ทำความเข้าใจกับภาษา Python

Python เป็นภาษาโปรแกรมมิ่งที่ถูกสร้างขึ้นโดย Guido van Rossum ในปี ค.ศ. 1989 ขณะที่เขาทำงานอยู่ที CW1 ในเมืองอัมสเตอร์ดัม ประเทศเนเธอร์แลนด์ ตั้งแต่ ปี 1982 ถึง 1989  Guido เป็นสมาชิกของกลุ่มผู้ใช้งานของภาษา ABC ที่เป็นภาษาโปรแกรมมิ่งสำหรับผู้เริ่มต้น หลังจาก ABC ปิดตัว Guido จึงเริ่มพัฒนา Python ขึ้นมา เพื่อแก้ไขข้อจำกัดของภาษา ABC และสร้างภาษาโปรแกรมมิ่งที่ง่ายต่อการเรียนรู้ ใช้งานและพัฒนาต่อยอด

ชื่อ “Python” เกิดจากความชื่นชอบของ Guido ในชื่อของซีรี่ส์รายการโทรทัศน์สุดฮิตในยุคนั้นชื่อ Monty Python’s Flying Circus ซึ่งเป็นซีรี่ส์คอมมีดี้ และเป็นที่รู้จักในสหราชอาณาจักร Python นั้นไม่ได้มีความเกี่ยวข้องกับงูแต่อย่างใด แต่ในช่วงที่ตัดสินใจเลือกชื่อนั้น ชื่อแรกที่เข้ามาในความคิดของ Guido ก็คือ ละครสัตว์เหินหาวของมอนตี้ ไพธอน (Monty Python’s Flying Circus) ซึ่งเป็นชื่อของรายการโทรทัศน์ทางช่อง BBC แนวตลกชื่อดังจากฝั่งอังกฤษที่เขาชื่นชอบชมกัน Guido ก็ได้พิจารณาว่าชื่อนี้เหมาะสมกับการตั้งชื่อภาษาคอมพิวเตอร์นี้ ที่มีการใช้งานยืดหยุ่นและสนุกสนานเช่นเดียวกับรายการโทรทัศน์ของ Monty Python ซึ่งชื่อ “Python” มาจากชื่อสัตว์ที่ออกแบบขึ้นโดย Guido van Rossum แต่ก่อนที่จะมีชื่อ Python เรียกว่า Amoeba แต่ว่าสุดท้าย Guido van Rossum ได้เลือกใช้ชื่อ Python เพราะเขาเป็นแฟนพันธุ์แท้ของละครสัตว์ Monty Python’s Flying Circus นั่นเอง

ปัจจุบัน Guido van Rossum เป็นผู้ก่อตั้งและตัวแทนของ Python Software Foundation ซึ่ง Python ได้รับความนิยมเป็นอย่างมากในวงการโปรแกรมเมอร์ เนื่องจากมีความสามารถในการเขียนโปรแกรมอย่างรวดเร็ว มีระบบตัวแปรแบบไดนามิกที่ทำให้ง่ายต่อการใช้งาน และมีไลบรารีมากมายที่สามารถนำมาใช้งานได้อย่างหลากหลาย ต่อมา Python ก็ได้ถูกนำไปใช้ในหลายๆ งาน เช่น งานวิทยาศาสตร์ข้อมูล (data science) และปัญหาทางคณิตศาสตร์ที่ซับซ้อน เว็บไซต์ และ  AI ซึ่งทำให้ Python เป็นหนึ่งในภาษาโปรแกรมที่ได้รับความนิยมมาก โดยมีการนำไปใช้งานในหลายงานต่างๆ เช่น การพัฒนาเว็บไซต์ การทำงานด้านวิทยาศาสตร์ วิศวกรรม การเรียนรู้เชิงลึก และการพัฒนาซอฟต์แวร์ในอุตสาหกรรมเทคโนโลยีต่างๆ

