۱۰ ابزار برنامه نویسی پایتون برای کارایی و بهره وری بیشتر

در این مقاله به معرفی 10 ابزار برنامه نویسی پایتون می‌پردازیم که به شما کمک می‌کند تا کارایی کدهای خود را ارتقا ببخشید و بهره‌وری بیشتری داشته باشید. این ابزارها در حوزه‌های علوم داده، یادگیری ماشین، توسعه وب و بسیاری حوزه‌های دیگر معرفی شده‌اند و از این رو پیشنهاد می‌کنیم تا آخر این مقاله با ما همراه باشید، زیرا هر نوع استفاده‌ای که از پایتون داشته باشید، بدون شک این ابزارها به بهبود گردش کار شما کمک شایان توجهی خواهند کرد.

پایتون به دلیل تنوع کاربردها و سهولت استفاده، محبوبیت زیادی کسب کرده است، اما ارزش واقعی این زبان برنامه‌نویسی در حوزه‌های محاسبات ریاضی، علوم داده، یادگیری ماشین، هوش مصنوعی، اینترنت اشیا و کاربردهای مشابه تجلی یافته است.

معرفی 10 ابزار برنامه نویسی پایتون

توسعه‌دهندگان برای این که بتوانند بیشترین مزیت را از این زبان برنامه‌نویسی کسب کنند، باید با ابزارهای پایتون آشنا شوند تا بتوانند مهارت‌های «چرخه عمر توسعه نرم‌افزار | Software Development Life Cycle» یا به اختصار SDLC خود را بهبود ببخشند. در ادامه فهرستی از 10 ابزار برنامه‌نویسی پایتون را می‌بینید که به شما کمک می‌کنند کارایی کدها و کیفیت کار خود را ارتقا دهید.

فیلم آموزش برنامه نویسی پایتون Python – مقدماتی در فرادرس

کلیک کنید

محیط توسعه یکپارچه PyCharm

PyCharm یک «محیط یکپارچه توسعه» (IDE) است که قابلیت‌هایی از قبیل تکمیل خودکار کد، راهنمایی‌های کدنویسی، بررسی خطاهای PEP8 و بسیاری قابلیت‌های دیگر برای بهبود کد را در اختیار شما قرار می‌دهد. شما همواره می‌توانید در خصوص ریفکتور خودکار و هوشمندانه کد، کمک به تست کد و همچنین ایده‌بخشی در خصوص کدنویسی و بسیاری قابلیت‌های دیگر از این IDE کمک بگیرید.

فیلم آموزش کاربرد ChatGPT در برنامه نویسی پایتون در فرادرس

کلیک کنید

PyCharm از برخی فریمورک‌های مشهور مانند Django، Flask، web2py و غیره پشتیبانی می‌کند. این IDE چند ابزار دیتابیسی و توسعه‌ای داخلی برای دیباگ کردن و پروفایل کردن دارد که همگی آن‌ها به طور یکپارچه با ویژوال استودیو کد ادغام شده‌اندت کارکرد بهتری ارائه نمایند.

یکپارچگی پای‌چارم با «نامپای» (NumPy) و «مت‌پلات‌لیب» (Matplotlib) موجب شده که قابلیت‌های آن در زمینه محاسبات علمی هر چه بیشتر توسعه یابد. امکانات توسعه ریموت، توازن بین فناوری و تست یکپارچه پای‌چارم موجب غنای هر چه بیشتر این IDE گشته است.

نت‌بوک ژوپیتر

«نت‌بوک ژوپیتر» (Jupyter Notebook) هر آن چه که برای توسعه تعاملی، مستندسازی و اجرای کد نیاز دارید را یک جا جمع کرده است. این نت‌بوک با رویکرد مبتنی بر کنسول، امکان ایجاد سندهای مختلف را فراهم ساخته است.

فیلم آموزش کتابخانه SciPy برای محاسبات علمی در پایتون – بخش یکم در فرادرس

کلیک کنید

نت‌بوک ژوپیتر در وهله نخست یک مؤلفه اپلیکیشن مبتنی بر مرورگر دارد که قابلیت‌های فرمول‌نویسی ریاضی، مدیای غنی، محاسبات علمی و توضیح‌های متنی را با هم ترکیب کرده است. در وهله دوم، این نت‌بوک می‌تواند ورودی‌ها و خروجی‌های مورد استفاده در محاسبات را فهرست‌بندی کند و همراه با اشیای بهبود یافته با مدیای متنوع و دیگر محتواهای مرتبط در اختیار کاربر قرار دهد.

