محیط برنامه نویسی پایتون – معرفی ۸ محیط توسعه یکپارچه (IDE) پایتون

طی سال های اخیر پیشرفت های زیادی در حوزه محیط برنامه نویسی پایتون حاصل شده است و IDE های متنوعی با کاربردهای جدید برای برنامه نویسی پایتون ارائه شده است. انتخاب یک IDE مناسب برای برنامه نویسی پایتون در شرایط مختلف و بر اساس معیارهای گوناگون متفاوت است.

در این پست، تعدادی از بهترین IDEها برای کدنویسی پایتون را معرفی خواهیم کرد تا با توجه به اطلاعاتی که پیرامون هر یک از ابزارها در این پست ارائه می شود، بهترین محیط توسعه پایتون را بر اساس شرایط مختلف انتخاب کنید. در ضمن برای آشنایی بیشتر در خلال توضیحات بهترین منابع آموزشی در این حوزه را از بزرگترین مراکز یادگیری مانند فرادرس معرفی خواهیم کرد.

معرفی زبان برنامه نویسی پایتون

پایتون یک زبان برنامه نویسی محبوب و پر کاربرد است. این زبان توسط Guido van Rossum ایجاد شد و در سال ۱۹۹۱ منتشر شد که در زمینه برنامه نویسی توسعه وب (سمت سرور) ،توسعه نرم افزار، ریاضیات و برنامه نویسی سیستم کاربردهای فروانی دارد پایتون یکی از زبان‌های برنامه‌نویسی شاخص به شمار می‌رود. این زبان برنامه‌نویسی با مشارکت بسیاری از توسعه‌دهندگان و برنامه‌نویسان توسعه و تکامل یافته است. کامپایلر های پایتون در بسیاری از سیستم‌عامل‌ها در دسترس است.

پایتون دارای نحوی است که به توسعه دهندگان اجازه می دهد تا برنامه هایی را با خطوط کمتر از سایر زبان های برنامه نویسی بنویسند. این زبان برنامه نویسی را می توان به شیوه ای رویه ای procedural، شی گرا یا فانکشنال به کار برد.

خوب است بدانید جدیدترین نسخه اصلی پایتون، پایتون ۳ است با این حال، پایتون ۲ هم وجود دارد و با اینکه به روزرسانی نمی شود، اما هنوز بخوبی کار می کند و بسیار محبوب است.

نحو یا همان Syntax پایتون در مقایسه با سایر زبان های برنامه نویسی برای خوانایی طراحی شده است و شباهت هایی با زبان انگلیسی با تأثیر از ریاضیات دارد. آموزش این زبان قدرتمند را می توانید از سایت فرادرس با طیف وسیعی از فیلم های آموزش پایتون شروع کنید.

محیط توسعه یکپارچه پایتون IDE

محیط توسعه یکپارچه IDE مخفف عبارت Integrated Development Environment و به معنی محیط توسعه یکپارچه است. در واقع  IDE برنامه ای است که توسعه نرم‌افزار با استفاده از آن انجام می‌شود. IDE از ابزارهای رایج توسعه نرم‌افزار در قالب یک رابط گرافیکی یکپارچه و کاربر پسند تشکیل شده است. IDEها ابزارهای بسیاری را با هم تلفیق می‌کنند که به طور خاص در توسعه نرم‌افزار کاربرد دارند.

IDE ها ویرایشگری برای مدیریت و نوشتن کدها دارند که امکاناتی مانند برجسته‌سازی نحوی Syntax Highlighting و تکمیل خودکار کد Auto Completion را با خود به همراه دارد. IDE ها اغلب ابزارهای ساخت، اجرا و خطایابی را دارند بدین صورت که یک سیستم ساخت محلی خودکار برای ایجاد نرم‌افزار، مانند کامپایل کردن کد و خطایاب برای آزمایش نرم‌افزار توسعه داده شده در یک IDE استفاده می‌شود.
اکثر IDEها از زبان‌های برنامه‌نویسی بسیاری پشتیبانی می‌کنند و امکانات و ویژگی‌های دیگری هم دارند. به همین دلیل IDEها معمولاً‌ دارای حجم زیادی هستند و دانلود و نصب آن‌ها ممکن است زمان‌بر باشد. همچنین، ممکن است برای استفاده صحیح از IDEها نیاز به دانش و مهارت پیشرفته وجود داشته باشد. در ادامه مطلب تفاوت بین IDE و  ویرایشگر کد بیان می شود.

