ภาษาไพทอน

ไพทอน  เป็นอินเทอร์พรีเตอร์ภาษาระดับสูงซึ่งสร้างโดยคีโด ฟัน โรสซึม โดยเริ่มใน พ.ศ. 2533 การออกแบบของภาษาไพทอนมุ่งเน้นให้ผู้โปรแกรมสามารถอ่านชุดคำสั่งได้โดยง่ายผ่านการใช้ นอกจากนั้นการออกแบบภาษาไพทอนและการประยุกต์ใช้แนวคิดการเขียนโปรแกรมเชิงวัตถุในตัวภาษายังช่วยให้นักเขียนโปรแกรมสามารถเขียนโปรแกรมที่เป็นระเบียบ อ่านง่าย มีขนาดเล็ก และง่ายต่อการบำรุง
ไพทอนเป็นภาษาแบบไดนามิกพร้อม ไพทอนรองรับกระบวนทัศน์การเขียนโปรแกรมตามลำดับขั้น การเขียนโปรแกรมเชิงวัตถุ หรือการเขียนโปรแกรมเชิงฟังก์ชัน นอกจากนี้ไพทอนเป็นภาษาที่มักถูกอธิบายว่าเป็นภาษาโปรแกรมแบบ "มาพร้อมถ่าน" (batteries included) กล่าวคือไพทอนมาพร้อมกับจำนวนมาก เช่นโครงสร้างข้อมูลแบบซับซ้อน และไลบรารีสำหรับคณิตศาสตร์
ไพทอนมักถูกมองว่าเป็นภาษาที่สร้างต่อจากภาษา ABC โดยไพทอน 2.0 ซึ่งออกเผยแพร่เมื่อ พ.ศ. 2543 มาพร้อมกับเครื่องมือสำหรับการเขียนโปรแกรมจำนวหนึ่ง อย่างเช่น (list comprehension)
ไพทอนรุ่น 3.0 เป็นไพทอนรุ่นที่ได้รับการปรับปรุงและแก้ไขจำนวนมาก ทว่าความเปลี่ยนแปลงไนไพทอน 3 นั้นเป็นการเปลี่ยนแปลงที่ กล่าวคือชุดคำสั่งที่เขียนสำหรับไพทอน 2 อาจไม่ทำงานตามปกติเมื่อสั่งให้ทำงานบนตัวแปลภาษาของไพทอน 3
ไพทอนรุ่น 2.0 หมดการสนับสนุนอย่างเป็นทางการใน พ.ศ. 2563 โดยการหมดการสนับสนุนนี้ถูกวางแผนตั้งแต่ พ.ศ. 2558 และไพทอนรุ่น 2.7.18 เป็นไพทอนรุ่น 2.7 และรุ่นตระกูล 2.0 ตัวสุดท้ายที่ออกเผยแพร่ โดยหลังจากนี้จะไม่มีการสนับสนุนความปลอดภัยหรือการปรับปรุงอื่นใดเพิ่มเติมสำหรับภาษาไพทอนรุ่น 2.0 อีก
อินเทอร์พรีเตอร์ของภาษาไพทอนสามารถใช้งานได้บนหลายระบบปฏิบัติการ ชุมชนนักพัฒนาโปรแกรมของไพทอนร่วมกันดูแลโครงการโดยมีมูลนิธิซอฟต์แวร์ไพทอนซึ่งเป็นองค์กรไม่แสวงผลกำไร ทำหน้าที่ดูแลและจัดการทรัพยากรสำหรับการพัฒนาไพทอนและซีไพทอน
คุณสมบัติและปรัชญาการออกแบบ.