این قابلیت به کاربر امکان می‌دهد که کد را با استفاده از وارسی‌های درون مرورگری ادیت کرده و امکان هایلایت خودکار نحوی کد را در اختیار داشته باشد. همچنین امکان مدیریت تورفتگی‌ها و تکمیل تب‌ها در نت‌بوک ژوپیتر عرضه شده است. این ابزار برنامه‌نویسی پایتون از زبان نشانه‌گذاری Markdown بهره گرفته که موجب می‌شود محدود به متن ساده نباشیم و بتوانیم توضیح‌های کد را به روشی زیبا قالب‌بندی نماییم.

با توجه به قابلیت ادغام «لاتک» (LaTeX) در نت‌بوک ژوپیتر می‌توانید نمادهای ریاضی را درون سلول‌های markdown قرار داده و آن‌ها را به طور نیتیو با استفاده از MathJax رندر کنید. همچنین برای آشنایی بیشتر با این ابزار می‌توانید از مقالات مجله فرادرس که لینک آن‌ها در ادامه آمده است نیز بهره بگیرید:

• ژوپیتر پایتون Jupyter چیست — راهنمای کاربردی به زبان ساده
• ترفندهای ژوپیتر نوت بوک — راهنمای کاربردی

کتابخانه Keras

«کراس» (Keras) به عنوان یک ابزار برنامه نویسی پایتون یک کتابخانه API سطح بالای شبکه عصبی است که امکان ایجاد پروژه‌های یادگیری ماشین و یادگیری عمیق در پایتون را فراهم ساخته است. کراس به کاربر امکان می‌دهد که اکوسیستم شبکه عصبی هوش مصنوعی خود را با بک‌اند‌هایی مانند TensorFlow، Microsoft Cognitive Toolkit، PlaidML، Theano و بسیاری موارد دیگر بسط دهید.

فیلم آموزش یادگیری عمیق با پایتون – تنسورفلو و کراس TensorFlow و Keras در فرادرس

کلیک کنید

کراس پیام‌های خطای حاوی جزئیات دقیق و قابل اقدام عرضه می‌کند که موجب شده عیب‌یابی کد تا حدود زیادی تسهیل شود. شما می‌توانید در کاربردهای مختلفی از کراس به عنوان یک فریمورک یادگیری عمیق استفاده کنید، چون ظرفیت ترکیب شدن با پیکربندی‌های زیرساختی مختلف بر مبنای خوشه‌های GPU یا حتی مجموعه‌های عظیم «واحدهای پردازشی تنسور» (TPU) را ارائه کرده است.

استفاده از کراس موجب می‌شود که متخصصان یادگیری عمیق بار شناختی یادگیری ماشین خود را کاهش دهند. این کتابخانه متن-باز به دلیل قابلیت‌های سهولت کاربرد، بسط‌پذیری و رویکرد برنامه‌نویسی ماژولار به طور گسترده‌ای مورد استقبال پژوهشگران علوم داده قرار گرفته است.

• مطالب پیشنهادی برای مطالعه و یادگیری بیشتر درباره Keras:
  • آموزش کتابخانه یادگیری عمیق «کرس» (Keras) در پایتون — راهنمای جامع
  • دسته بندی متن با پایتون و کرس (Keras) — راهنمای جامع
  • بازشناسی تصویر با Keras و شبکه های عصبی پیچشی — راهنمای کاربردی
  • پیش بینی قیمت خودرو با کتابخانه Keras و شبکه عصبی — راهنمای کاربردی
  • پیش بینی قیمت سهام با کتابخانه کرس (Keras) — راهنمای کاربردی

پکیج Pip

پکیج Pip در پایتون در واقع یک ابزار مدیریت پکیج و یک ابزار برنامه نویسی پایتون است که به طور پیش‌فرض در اغلب بسته‌های نصبی پایتون گنجانده شده است. این پکیج به شما کمک می‌کند تا بتوانید پکیج‌های موجود در ریپازیتوری‌های لوکال یا ریموت را در صورتی که با پروپوزال 503 Python Enhancement سازگار باشند، مورد استفاده قرار دهید.