تفاوت IDE و ویرایشگر کد

محیط توسعه یکپارچه یا IDE یک برنامه کاربردی است که ابزارهای پایه‌ای را به منظور نوشتن و تست نرم‌افزارها برای برنامه‌نویسان و توسعه‌دهندگان فراهم می‌کند.

به طور کلی، یک محیط توسعه یکپارچه شامل یک ویرایشگر Editor، کامپایلر Compiler یا مفسر Interpreter و یک اشکال‌زدا یا دیباگر Debugger است که از طریق رابط کاربری گرافیکی GUI در دسترس هستند در حالی که یک ویرایشگر کد یا کد ادیتور مشابه یک ویرایشگر متن مانند Notepad ویندوز است که امکانات بیش‌تری به آن‌ها اضافه شده است.

یک ویرایشگر کد اختصاصی می‌تواند به سادگی یک ویرایشگر متن به همراه امکاناتی نظیر برجسته‌سازی نحوی Syntax Highlighting، قابلیت‌های قالب‌بندی کد و سیستم پیشنهاد‌ دهی باشد.

اکثر ویرایشگرهای کد می‌توانند کدها را اجرا کنند و خطایابی انجام دهند. در مقایسه با IDE ها، یک ویرایشگر کد، کوچک‌تر و سریع‌تر است، اما اغلب امکانات کم‌تری دارد. بنابراین، بهتر است انتخاب میان IDE و ویرایشگر کد را بر اساس نیازمندی‌ها و نوع پروژه انجام داد. در واقع می توان بدین صورت استنباط کرد که ویرایشگر کد زیر مجموعه ای از یک IDE می باشد و همانطور که قبلاً هم گفته شد یک IDE حتماً دارای یک ویرایشگر کد می باشد.

ویژگی های یک IDE خوب برای کدنویسی پایتون

امکانات و ویژگی های یک IDE برای شروع برنامه نویسی و کدنویسی با پایتون مهم است. ویژگی‌ها و امکانات در هر IDE پایتون متفاوت است اما، از جمله ویژگی‌های کلی و اساسی یک IDE که کدنویسی پایتون را ساده‌تر می‌کند.

بطور کلی می‌توان به ذخیره و بارگذاری مجدد فایل‌های کد، پشتیبانی از خطایابی، برجسته‌سازی نحوی، قابلیت تکمیل خودکار و … اشاره کرد. شاید امکانات و نیازمندی های بیش‌تری نسبت به موارد بیان شده برای یک پروژه مورد نیاز باشد، اما موارد زیر قابلیت‌های اساسی و پایه‌ای هستند که یک IDE خوب باید دارا باشد.

• ذخیره و بارگذاری مجدد فایل‌ها و کدهای منبع

یک IDE بایستی امکان ذخیره‌سازی و بارگذاری مجدد فایل‌های پروژه را داشته باشد. در غیر اینصورت، نمی‌توان آن را یک IDE نامید. این مورد تقریباً در تمامی IDE ها وجود دارد.

• اجرای کدها از داخل محیط IDE

یک IDE باید دارای یک کامپایلر داخلی برای اجرای کدها باشد. در صورتی که توسعه دهنده ناچار باشد برای اجرای کدهای پایتون از محیط توسعه خارج شود، آن برنامه تنها یک ویرایشگر متن ساده خواهد بود و نمی‌توان آن را یک IDE یا ویرایشگر کد نامید.