ภาษา Python เป็นภาษาโปรแกรมมิงที่มีความยืดหยุ่นสูงและใช้งานได้หลากหลาย สามารถใช้พัฒนาซอฟต์แวร์ประเภทต่างๆ ได้เช่นเดียวกับภาษาโปรแกรมมิงอื่น ๆ คือ

1. แอปพลิเคชันเว็บ: Python มี Library และ Framework สำหรับพัฒนาเว็บแอปพลิเคชัน เช่น Django, Flask และ Pyramid
2. วิศวกรรม: Python เป็นภาษาโปรแกรมมิงที่นิยมใช้ในการพัฒนาวิศวกรรม เพราะมี Library และ Framework ที่มีประสิทธิภาพสูง เช่น NumPy, SciPy, Pandas และ Scikit-learn
3. ระบบปฏิบัติการ: Python ใช้เป็นภาษาสคริปต์ในระบบปฏิบัติการ Linux, macOS และ Windows
4. โปรแกรมเชิงกราฟิก: Python มี Library สำหรับการพัฒนาโปรแกรมเชิงกราฟิก เช่น Matplotlib, Pygame, PyOpenGL และ Pyglet
5. โปรแกรมเชิงเครือข่าย: Python สามารถใช้พัฒนาโปรแกรมเชิงเครือข่ายได้ เช่น Twisted, asyncio และ Socket
6. หุ่นยนต์: Python นิยมใช้ในการพัฒนาโปรแกรมสำหรับหุ่นยนต์ เช่น ROS, PyBot และ PyMite
7. แอปพลิเคชันบนมือถือ: Python สามารถใช้พัฒนาแอปพลิเคชันบนมือถือได้ โดยใช้เครื่องมือ Kivy หรือ BeeWare

เหตุผลหลายอย่างที่ทำให้ภาษา Python กลายเป็นภาษาโปรแกรมมิ่งที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลายในปัจจุบัน ดังนี้

1. Python มีรูปแบบเขียนโค้ดที่เข้าใจง่าย มีความสะดวกในการเรียนรู้ และมีความสามารถในการอ่านและเข้าใจโค้ดได้ง่าย ดังนั้นมันเป็นภาษาที่เหมาะสำหรับผู้เริ่มต้นที่ต้องการเรียนรู้การเขียนโปรแกรม รวมถึงในการสอนภาษาโปรแกรมมิ่งในโรงเรียนและมหาวิทยาลัย
2. Python สามารถสร้างเว็บไซต์และเว็บแอปพลิเคชัน มีไลบรารีจำนวนมากที่มีความสามารถในการสร้างเว็บไซต์และเว็บแอปพลิเคชัน ซึ่งทำให้ Python เป็นภาษาโปรแกรมมิ่งที่ได้รับความนิยมในการพัฒนาเว็บไซต์
3. Python เป็นภาษาโปรแกรมมิ่งที่มีความสามารถการทำงานกับข้อมูลได้ดี สามารถจัดการกับข้อมูลแบบหลากหลาย เช่น การทำงานกับไฟล์ข้อมูล, การจัดการกับฐานข้อมูล, การทำงานกับข้อมูลแบบแถวและคอลัมน์ (ในรูปแบบของตาราง) และอื่นๆ
4. Python มีความสามารถในการประมวลผลภาษาธรรมชาติได้ดีมาก โดยมีไลบรารีอย่างเช่น Natural Language Toolkit (NLTK)

ภาษา Python เป็นภาษาโปรแกรมมิ่งที่มีความยืดหยุ่นสูง มีความสามารถในการทำงานกับหลายแพลตฟอร์มและระบบปฏิบัติการ นอกจากนี้ยังมีการพัฒนา module หรือไลบรารีสำหรับ Python มากมายที่ช่วยให้การเขียนโปรแกรมด้วย Python ยืดหยุ่นและมีประสิทธิภาพมากขึ้น

นอกจากนี้ภาษา Python ยังเป็นภาษาที่มีระบบจัดการข้อผิดพลาดและการจัดการข้อยกเว้นอย่างมีประสิทธิภาพ มีไลบรารีที่มากมายสามารถช่วยในการจัดการข้อผิดพลาดได้ง่ายขึ้น ทำให้การพัฒนาโปรแกรมด้วย Python มีความน่าเชื่อถือและมีประสิทธิภาพที่สูงยิ่งขึ้น