فیلم آموزش کاربرد ChatGPT در برنامه نویسی پایتون در فرادرس

کلیک کنید

پکیج Pip فهرستی از همه نسخه‌های پکیج‌های مختلف دارد. به این ترتیب مدیریت پکیج در یک فایل requirements لاگ می‌شود تا بتوانید از پکیج‌های یکسان روی محیط‌های مختلف دسکتاپ یا مجازی بهره بگیرید.

Pip یک ابزار مدیریت پکیج آماده به کار است که برای هر نوع کارهای مرتبط با مدیریت پکیج در سطح مبتدی تا پیشرفته به کارتان خواهد آمد. بسیاری از توسعه‌دهندگان و تیم‌های نرم‌افزاری از ابزارهای جانبی مدیریت پکیج مانند PyPL استفاده می‌کنند، زیرا Pip در پایتون نسخه 3 در دسترس قرار گرفته است.

مطلب پیشنهادی برای مطالعه:

• نصب PIP پایتون بر روی ویندوز، مک و لینوکس — از صفر تا صد

Python Anywhere

شهرت Python Anywhere به دلیل عملکرد خوبش در زمینه نیازهای سر‌به‌سر SDLC است. این سازوکار «پلتفرم به عنوان سرویس» (PaaS) به کاربر امکان توسعه، اجرا و میزبانی برنامه‌های پایتونی روی وب را می‌دهد.

فیلم آموزش کتابخانه های NumPy و Matplotlib در پایتون در فرادرس

کلیک کنید

شما در زمان استفاده از «پایتون انی‌ور» با استفاده از کتابخانه‌های داخلی مختلف پایتون از قبیل NumPy، SciPy، Mechanize، BeautifulSoup و PyCrypto می‌توانید به سادگی تغییرها را کامیت کرده و به‌روزرسانی‌ها را به شیوه‌ای خودکار مستقیماً از مرورگر دیپلوی نمایید.

Python Anywhere به دیپلوی کردن سریع کدبیس روی سرورهای مبتنی بر EC2 آمازون نیز کمک می‌کند. به این ترتیب با بهره‌گیری از تکنیک میزبانی نامتمرکز می‌توانید به صورت ریموت به تحقیقات، یادگیری و توسعه با استفاده از زبان برنامه‌نویسی پایتون بپردازید.

کتابخانه Scikit-Learn

کتابخانه متن-باز Scikit-Learn به منظور کمک به رفع نیازهای یادگیری ماشین اسکریپت‌نویسی شده در پایتون طراحی شده است. کتابخانه Scikit ابزارهای تحلیل پیش‌بینی را عرضه کرده است که به طبقه‌بندی اشیا کمک می‌کنند، به پیش‌بینی و رگرسیون خصوصیت‌ها با مقادیر پیوسته می‌پردازد و امکان اجرای خوشه‌بندی ماشین‌های بردار پشتیبانی، ارتقای گرادیان، رندوم‌فارست و گروه‌بندی خودکار اشیای مشابه را فراهم می‌سازد.

فیلم آموزش کتابخانه scikit-learn در پایتون – الگوریتم های یادگیری ماشین در فرادرس

کلیک کنید

کتابخانه Scikit-Learn ابزارهای پیشرفته یادگیری ماشین مانند کاهش ابعاد و انتخاب مدل برای تحلیل پیشرفته ML ارائه کرده است. این کتابخانه بر مبنای کتابخانه‌های Matplotlib، NumPy و SciPy ساخته شده که هر کدام از آن‌ها برای حوزه‌های مختلف یادگیری ماشین بسیار کارآمد هستند.