• پشتیبانی از عیب‌یابی گام به گام

در حین برنامه نویسی خطاهای مختلفی ممکن است اتفاق بیوفتد. امکان خطایابی گام‌به‌گام کدها یا trace کردن کدها در حین اجرا برنامه، یک ویژگی اساسی در تمام IDEها و اکثر ویرایشگرهای کد به حساب می‌آید. بنابراین یک IDE باید این ویژگی مهم را داشته باشد.

• برجسته‌سازی نحوی Syntax Highlighting

یک IDE خوب باید از برجسته سازی نحوی پشتیبانی کند تا امکان مشاهده سریع کلمات کلیدی، متغیرها و نمادها در کدهای پایتون وجود داشته باشد. مثلاً کلمات کلیدی زبان پایتون با یک رنگ مشخص نشان داده شود در این صورت خواندن و درک کدها، بسیار ساده و آسان خواهد بود.

• قالب‌بندی خودکار کدها

یک ویرایشگر یا IDE خوب برای پایتون، می‌تواند علامت دو نقطه را در انتهای یک گزاره If یا While (دستورات شرطی در پایتون) شناسایی کند و بر اساس آن، به صورت خودکار در خط بعدی دندانه‌گذاری (تورفتگی | Indentation) ایجاد کند.

معرفی ۸ محیط توسعه یکپارچه (IDE) پایتون

همانطور که قبلاً هم اشاره شد کدنویسی پایتون با استفاده از IDLE یا شل پایتون، تنها برای اجرای وظایف ساده مناسب است. با استفاده از یک IDE می‌توان کدنویسی آسان و راحت تر انجام داد. اما بهترین IDE‌ برای پایتون چیست؟

بهترین IDE برای پایتون در شرایط مختلف و بر اساس معیارهای گوناگون می‌تواند متفاوت باشد. در این ادامه، تعدادی از بهترین IDEها برای برنامه نویسی پایتون را معرفی می کنیم تا با توجه به اطلاعاتی که پیرامون هر یک از ابزارها وجود دارد، بهترین ابزار توسعه پایتون را بر اساس شرایط مختلف انتخاب کرد.

۱- PyCharm

محیط برنامه نویسی PyCharm به عنوان بهترین IDE پایتون برای توسعه دهندگان آن در نظر گرفته می شود، این محصول توسط شرکت نرم افزاری معروف JetBrains، توسعه یافته است و تمام ابزارهای مورد نیاز برای پایتون را بصورت یکجا و در یک مکان ارائه می دهد. این IDE ویژگی و کارایی های زیادی دارد که به شما کمک می کند در وقت خود صرفه جویی کنید و رویکرد برنامه نویسی صفحه کلید محور را اتخاذ کنید.

PyCharm تمام جنبه های کد شما را می داند؛ بنابراین، می توانید برای بررسی خطای حین برنامه نویسی، تکمیل هوشمند کد و ناوبری پروژه را بدون مشکل انجام دهید این کار به توسعه دهندگان کمک می کند تا کدهای قابل نگهداری و تمیز را بنویسند و کنترل کیفیت را مد نظر داشته باشند.

PyCharm دارای یک ویرایشگر کد هوشمند است که بهترین پشتیبانی را نه تنها برای پایتون بلکه برای JavaScript ،TypeScript ،CoffeeScript ، CSS، زبان های قالب معروف، Node.js ،AngularJS و موارد دیگر ارائه می دهد. اگر می خواهید به یک کلاس خاص، کاربردها، پیاده سازی، تست و موارد دیگر بروید، یک جستجوی هوشمند خواهید داشت.

این IDE از ادغام با ابزارهای مختلف VCS و پایگاه داده پشتیبانی می کند. ترمینال SSH ،Vagrant و Docker ،Oracle ،PostgreSQL ،MySQL ،SQL Server و مواردی از این قبیل هستند همچنین می توانید کد SQL را ویرایش کنید، داده ها را مرور کنید، پرس و جوها را اجرا کنید و طرح ها را با استفاده از PyCharm تغییر دهید.