ผู้ใช้ภาษาไพทอนสามารถเลือกกระบวนทัศน์การเขียนโปรแกรมตามที่ตนเองถนัดได้ โดยรองรับการเขียนโปรแกรมเชิงโครงสร้างและการเขียนโปรแกรมเชิงวัตถุอย่างเต็มรูปแบบ รวมถึงรองรับการเขียนโปรแกรมเชิงฟังก์ชัน (ทั้งในรูปแบบของการเขียนโปรแกรมเชิงลักษณะ และการเขียนโปรแกรมเชิงเมตาออบเจกต์) ส่วนขยายของไพทอนทำให้สามารถเขียนโปรแกรมด้วยกระบวนทัศน์อื่น เช่นการเขียนโปรแกรมเชิงตรรกะ
ไพทอนเก็บข้อมูลแบบไดนามิก (dynamic type) และใช้ขั้นตอนวิธี (Reference counting) ประกอบรวมกับ (garbage collector) เพื่อจัดการหน่วยความจำ
ไพทอนมาพร้อมเครื่องมือสำหรับการเขียนโปรแกรมเชิงฟังก์ชันแบบที่พบในภาษาลิสป์ นอกจากนี้ไพทอนมีเครื่องมืออย่างเช่นฟังก์ชัน <code>filter</code> <code>map</code> และ <code>reduce</code>, (list comprehension), แถวลำดับแบบจับคู่ (ในชื่อของ Dictionary), เซต และ (generator)
แนวคิดและหลักการของไพทอนถูกสรุปในเอกสารชื่อว่า ซึ่งระบุหลักการของภาษาไว้เช่น
ไพทอนไม่ได้ถูกออกแบบมาให้มีคุณสมบัติและความสามารถในการทำงานทุกอย่าง แต่ไพทอนถูกออกแบบมาให้สามารถถูกต่อยอดได้ง่าย การออกแบบในลักษณะนี้ทำให้ตัวของภาษาไพทอนได้รับความนิยมเนื่องด้วยความสามารถในการเพิ่มส่วนต่อขยายหรือชุดคุณสมบัติลงไปในแอปพลิเคชันที่มีอยู่ก่อนหน้านี้ การออกแบบในลักษณะนี้มาจากวิสัยทัศน์ของฟัน โรสซึมที่ต้องการเห็นการออกแบบภาษาโปรแกรมที่มีระบบแกนกลางขนาดเล็ก แต่มาพร้อมไลบรารีชุดคำสั่งขนาดใหญ่ โดยเป้าหมายการออกแบบลักษณะนี้มาจากความไม่สะดวกในการใช้ภาษา ABC ที่ฟัน โรสซึมเคยเจอมาก่อนหน้านี้
โครงสร้างทางวากยสัมพันธ์ (syntax) ของภาษาไพทอนมุ่งเน้นความเรียบง่ายและไม่ยุ่งเหยิง ในขณะเดียวกันยังคงให้อิสระกับนักพัฒนาโปรแกรมในการเลือกวิธีการเขียนโปรแกรมได้เอง ปรัชญาการออกแบบนี้ของไพทอนอยู่บนความเชื่อที่ว่า "ควรจะมีทางเดียว—และทางเดียวเท่านั้น—ในการทำอะไรสักอย่าง" ("there should be one—and preferably only one—obvious way to do it") ซึ่งตรงกันข้ามกับแนวคิดการออกแบบของภาษาเพิร์ลที่เชื่อว่า "" ("There's more than one way to do it") หากจะกล่าวให้ละเอียด ผู้เขียนตำราภาษาไพทอน และสมาชิกของมูลนิธิซอฟต์แวร์ไพทอน กล่าวว่า "ในวัฒนธรรมของไพทอน การอธิบายว่า[วิธีการเขียนโปรแกรม]บางอย่างนั้น"ฉลาดมาก"ไม่ถือเป็นคำชม"