مطالب پیشنهادی مجله فرادرس برای یادگیری بیشتر در مورد Scikit-Learn:

• تقلب نامه (Cheat Sheet) کتابخانه Scikit-Learn برای علم داده
• بصری سازی یک درخت تصمیم از جنگل تصادفی در پایتون با Scikit-Learn — از صفر تا صد
• ساخت مدل سفارشی در سایکیت لرن — راهنمای کاربردی

Sphinx

Sphinx یک ابزار دیگر مستندسازی برای پایتون است که آن را می‌توان جایگزینی برای نت‌بوک ژوپیتر تصور کرد. این ابزار مستندات کاملاً جزئی و تفصیلی برای پایتون در قالب‌های HTML ،LaTeX ،ePub و بسیاری قالب‌های دیگر تولید می‌کند. کتابخانه Sphinx به شما کمک می‌کند که ایندکس‌های خودکار مبتنی بر زبان ایجاد کنید و قطعه کدهای مختلف را مورد تست قرار دهید. Sphinx به چند اکستنشن جانبی مجهز است که قابلیت‌های مستندسازی آن را هر چه بیشتر توسعه می‌دهند.

Selenium

Selenium یک ابزار بی‌بدیل برای تست چابک کدهای پایتون است. این ابزار به اجرای تست‌های دستی، خودکار و چندمرورگری برای وب‌اپلیکیشن‌های پایتونی کمک می‌کند. با استفاده از سلنیوم می‌توانید تست‌های خودکار را بسته به نیازهایتان به تست‌های تابعی دستی تبدیل کنید. همچنین امکان نوشتن اسکریپت‌های تست یا کیس‌های سفارشی و با هدف مشخص برای هر نرم‌افزاری وجود دارد.

فیلم آموزش آشنایی با بسته Selenium در پایتون Python (رایگان) در فرادرس

کلیک کنید

گستره وسیع قابلیت‌های سفارشی‌سازی سلنیوم موجب شده که پیاده‌سازی کارکردهای تست آن روی بیلد‌های نرم‌افزاری مختلف آسان باشد.

کل مجموعه جامع تست سلنیوم به صورت متن-باز ارائه شده است. اگر برنامه پایتون شما روی پلتفرم‌های متعدد اجرا می‌شود، می‌توانید از سلنیوم برای تست‌های چند پلتفرمی بهره بگیرید. سلنیوم الزامات تست Maven، Jenkins و Docker را برآورده می‌کند.

Sublime Text

یکی دیگر از انواع ابزار برنامه نویسی پایتون سابلایم تکست است یک IDE سبک و با امکانات کامل محسوب می‌شود که مورد استقبال گسترده جامعه توسعه‌دهندگان قرار گرفته است. قابلیت تکمیل خودکار کد آن با آگاهی کامل از زمینه کدنویسی و همچنین موتور تعریف نحو عالی باعث می‌شود که با سرعت بالایی بتوانید مهارت‌های کدنویسی خود در پایتون را ارتقا ببخشید.

فیلم آموزش کاربرد ChatGPT در برنامه نویسی پایتون در فرادرس

کلیک کنید

سابلایم تکست با بهره‌گیری از مستندات API پایتون بسیاری از خطاهای شما را به سادگی رفع می‌کند. رابط کاربری تطبیق‌پذیر این IDE یک اینترفیس برنامه‌نویسی کاملاً زیبا ارائه کرده است که به طور خودکار به طرح رنگی نیتیو هر پلتفرمی که رویان اجرا شده سوئیچ می‌کند.

جدیدترین نسخه سابلایم تکست امکان بهره‌گیری از API به‌روز شده پایتون را فراهم ساخته، اما همچنان می‌توانید از سازگاری رو به عقب با پکیج‌های نسخه‌های قدیمی‌تر پایتون نیز بهره‌مند شوید.

اگر از «رزبری پای» (Raspberry Pi)، Apple Silicon یا Linux Arm64 استفاده می‌کنید، می‌توانید از سابلایم تکست برای به دست آوردن پشتیبانی چند پلتفرمی روی پایتون بهره بگیرید. مدیریت پروژه‌ها درون این IDE به لطف انتخاب چندزبانه‌ای و مشخصه‌های سیستم ناوبری‌اش آسان است.

مطالب پیشنهادی مجله فرادرس برای مطالعه:

• بهترین IDE برای پایتون — معرفی و مقایسه محیط های توسعه پایتون
• کاربردی ترین محیط برنامه نویسی پایتون در سال ۲۰۲۱ — معرفی جامع

BeautifulSoup

BeautifulSoup یک فریمورک وب‌اسکرپینگ  و یک ابزار برنامه نویسی پایتون است که به منظور دسترسی، مدیریت یا دستکاری داده‌های وب‌اپلیکیشن پایتون به کار می‌آید. این ابزار با هر نوع پارسری کار می‌کند و از طیف وسیعی از آیدیوم‌های پایتون برای عمل روی درخت parse بهره می‌گیرد.

