Ngôn ngữ lập trình Python

Python là ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng đa năng. Ngôn ngữ này sở hữu cấu trúc dữ liệu cấp cao mạnh mẽ và hệ thống thư viện lớn. Python sử dụng cơ chế cấp phát bộ nhớ tự động với cú pháp đơn giản và rõ ràng, giúp người học dễ tiếp cận và làm quen, kể cả đối với những người mới bắt đầu học lập trình.

Ngôn ngữ lập trình này đã được ứng dụng trong các lập trình game đơn giản, những thuật toán phức tạp.

Python là ngôn ngữ lập trình đa năng ra đời năm 1991 do Guido van Rossum sáng tạo ra. Đây là ngôn ngữ lập trình với những điểm mạnh như dễ đọc, dễ nhớ, dễ học. Với cấu trúc rõ ràng, thuận tiện nên thu hút khá nhiều người mong muốn học ngôn ngữ này.

So với các ngôn ngữ khác, Python có cấu trúc cú pháp ít hơn. Cấu trúc của Python cho phép người sử dụng viết mã lệnh với số lần gõ phím ít nhất.

Lúc đầu Python được phát triển trên cơ sở Unix. Nhưng theo sự phát triển của thời đại, ngôn ngữ lập trình này được mở rộng sang mọi hệ điều hành từ MS Dos đến Mac Os, Linux,… Dù sự phát triển này của Python được đóng góp bởi nhiều cá nhân, nhưng Guido van Rossum vẫn là người nắm vai trò chủ chốt trong việc quyết định sự phát triển của Python.

Sự phát triển của ngôn ngữ lập trình Python phát triển theo các giai đoạn sau:

  • Giai đoạn 1

Là các bản phát hành python 1x. Giai đoạn này bắt đầu từ năm 1990 cho đến 2000. Năm 1990 đến 1995 , Guido van Rossum làm việc tại CWI trung tâm toán tin tại Amsterdam, Hà Lan. Do vậy phiên bản Python đầu tiên do trung tâm toán tin phát hành. Phiên bản cuối cùng tại CWI là python đời 1.2.

Năm 1995, ông chuyển sang CNRI ở Reston, Virginia. Ông đã nâng cấp đến Python 1.6 – đây cũng là bản cuối cùng của ông tại CNRI.

Sau đó ông rời CNRI và làm việc với các lập trình viên tự do chuyên viết phần mềm thương mại. Lúc đó ông nảy sinh ý tưởng kết hợp giữa Python với các phần mềm tuân theo GPL. Và chính CNRI và FSF hợp tác để làm bản quyền này của ông. Cũng trong năm này, ông được giải thưởng vì sự phát triển phần mềm tự do của FSF trao tặng.

Một thời gian sau phiên bản 16.1 ra đời tuân theo bản quyền GPL.

  • Giai đoạn 2

Năm 2000, Guido van Rossum cùng nhóm phát triển dời đến BeOpen.com để thành lập team phát triển Python. Và phiên bản 2.0 được phát triển tại đây. Sau đó Guido và các thành viên tham gia vào Digital Creations.

Sau đó phiên bản 2.1 ra đời dựa trên Python 1.6.1 và phiên bản 2.0. Từ thời điểm này Python thuộc sở hữu của PSF- đây là một tổ chức phi lợi nhuận.

  • Giai đoạn 3

Phiên bản 3x không tương thích hoàn toàn với 2x nhưng lại có công cụ hỗ trợ chuyển đổi từ phiên bản này sang phiên bản kia. Nguyên tắc chủ đạo trong việc phát triển Python ở phiên bản 3X chính là hạn chế sự trùng lặp về chức năng của Python. Ở phiên bản 3X có những thay đổi trong cú pháp và bổ sung thêm một số cú pháp mới.

  • Ngôn ngữ lập trình đơn giản, dễ học

Python có cú pháp rất đơn giản, rõ ràng. Nó dễ đọc và viết hơn rất nhiều khi so sánh với những ngôn ngữ lập trình khác như C++, Java, C#. Python làm cho việc lập trình trở nên thú vị, cho phép bạn tập trung vào những giải pháp chứ không phải cú pháp.