สามารถใช้พัฒนาซอฟต์แวร์ประเภทต่างๆ ได้เช่นเดียวกับภาษาโปรแกรมคอมพิวเตอร์อื่น ๆ คือ

1. แอปพลิเคชันเว็บ: Python มี Library และ Framework สำหรับพัฒนาเว็บแอปพลิเคชัน เช่น Django, Flask และ Pyramid
2. วิทยากรรม: Python เป็นภาษาโปรแกรมมิงที่นิยมใช้ในการพัฒนาวิทยากรรม เพราะมี Library และ Framework ที่มีประสิทธิภาพสูง เช่น NumPy, SciPy, Pandas และ Scikit-learn
3. ระบบปฏิบัติการ: Python ใช้เป็นภาษาสคริปต์ในระบบปฏิบัติการ Linux, macOS และ Windows
4. โปรแกรมเชิงกราฟิก: Python มี Library สำหรับการพัฒนาโปรแกรมเชิงกราฟิก เช่น Matplotlib, Pygame, PyOpenGL และ Pyglet
5. โปรแกรมเชิงเครือข่าย: Python สามารถใช้พัฒนาโปรแกรมเชิงเครือข่ายได้ เช่น Twisted, asyncio และ Socket
6. หุ่นยนต์: Python นิยมใช้ในการพัฒนาโปรแกรมสำหรับหุ่นยนต์ เช่น ROS, PyBot และ PyMite
7. แอปพลิเคชันบนมือถือ: Python สามารถใช้พัฒนาแอปพลิเคชันบนมือถือได้ โดยใช้เครื่องมือ Kivy หรือ BeeWare

Python มีไลบรารีจำนวนมากที่ช่วยให้การเขียนโปรแกรมเป็นเรื่องง่ายขึ้น ซึ่งไลบรารีที่มีให้ใช้กันอย่างแพร่หลายมีดังนี้

1. NumPy – ไลบรารีที่ช่วยในการทำงานกับข้อมูลตัวเลขแบบหลายมิติ และทำงานร่วมกับไลบรารี SciPy ในการคำนวณเชิงตัวเลข
2. SciPy – ไลบรารีที่มีความสำคัญในการทำงานเชิงวิทยาศาสตร์และเทคนิคที่ต้องการการคำนวณทางคณิตศาสตร์ เช่น การหาค่า eigenvalue, eigenvector, หรือการหาค่าความสูงของค่า peak ในข้อมูล
3. Matplotlib – ไลบรารีที่ใช้สำหรับการพล็อตกราฟ 2D และ 3D ในรูปแบบต่าง ๆ ที่สามารถปรับแต่งได้หลากหลาย
4. Pandas – ไลบรารีที่ช่วยในการจัดการข้อมูลแบบที่ยืดหยุ่นสำหรับการวิเคราะห์ข้อมูล รวมถึงการอ่านและเขียนข้อมูลจากไฟล์ต่าง ๆ ได้ง่ายและรวดเร็ว
5. Scikit-learn – ไลบรารีสำหรับการเรียนรู้เครื่องจักรและการประมวลผลข้อมูล ช่วยในการสร้างและเทรนโมเดลเครื่องจักรได้อย่างสะดวก การเรียนรู้เชิงสถิติ (statistical learning) ที่มีการเพิ่มเติมของอินเทอร์เฟซพิมพ์สำหรับการสร้างและประมวลผลโมเดลทางสถิติ
6. TensorFlow – ไลบรารีที่ช่วยในการสร้างและเทรนโมเดล Deep Learning ได้อย่างง่ายดาย โดยเป็นไลบรารีที่พัฒนาโดย Google
7. Keras – ไลบรารีสำหรับการสร้างและเทรนโมเดล Deep Learning ในรูปแบบที่สะดวกและใช้งานง่าย
8. Flask – ไลบรารีที่ใช้สำหรับการพัฒนาเว็บแอปพลิเคชัน มีความสามารถในการสร้างเว็บไซต์และการรับ-ส่งข้อมูลผ่านเว็บเซอร์วิส (Web Service)
9. Django  – ไลบรารีสำหรับการพัฒนาเว็บแอปพลิเคชันที่ใช้งานได้ง่าย และมีความยืดหยุ่นสูง โดยมีการเพิ่มเติมของโมดูลสำหรับการจัดการข้อมูลฐานข้อมูลและอินเทอร์เฟซการสื่อสารผ่าน HTTP
10. Pygame – ไลบรารีที่ใช้สำหรับพัฒนาเกม โดย Pygame จะมีฟังก์ชันสำหรับการสร้างหน้าต่างเกม การจัดการกราฟิก การเล่นเสียง การจัดการข้อมูลอินพุท เป็นต้น โดย Pygame เป็นไลบรารีฟรีและเปิดโค้ด ทำให้นักพัฒนาสามารถนำไปใช้งานได้อย่างอิสระ
11. PyTorch – ไลบรารีสำหรับการเรียนรู้เชิงลึก (deep learning) ที่มีความยืดหยุ่นสูงและเป็นที่นิยมใช้กันในการพัฒนาโมเดลการเรียนรู้เชิงลึก โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับงานที่เกี่ยวกับการประมวลผลภาพ การประมวลผลภาษาธรรมชาติ (NLP) และการแปลภาษา