این IDE از ابزارهای علمی مانند IPython Notebook ،Anaconda ،NumPy ،Matplotlib پشتیبانی می کند و دارای یک کنسول پایتون بصری است. PyCharm یک IDE چند پلتفرمی است و بر روی Windows ،Linux و Mac OS با یک مجوز کار می کند.

۲- KDevelop

محیط برنامه نویسی KDevelop بر اساس تکنولوژی متن باز مدرن طراحی شده است و محیط توسعه نرم را برای توسعه دهندگانی که روی هر اندازه پروژه کار می کنند، ارائه می دهد. در هسته اصلی آن ترکیبی از ویرایشگر پیچیده و تجزیه و تحلیل کد معنایی قرار دارد که تجربه برنامه نویسی دلپذیری را ارائه می دهد علاوه بر این، KDevelop گردش های کاری مختلف مورد نیاز برای کمک به توسعه دهندگان را ارائه می دهد.

این کار کیفیت کدها و کارایی نرم افزار طراحی شده را افزایش می دهد. KDevelop یک IDE غنی برای پایتون است که ویژگی ها و افزونه متنوعی  را داراست و از سایر زبان های برنامه نویسی مانند C ،C++ ،PHP و غیره پشتیبانی می کند. برخی از ویژگی های این IDE عبارت است از:

• برجسته سازی معنایی مانند نام کلاس را می توان متفاوت از نام متغیر برجسته کرد.
• برجسته سازی رنگین کمان با استفاده از رنگ های مختلف
• تکمیل کد معنایی و حساس به زمینه
• حافظه پایدار دیسک برای پایگاه داده کد ارائه شده است.

۳- Thonny

محیط برنامه نویسی Thonny یک IDE عالی برای مبتدیان و تازه کارها است. توسعه اصلی آن در موسسه علوم کامپیوتر در دانشگاه استونی – دانشگاه تارتو انجام شده است. علاوه بر این، بنیاد Raspberry Pi از ویژگی Thonny v3.0 پشتیبانی می کند. از سال ۲۰۱۸، Cybernetica AS تا حدی از توسعه Thonny پشتیبانی می کند. این IDE مجهز به Python v3.x داخلی است، بنابراین برای شروع به یک نصب کننده ساده نیاز دارید.

رابط کاربری آن ساده و اساسی است که مبتدیان می توانند بدون هیچ گونه حواس پرتی به راحتی آن را درک کنند. به شما این امکان را می دهد که برنامه ها را به صورت مرحله به مرحله با استفاده از Ctrl+F5 و بدون نیاز به نقطه وقفه اجرا کنید. همه مراحل نه تنها از خطوط کد بلکه از ساختار برنامه نیز پیروی می کنند.

ویرایشگر Thonny به شما امکان می دهد به راحتی خطاهای نحوی مانند پرانتز و نقل قول های بسته را تشخیص دهید. می توانید وقایع متغیر را برجسته کنید و همچنین به تشخیص خطاهای دیگر کمک می کند.

متغیرها بر اساس یک مدل ساده ارائه شده اند، اما شما آزاد هستید که به سایر مدل های واقع گرایانه نیز بروید. توسعه دهندگان تازه کار همچنین می توانند API ها را از طریق تکمیل کد کشف کنند. بسته های شخص ثالث را به راحتی با GUI تمیز pip خود نصب کنید.

۴- Visual Studio

با استفاده از بهترین IDE در کلاس مایکروسافت Visual Studio، می توانید هوشمندانه و سریع کدنویسی کنید. این IDE عملکرد بهتری را از طریق IntelliSense برای برنامه های ++C ارائه می دهد. این کار به شما امکان می دهد متغیرها را با استفاده از پیشنهادات کد دقیق و سریع تایپ کنید.

هنگام حرکت به یک فایل ، عضو ، نوع یا نماد ، سرعت خود را حفظ کرده و از پیچیدگی ها پیشی بگیرید همچنین می توانید اقداماتی مانند افزودن پارامترها، تغییر نام توابع و غیره را پیشنهاد کنید.