  • Miễn phí, mã nguồn mở

Bạn có thể tự do sử dụng và phân phối Python, thậm chí là dùng nó cho mục đích thương mại. Vì là mã nguồn mở, bạn không những có thể sử dụng các phần mềm, chương trình được viết trong Python mà còn có thể thay đổi mã nguồn của nó. Python có một cộng đồng rộng lớn, không ngừng cải thiện nó mỗi lần cập nhật.

  • Khả năng di chuyển

Các chương trình Python có thể di chuyển từ nền tảng này sang nền tảng khác và chạy nó mà không có bất kỳ thay đổi nào. Nó chạy liền mạch trên hầu hết tất cả các nền tảng như Windows, macOS, Linux.

  • Khả năng mở rộng và có thể nhúng

Giả sử một ứng dụng đòi hỏi sự phức tạp rất lớn, bạn có thể dễ dàng kết hợp các phần code bằng C, C++ và những ngôn ngữ khác (có thể gọi được từ C) vào code Python. Điều này sẽ cung cấp cho ứng dụng của bạn những tính năng tốt hơn cũng như khả năng scripting mà những ngôn ngữ lập trình khác khó có thể làm được.

  • Ngôn ngữ thông dịch cấp cao

Không giống như C/C++, với Python, bạn không phải lo lắng những nhiệm vụ khó khăn như quản lý bộ nhớ, dọn dẹp những dữ liệu vô nghĩa,... Khi chạy code Python, nó sẽ tự động chuyển đổi code sang ngôn ngữ máy tính có thể hiểu. Bạn không cần lo lắng về bất kỳ hoạt động ở cấp thấp nào.

  • Thư viện tiêu chuẩn lớn để giải quyết những tác vụ phổ biến

Python có một số lượng lớn thư viện tiêu chuẩn giúp cho công việc lập trình của bạn trở nên dễ thở hơn rất nhiều, đơn giản vì không phải tự viết tất cả code.

Ví dụ: Bạn cần kết nối cơ sở dữ liệu MySQL trên Web server? Bạn có thể nhập thư viện MySQLdb và sử dụng nó. Những thư viện này được kiểm tra kỹ lưỡng và được sử dụng bởi hàng trăm người. Vì vậy, bạn có thể chắc chắn rằng nó sẽ không làm hỏng code hay ứng dụng của mình.

  • Hướng đối tượng

Mọi thứ trong Python đều là hướng đối tượng. Lập trình hướng đối tượng (OOP) giúp giải quyết những vấn đề phức tạp một cách trực quan. Với OOP, bạn có thể phân chia những vấn đề phức tạp thành những tập nhỏ hơn bằng cách tạo ra các đối tượng.

Với cách tiếp cận đơn giản nhưng hiệu quả đối với lập trình hướng đối tượng, Python được sử dụng linh hoạt vào các mục đích dưới đây:

  • Lập trình ứng dụng web

Bạn có thể tạo web app có khả năng mở rộng (scalable) được bằng cách sử dụng framework và CMS (Hệ thống quản trị nội dung) được tích hợp trong Python. Vài nền tảng phổ biến để tạo web app là: Django, Flask, Pyramid, Plone, Django CMS. Các trang như Mozilla, Reddit, Instagram và PBS đều được viết bằng Python.

  • Khoa học và phân tích dữ liệu

Có nhiều thư viện trong Python cho khoa học và tính toán số liệu, như SciPy và NumPy, được sử dụng cho những mục đích chung chung trong tính toán. Và, có những thư viện cụ thể như: EarthPy cho khoa học trái đất, AstroPy cho Thiên văn học,... Ngoài ra, Python còn được sử dụng nhiều trong machine learning, khai thác dữ liệu và deep learning.

  • Tạo nguyên mẫu phần mềm

Python chậm hơn khi so sánh với các ngôn ngữ được biên dịch như C++ và Java. Nó có thể không phải là lựa chọn tốt nếu nguồn lực bị giới hạn và yêu cầu về hiệu quả là bắt buộc. Tuy nhiên, Python là ngôn ngữ tuyệt vời để tạo những nguyên mẫu (bản chạy thử - prototype). Ví dụ, bạn có thể sử dụng Pygame (thư viện viết game) để tạo nguyên mẫu game trước. Nếu thích nguyên mẫu đó có thể dùng C++ để viết game thực sự.