จุดเด่น Python ที่นำใช้ในการเขียนโปรแกรม

1. ภาษา Python เป็นภาษาที่อ่านง่ายและเข้าใจได้ง่าย: ภาษา Python มีสัญลักษณ์ต่างๆ เช่น คำสั่ง if, for, while ที่เข้าใจได้ง่ายและมีรูปแบบการเขียนที่ไม่ซับซ้อน
2. ภาษา Python เป็นภาษาที่มีการใช้งานแบบ interpreter: สามารถใช้งานได้โดยไม่ต้องคอมไพล์เป็นไฟล์ .exe หรือไฟล์ binary ก่อน ทำให้มีความสะดวกสบายในการใช้งาน และสามารถเรียกใช้โค้ดได้ทันที
3. ภาษา Python เป็นภาษา cross-platform: สามารถใช้งานได้ทั้งบนระบบปฏิบัติการ Windows, macOS และ Linux โดยไม่ต้องแก้ไขโค้ด
4. ภาษา Python มีชุดคำสั่งและโมดูลที่ครอบคลุมและทันสมัย: มีความสามารถในการจัดการข้อมูลที่หลากหลายและซับซ้อน ได้แก่ การจัดการข้อมูลทางตัวเลข (Numbers), ข้อความ (Strings), ข้อมูลชนิดลิสต์ (Lists), ข้อมูลชนิดเซต (Sets) และข้อมูลชนิดพจนานุกรม (Dictionaries) โดยมีโมดูลสำหรับการทำงานดังกล่าวอยู่เต็มที่ในภาษา Python
5. ภาษา Python มีชุดคำสั่งและโมดูลที่ช่วยให้ง่ายต่อการเขียนโปรแกรม: มีโมดูลที่ช่วยให้สามารถเชื่อมต่อฐานข้อมูลได้อย่างง่ายดาย เช่น SQLAlchemy หรือ Django ORM
6. ภาษา Python มีความเข้าใจง่าย เป็นภาษาที่ออกแบบมาให้ใช้งานได้ง่าย ไม่ต้องมีความรู้หรือประสบการณ์ในการเขียนโปรแกรมมาก่อน จึงทำให้มีความเข้าใจง่ายและมีความสะดวกสบายในการเรียนรู้
7. ภาษา Python รองรับการทำงานบนหลายแพลตฟอร์ม เช่น Windows, Mac, Linux, ฯลฯ ซึ่งทำให้เหมาะสำหรับการพัฒนาโปรแกรมในหลายๆ ระบบปฏิบัติการ
8. ภาษา Python มี Library ที่สมบูรณ์แบบ รองรับการเขียนโปรแกรมในหลายแนว ไม่ว่าจะเป็นเว็บแอปพลิเคชัน ฐานข้อมูล การประมวลผลภาพ และอื่นๆ ทำให้การเขียนโปรแกรมด้วยภาษา Python มีความสะดวกและสามารถนำไปใช้ได้หลากหลาย
9. ภาษา Python มี Community กว้างขวาง: หากมีปัญหาหรือต้องการความช่วยเหลือในการเขียนโปรแกรม สามารถหาคำตอบได้จาก Community ของภาษา Python ที่กว้างขวาง โดยมีผู้ใช้งานจำนวนมากและมีการแบ่งปันข้อมูลอย่างสม่ำเสมอ