با استفاده از CodeLens، بینش های اساسی مانند تغییرات ایجاد شده در کد، تأثیرات آنها را بررسی کنید و بررسی کنید که آیا روش مورد آزمایش واحد است یا خیر. همچنین می توانید منابع، نویسندگان، سابقه انجام، آزمایشات و سایر اطلاعات مهم را در حال حرکت مشاهده کنید. در صورت نیاز به بازرسی اشکال، Visual Studio به شما امکان می دهد اجرای کد را با متد و breakpoint بشکنید.

اگر با تغییرات پیش بینی نشده روبرو شده اید یا گامی بسیار دور برداشته اید، می توانید به خط کد خاصی برگردید. نیازی به شروع مجدد یا ایجاد مجدد نیست. مجموعه آزمایشی را سازماندهی و هدایت کنید تا فوراً تعداد کدهایی را که آزمایش می کنید تجزیه و تحلیل کرده و نتایج را ردیابی کنید.

۵- Atom

از زمان توسعه خود با استفاده از ویرایشگر متن مدرن Atom لذت ببرید. این محیط برنامه نوییسی یک نرم افزار متن باز است که با استفاده از CSS ،JavaScript ،HTML و Node.js. ساخته شده است. این برنامه بر روی چارچوبی به نام Electron اجرا می شود که برای ایجاد برنامه های چند پلتفرمی با فناوری های وب استفاده می شود.

Atom به شما امکان می دهد مستقیماً با GitHub و Git کار کنید و بر روی Windows ،macOS ،Linux کار می کند. این یک بسته داخلی دارد که به شما امکان می دهد بسته های بیشتری را جستجو و نصب کنید یا همچنین می توانید یکی از بسته های خود را از Atom ایجاد کنید.

همچنین به شما کمک می کند تا با استفاده از یک تکمیل خودکار انعطاف پذیر و هوشمند، سریعتر بنویسید. برای ویرایش و مقایسه کدها در فایل ها، می توانید رابط آن را به پنجره های مختلف تقسیم کنید. همچنین به شما امکان می دهد هنگام تایپ متن را پیدا، جایگزین و پیش نمایش کنید. همچنین ۴ تم رابط کاربری و ۸ تم نحو را از پیش نصب شده در دو رنگ روشن و تیره ارائه می دهد. UI را با Less/CSS سفارشی کنید و با JavaScript و HTML ویژگی های بیشتری اضافه کنید.

۶- Spyder

Spyder یک محیط علمی قوی پایتون است که برای توسعه دهندگان، دانشمندان داده و مهندسان طراحی شده است. این برنامه ترکیبی قابل توجه از ویرایش، نمایه سازی و اشکال زدایی پیشرفته با کاوش داده ها، بازرسی عمیق، تجسم زیبا و اجرای تعاملی دارد.

اسپایدر Spyder به شما امکان می دهد با استفاده از یک ویرایشگر چند زبانه که دارای مرورگر کلاس/تابع، تجزیه و تحلیل کد، تکمیل خودکار کد، رفتن به تعریف و تقسیم عمودی/افقی است همچنین می توانید کدها را بر اساس فایل، خط یا سلول اجرا کرده و سپس نمودارها را بصورت خطی رندر کنید.

متغیرها را به سرعت تغییر دهید، یک آرایه NumPy یا یک قاب داده را ویرایش کنید، مجموعه ها را مرتب کنید، در یک شیء تو در تو عمق بیشتری پیدا کنید و سری های زمانی یا هیستوگرام ها را ترسیم کنید. می توانید تصاویر و شکل های ایجاد شده در حین اجرای کد را مشاهده، ذخیره و کپی کنید.

در این محیط برنامه نویسی می توانید همه مراحل اجرای کد خود را ردیابی کنید، آنها را بصورت تعاملی اشکال زدایی کنید، یک سند شیء را مشاهده کرده و فوراً آن را ارائه دهید. Spyder به شما این امکان را می دهد تا با استفاده از افزونه هایی مانند Spyder Notebook ، Terminal ، UnitTest ، Reports و غیره کارایی برنامه نویسی را افزایش دهید.

