقات نوآورانه

-ساخت مدل های عمیق در برنامه نویسی پایتون برای گوشی های هوشمند در سیستم عامل های مختلف

-عمل همزمان در (( Cpu )) و (( Gpu ))

-وجود ابزار های مفید فراوان برای کار با تصاویر و متون مختلف

پایتون ، برنامه نویسی پایتون ، کتابخانه پایتون

کتابخانه (( Matplotlib ))

 

 

کتابخانه معروف نمودار منبع باز در برنامه نویسی پایتون (( Matplotlib )) می باشد که در رسم توابع و مدل های ریاضی بسیار قدرتمند بوده و در حین انجام عملیات ریاضی ، به خوبی با (( NumPy )) همگام می شود. این یکپارچه سازی از طریق (( API )) های قدرتمند خودِ این کتابخانه در برنامه نویسی پایتون با هدف ادغام نمودار های تولید شده در دیگر برنامه ها صورت می گیرد. در برنامه نویسی پایتون برای گنجاندن نمودارها در اپلیکیشن‌­ها با استفاده از ابزارهای گرافیکی پایتون مانند Tkinter، wxPython و … API مبتنی بر شی­ گرایی ، از Matplotlib استفاده می شود.

 

 

برخی از ویژگی های (( Matplotlib ))

 

-وجود طیف وسیعی از نمودارهای ایستا ، متحرک و تعاملی

-پشتیبانی سازی و خروجی گرفتن از (( Visualizations ))

-جامعه و Community بسیار فعال و قوی

-اجازه به ابزارهایی نظیر Third-party برای گسترش عملکرد اصلی

پایتون ، برنامه نویسی پایتون ، کتابخانه پایتون

جمع بندی

در این مقاله با تعدادی از کتابخانه های مطرح و جامع پایتون آشنا شدیم . ممکن است در نگاه اول ، مفهوم و ماهیت کتابخانه ها یا (( Library )) اندکی پیچیده و نامفهوم به نظر برسد اما در حقیقت این کتابخانه ها مجموعه ای از ماژول ها و کدها می باشند که توسط برنامه نویسان خبره آماده شده و به صورت پکیج هایی در اختیار کاربران قرار گرفته تا عمل برنامه نویسی پایتون‌ را در زمینه های مختلف و به شکل های گوناگون ، تسهیل و هموار کنند. این پکیج ها و کتابخانه های نقش بسیار مهمی در شغل و مسیر یک توسعه دهنده دارد. تمامی آن ها خلق شده اند تا کار شما برنامه نویسان را ساده تر کنند. تیم هایپر کیوسک در (( آموزش پایتون )) مجموعه خود ، شیوه استفاده و تمامی نکات مربوط به هریک از کتابخانه ها را به شما علاقه مندان به صورت جامع و کامل آموزش می دهد و شما را در مسیر تبدیل شدن به یک برنامه نویس حرفه ای همراهی می کند.

درباره‌ی میثم وحدتی نیا

میثم وحدتی نیا

همچنین ببینید

آموزش برنامه نویسی پایتون

راهنمای بازارکار و درآمد آموزش برنامه نویسی پایتون (( ۲۰۲۱ ))

در عصر امروز ، پیشرفت تکنولوژی سبب گرایش و میل بیشتر افراد به یادگیری برنامه …

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

1 × 2 =