  • Viết tool để tự động hóa công việc

Thông thường, dân IT luôn tự viết tool để công việc trở nên dễ dàng hơn. Thay vì sử dụng ngôn ngữ Java, PHP để viết tool thì việc sử dụng ngôn ngữ lập trình Python sẽ giúp lập trình viên chủ động hơn trong công việc. Bởi tốc độ viết tool bằng ngôn ngữ này nhanh gấp 10 lần so với các ngôn ngữ khác. 

Bạn có thể tạo ra từ điển, quét trang web, làm việc với các tệp khác,….

Python giúp dân IT tạo ra tool tự động hóa trong công việc. (Nguồn: hocvienagile.com)

  • Làm dự án Blockchain

Với những dự án liên quan đến Blockchain, đòi hỏi bạn cần phải biết cách làm  việc với HTTP Clients và thư viện cần thiết. Thông qua Flask Framework, người dùng sẽ sử dụng HTTP requests để dễ dàng liên lạc với blockchain của mình qua Internet.

  • Làm game với PyGame

Pygame nằm trong thư viện SDL sẽ giúp việc phát triển các game 2D một cách dễ dàng hơn bao giờ hết.

  • Machine Learning

Nắm vững ngôn ngữ lập trình Python sẽ giúp các lĩnh vực liên quan đến Machine Learning, Ai một cách dễ dàng. Bởi Python có những hệ thống dữ liệu quan trọng như: SciPy, scikit-learn, panda,…

Lập trình python có liên hệ mật thiết với trí tuệ nhân tạo. (Nguồn: hocvienagile.com)

  • Giảng dạy lập trình

Python được nhiều công ty, trường học sử dụng để dạy lập trình cho trẻ em và những người mới lần đầu học lập trình. Bên cạnh những tính năng và khả năng tuyệt vời thì cú pháp đơn giản và dễ sử dụng của nó là lý do chính cho việc này.

01/1994: Python 1.0 (bản phát hành chuẩn đầu tiên).

05/09/2000: Python 1.6 (Phiên bản 1.x cuối cùng).

16/10/2000: Python 2.0 (Giới thiệu list comprehension).

03/07/2010: Python 2.7 (Phiên bản 2.x cuối cùng).

03/12/2008: Python 3.0 (Loại bỏ cấu trúc và mô-đun trùng lặp).

20/07/2020: Python 3.8.5 (Bản mới nhất tính đến thời điểm cập nhật bài).

6.1. Ưu điểm

  • So với những ngôn ngữ lập trình hiện nay Python có cấu trúc đơn giản, rõ ràng ngắn gọn đặc biệt là rất dễ học đây được coi là ngôn ngữ nhập môn cho những người muốn theo nghề lập trình viên.
  • Ngoài ứng dụng của Python rất đa năng thì ngôn ngữ này còn có mặt trên tất cả các hệ điều hành như Windows, MacOS, MS-DOS, Unix,...
  • Một ưu điểm lớn không thể bỏ qua của Python chính là tương thích với thư viện lớn nhất hiện nay với 400 triệu người sử như data mining Scikit-learn, Pandas...
  • Có tốc độ xử lý cực nhanh, Python có thể phát triển để tạo ra những script siêu nhỏ tới những phần mềm cực lớn như Blender 3D.

6.2. Nhược điểm

  • Python không có các thuộc tính như :protected,private hay public, không có vòng lặp do…while và switch….case.
  • Dù có nhiều ưu điểm tốt hơn so với các ngôn ngữ lập trình khác nhưng lại có tốc độ chậm hơn ngôn ngữ lập trình C++, Java.
  • Tuy cũng có một vài nhược điểm nhỏ nhưng Python vẫn là ngôn ngữ lập trình mà bất cứ lập trình viên nào cũng nên học hỏi và làm quen, để tiết kiệm thời gian trong công việc cũng như phát triển hơn nữa trong nghề nghiệp.