۷- Pyzo

Pyzo یک IDE متن باز و چند پلتفرم برای پایتون است. هدف این IDE سادگی و تعامل با کاربر است. بنابراین، برای انجام محاسبات علمی بسیار مناسب است. طراحی کارآمد آن دارای دو جزء مهم پوسته و ابزارهای قابل اتصال برای اهداف مختلف است. این ابزارها شامل ساختار منبع، کمک تعاملی، فضای کار، مدیر پروژه و موارد دیگر است. کد Pyzo صرفاً بر روی Python 3 نوشته شده است ، به علاوه از جعبه ابزار – Qt GUI استفاده می کند.

Pyzo دارای ویژگی های قدرتمندی مانند ویرایشگر است که از تورفتگی خودکار عرض در هنگام بارگیری فایل، سلول های دارای سبک MATLAB برای علامت گذاری بخش هایی از کدها، برجسته سازی نحوی، طرح های نحوی قابل توسعه و قابل ویرایش پشتیبانی می کند.

این برنامه از قابلیت های کشیدن و رها کردن فهرست ها و پرونده ها، پیدا کردن یا جایگزینی، تغییر سبک های پایان خط، بزرگنمایی، نشانگر خط کد، فونت های متعدد و نقاط شکست برای اشکال زدایی پشتیبانی می کند.

۸- Wing

محیط توسعه پایتون هوشمند Wing طوری طراحی شده است که بهره وری بیشتری را برای شما به ارمغان بیاورد. Wing با نوشتن بازخورد فوری در زمان اجرا به صورت تعاملی، هنگام نوشتن کدهای پایتون مراقبت می کند. به راحتی می توانید اسناد را انجام داده و کدها را حرکت دهید.

با تجزیه و تحلیل کد عمیق، می توانید از خطاهای معمولی جلوگیری کرده و مشکلات را زود تشخیص دهید. ویرایشگر بصری آن با تکمیل خودکار مبتنی بر زمینه، بررسی خطای خطی، کمک فراخوانی، اجرای PEP-8، ویرایش خودکار، انتخاب چندگانه و قطعات کد سفارشی، تاشوی کد و موارد دیگر، روند توسعه را تسریع می کند.

Wing همچنین می تواند از vi ، Eclipse ، emacs ، Visual Studio ، MATLAB و XCode تقلید کند. خطایابی قدرتمند آن به شما امکان می دهد کد چند رشته ای و چند فرآیندی را که از IDE راه اندازی شده است، اشکال زدایی کنید علاوه بر این، Wing یک آرایه به همراه یک بیننده قاب داده برای انجام تجزیه و تحلیل داده ها و کارهای علمی ارائه می دهد.

نتیجه گیری

اگر به برنامه نویسی پایتون علاقه مند هستید حتماً باید از یک محیط برنامه نویسی پایتون برای برنامه نویسی استفاده کنید. محیط های توسعه یکپارچه پایتون یا همان IDE ها شرایط و امکاناتی را برای شما فراهم می کنند تا فرآیند کدنویسی برای شما آسان، راحت و دلپذیر باشد.

انتخاب یک IDE مناسب برای کدنویسی به معیار های مختلفی بستگی دارد و در این انتخاب می توانید معیار های خودتان را بررسی کنید تا یک IDE مناسب برای برنامه نویسی را انتخاب کنید. در این پست ۸ مورد از بروز ترین محیط های برنامه نویسی پایتون را برای شما عزیزان معرفی کردیم تا در انتخاب IDE مناسب به شما کمک کنیم.

علاوه بر انتخاب IDE مناسب، یادگیری مکرر این زبان قدرتمند و آینده دار را از دست ندهید و آموزش های عملی و کاربردی سایت فرادرس، جایی که آموزش های فراوان و متنوعی در زمینه برنامه نویسی پایتون وجود دارد را از دست ندهید همچنین می توانید فرصت های شغلی برنامه نویسی پایتون را برای انگیزه و تلاش بیشتر خودتان مطالعه فرمایید.