นักพัฒนาโปรแกรมที่ใช้ภาษาไพทอนมักพยายามหลีกเลี่ยง (premature optimisation) และมักปฏิเสธการรวมโค้ดของโครงการ CPython ที่ต้องแลกประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นมาเล็กน้อยกับความอ่านยากของโค้ด โดยเมื่อต้องเขียนชุดคำสั่งที่เวลาประมวลผลเป็นเรื่องสำคัญ นักพัฒนาโปรแกรมไพทอนจะนิยมเขียนส่วยขยายของโปรแกรมนั้นด้วยภาษา C แยกออกมา หรือใช้ ซึ่งเป็น (Just-in-time compiler) สำหรับภาษาไพทอน นอกจากนี้นักพัฒนายังมีตัวเลือกอื่นเช่นการใช้ซึ่งเป็นตัวแปลรหัสคำสั่งจากภาษาไพทอนไปเป็นภาษาซี
หนึ่งในเป้าหมายสำคัญของภาษาไพทอนคือความสนุกในการใช้งาน ชื่อของภาษาโปรแกรมมิงไพทอนนั้นมาจากชื่อของกลุ่มนักแสดงตลก Monty Python จากประเทศอังกฤษ ความมุ่งมั่นในการทำให้ภาษาไพทอนนั้นสนุกต่อการใช้นั้นพบเห็นได้เพิ่มเติมจากตัวอย่างของชุดคำสั่งในภาษาไพทอนบนเว็บไซต์ของโครงการไพทอนเอง ซึ่งเลือกใช้คำอย่างเช่น "spam and eggs" (เพื่อล้อกับตอนหนึ่งของรายการตลกจาก Monty Python) แทนที่จะเลือกใช้คำทั่วไปอย่าง foo และ bar ตามตัวอย่างภาษาโปรแกรมมิงอื่น
ชุมชนไพทอนมักนิยมใช้วลี "มีความเป็นไพทอน" (Pythonic) เพื่อกล่าวถึงรูปแบบของชุดคำสั่งของไพทอนที่มีความสะอาดสะอ้านและถูกเขียนขึ้นในลักษณะที่สอดคล้องกับปรัชญาการออกแบบดังกล่าว กล่าวคือมีความอ่านง่ายและแสดงถึงความรู้ในการเขียนชุดคำสั่งภาษาไพทอนได้เป็นอย่างดี ในทางตรงกันข้าม ชุดคำสั่งที่ไม่สามารถอ่านได้โดยง่าย (กล่าวคือชุดคำสั่งที่เหมือนการแปลงชุดคำสั่งจากภาษาโปรแกรมอื่นมาเป็นไพทอนแบบบรรทัดต่อบรรทัด) มักจะถูกเรียกว่าชุดคำสั่งที่ "ไม่มีความเป็นไพทอน" (Unpythonic)
ผู้ใช้ ผู้หลงใหล หรือผู้สันทัดภาษาไพทอนมักได้รับการขนานนามว่าเป็น "ไพธอนิสตา" (Pythonista)
จุดเด่นของภาษาไพทอน.
ความเป็นภาษาสคริปต์.
เนื่องจากไพทอนเป็นภาษาสคริปต์ ทำให้ใช้เวลาในการเขียนและคอมไพล์ไม่มาก ทำให้เหมาะกับงานด้านการดูแลระบบ (System administration) เป็นอย่างยิ่ง มีการสนับสนุนภาษาไพทอนโดยเป็นส่วนหนึ่งของระบบปฏิบัติการยูนิกซ์, ลินุกซ์ และสามารถติดตั้งให้ทำงานเป็นภาษาสคริปต์ของวินโดวส์ ผ่านระบบ ได้อีกด้วย
ไวยากรณ์ที่อ่านง่าย.
ไวยากรณ์ของไพทอนได้กำจัดการใช้สัญลักษณ์ที่ใช้ในการแบ่งบล็อกของโปรแกรม และใช้การย่อหน้าแทน ทำให้สามารถอ่านโปรแกรมที่เขียนได้ง่าย นอกจากนั้นยังมีการสนับสนุนการเขียน docstring ซึ่งเป็นข้อความสั้น ๆ ที่ใช้อธิบายการทำงานของฟังก์ชัน, คลาส และโมดูลอีกด้วย
ความเป็นภาษากาว.