فیلم آموزش آشنایی با بسته BeautifulSoup در پایتون - بخش یکم (رایگان) در فرادرس

کلیک کنید

اگر BeautifulSoup را با API-های خود ادغام کنید، می‌توانید به سادگی داده‌های هر اپلیکیشن یا وب‌سایت را اسکرپ نمایید. به علاوه با بهره‌گیری از این ابزار می‌توانید داده‌ها را به صورت صفحات گسترده CSV، فایل‌های HTML، XML و حتی داده‌های JS از سایت‌های پایتونی بگیرید.

معرفی فیلم‌های آموزشی پایتون فرادرس

در ادامه به تعدادی از فیلم‌های آموزشی فرادرس می‌پردازیم که می‌توانند به شما در یادگیری ابزارهای معرفی شده در بالا کمک کنند.

فیلم مجموعه آموزش برنامه نویسی پایتون Python – مقدماتی تا پیشرفته در فرادرس

کلیک کنید

فیلم آموزش‌ کتابخانه scikit-learn در پایتون - الگوریتم های یادگیری ماشین

یادگیری ماشین (Machine Learning) بخشی از هوش مصنوعی و جزو شاخه‌های پرکاربرد و اثرگزار در علوم کامپیوتر است. در این آموزش  مهندس کلامی در طی قریب به چهار ساعت بخشی از الگوریتم‌های یادگیری ماشین موجود در کتابخانه scikit-learn  پایتون را مورد بررسی قرار داده‌اند. پس از طی این دوره آموزشی شما می‌توانید مسائل مختلف این حوزه را با توجه به شرایط حل کرده و به جواب نهایی دست یابید.

• برای مشاهده فیلم آموزش‌ کتابخانه scikit-learn در پایتون + اینجا کلیک کنید.

فیلم آموزش Web Scraping برای استخراج داده‌های سایت با پایتون

وب اسکرپینگ به مفهوم گردآوری  و طبقه‌بندی اطلاعات منتشر شده روی وب، بدون دسترسی به بک‌اند وب‌سایت‌ها یا اپلیکیشن‌ها گفته می‌شود. شما در این فرادس با مفاهیم مقدماتی وب‌اسکرپینگ شامل ساختار کدهای HTML، استفاده از Regex  و ابزارهای مختلف که به این منظور ارائه شده‌اند آشنا خواهید شد. همچنین در نهایت در طی یک پروژه عملی اطلاعات را از یک وب‌سایت آنلاین استخراج و در قالب یک فایل اکسل ذخیره می‌کنید.

• برای مشاهده فیلم آموزش Web Scraping برای استخراج داده‌های سایت با پایتون + اینجا کلیک کنید.

فیلم آموزش فریم ورک جنگو Django Rest در پایتون برای ساخت Web API

امروزه با فراگیر شدن تنوع سیستم‌ها از جمله موبایل‌ها، برنامه‌های تحت وب و اینترنت اشیا برای استفاده از سرویس‌ها موجب شده تا استفاده از مفهوم Web API به طور گسترده‌ای مورد توجه قرار گیرد. یکی از راه‌های پیاده‌سازی Web API، استفاده از فریم ورک Django REST Framework است. این فریم ورک به صورت Open Source با زبان پایتون توسعه داده شده است. در این فرادرس مهندس ایران‌پور شما را با روش API-نویسی با استفاده از فریمورک جنگو آشنا خواهند ساخت.

• برای مشاهده فیلم آموزش فریم ورک جنگو Django Rest در پایتون برای ساخت Web API + اینجا کلیک کنید.

سخن پایانی

اگر یک توسعه‌دهنده مبتدی یا حتی پیشرفته پایتون هستید، باید با ابزارها و IDE-های مختلف سازگار با پایتون آشنا باشید تا بتوانید به روشی سریع و مؤثر کدنویسی کنید. 10 ابزار برنامه نویسی پایتون که در این مطلب معرفی کردیم، به شما کمک می‌کنند تا وظایف روزمره خود را به روشی سریع‌تر و مؤثرتر با کارایی بالاتر انجام دهید.