ไพทอนเป็นภาษากาว (Glue Language) ได้อย่างดีเนื่องจากสามารถเรียกใช้ภาษาโปรแกรมอื่น ๆ ได้หลายภาษา ทำให้เหมาะที่จะใช้เขียนเพื่อประสานงานโปรแกรมที่เขียนในภาษาต่างกันได้
ตัวอย่างภาษาโปรแกรมไพทอน.
ตัวอย่างด้านล่างเป็นตัวอย่างสำหรับโปรแกรมซึ่งเขียนด้วยภาษาไพทอน 3 ซึ่งมีโครงสร้างทางวากยสัมพันธ์ต่างจากไพทอน 2
โปรแกรมสวัสดีชาวโลก.
print('Hello, world!')
สวัดดีชาวโลก
โปรแกรมสำหรับการคำนวณเลขแฟกทอเรียลของจำนวนเต็มบวกใด ๆ.
n = int(input('กรุณาป้อนข้อมูลรับเข้าตัวเลขใด ๆ เพื่อคำนวณค่าแฟกทอเรียล: '))
if n < 0:
 raise ValueError('คุณจำเป็นต้องป้อนจำนวนเต็มบวก')
fact = 1
for i in range(2, n + 1):
 # เทียบเท่ากับ fact = fact * i
 fact *= i
print(fact)
ไพทอนในแพลตฟอร์มต่าง ๆ.
ผู้เขียนโปรแกรมภาษาไพทอนสามารถเลือกใช้แพลตฟอร์ม
ซีไพทอน.
ซีไพทอน (CPython) คือแพลตฟอร์มภาษาไพทอนดั้งเดิม โปรแกรมอินเทอร์พรีเตอร์ถูกเขียนโดยภาษาซี ซึ่งคอมไพล์ใช้ได้บนหลายระบบปฏิบัติการ เช่น วินโดวส์, ยูนิกซ์, ลินุกซ์ การใช้งานสามารถทำได้โดยการติดตั้งโปรแกรมอินเทอร์พรีเตอร์และแพ็คเกจที่จำเป็นต่าง ๆ
ไจธอน.
ไจทอน (Jython) เป็นแพลตฟอร์มภาษาไพทอนที่ถูกพัฒนาบนแพลตฟอร์มจาวา เพื่อเพิ่มอำนวยความสะดวกในการใช้ความสามารถภาษาสคริปต์ของไพทอนลงในซอฟต์แวร์จาวาอื่น ๆ
การใช้งานสามารถทำได้โดยการติดตั้งจาวาและเรียกไลบรารีของไจธอนซึ่งมาในรูปไบนารีเพื่อใช้งาน
ไพทอนดอตเน็ต.
Python.NET เป็นการพัฒนาภาษาไพทอนให้สามารถทำงานบนดอตเน็ตเฟรมเวิร์กของไมโครซอฟท์ได้ โดยโปรแกรมที่ถูกเขียนจะถูกแปลงเป็น CLR ปัจจุบันมีโครงการที่นำภาษาไพทอนมาใช้บน .NET Framework ของไมโครซอฟท์แล้วคือโครงการ IronPython
ไลบรารีในไพทอน.
การเขียนโปรแกรมในภาษาไพทอนโดยใช้ไลบรารีต่าง ๆ เป็นการลดภาระของโปรแกรมเมอร์ได้เป็นอย่างดี ทำให้โปรแกรมเมอร์ไม่ต้องเสียเวลากับการเขียนคำสั่งที่ซ้ำ ๆ เช่นการแสดงผลข้อมูลออกสู่หน้าจอ หรือการรับค่าต่าง ๆ
ไพทอนมีชุดไลบรารีมาตรฐานมาให้ตั้งแต่ติดตั้งอินเตอร์พรีเตอร์ นอกจากนั้นยังมีผู้พัฒนาจากทั่วโลกดำเนินการพัฒนาไลบรารีซึ่งช่วยอำนวยความสะดวกในด้านต่าง ๆ โดยจะเผยแพร่ในรูปแบบของแพ็คเกจต่าง ๆ ซึ่งสามารถติดตั้งเพิ่มเติมได้อีกด้วย