จุดด้อย Python ที่นำใช้ในการเขียนโปรแกรม (เป็นความคิดเห็นของผู้เขียนที่ได้จากประสบการณ์จริงของการนำ Python มาใช้งานเขียนโปรแกรม)

1. ถึงแม้ว่า Python จะเป็นภาษาโปรแกรมมิ่งที่ได้รับความนิยมมาก แต่ประสิทธิภาพของการทำงานก็ยังไม่สามารถเทียบเท่ากับภาษาอื่นๆ เช่น C/C++ หรือ Java ซึ่งจะทำงานได้เร็วกว่า Python อยู่บางนิดหน่อย แม้ว่าภาษา Python จะมีความสามารถในการเขียนโค้ดได้รวดเร็ว แต่ก็ยังไม่สามารถเทียบเท่ากับภาษาอื่นที่เข้าถึงระดับด้านล่างของระบบได้โดยตรง เช่น C หรือ C++ ซึ่งเขียนโค้ดได้รวดเร็วและมีประสิทธิภาพสูงกว่า Python ในบางกรณี
2. ความเร็วในการประมวลผลของภาษา Python ไม่สามารถเทียบเท่ากับภาษา C หรือ C++ ซึ่งมีประสิทธิภาพในการดำเนินการแบบ low-level ดังนั้นหากเราต้องการเขียนโค้ดที่คำนวณมากและต้องการสูงสุดประสิทธิภาพเราอาจต้องพิจารณาใช้ภาษา C หรือ C++ แทน อีกทั้งยังมีข้อจำกัดของ Python เมื่อเทียบกับภาษาอื่นเช่น การไม่รองรับ multithreading ในการประมวลผล ทำให้การประมวลผลที่ใช้เวลานานมากจะกลายเป็นปัญหาอย่างมาก อย่างไรก็ตาม Python ได้พัฒนาขึ้นมาเพื่อให้เหมาะกับงานที่ต้องการความสะดวกและความกระชับในการเขียนโค้ด ดังนั้นเราควรพิจารณาใช้ Python สำหรับงานที่ไม่ต้องการประมวลผลแบบ low-level หรืองานที่ความเร็วไม่เป็นปัจจัยสำคัญมากนัก
3. เนื่องจาก Python เป็นภาษาที่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ภายในภาษาเองได้ ทำให้มีความยืดหยุ่นในการเขียนโค้ดแต่ก็เป็นจุดเด่นเท่ากับจุดด้อย เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงโค้ดภายในอาจส่งผลต่อโปรแกรมอื่นๆ ที่อาศัยโค้ดเดิมไว้
4. เนื่องจาก Python เป็นภาษาที่ไม่ค่อยจำเป็นต้องกำหนดชนิดของข้อมูลและมีการอ้างอิงตัวแปรโดยใช้ชื่อเป็นตัวกำหนด การเขียนโค้ดไม่ระมัดระวังอาจทำให้โปรแกรมมีช่องโหว่ความปลอดภัยที่สามารถโจมตีได้
5. จำกัดในการประมวลผลข้อมูลขนาดใหญ่ เนื่องจาก Python เป็นภาษาที่ใช้งานแบบ Interpreter และมีการจัดการหน่วยความจำในแบบ Dynamic Memory Allocation ทำให้ไม่สามารถประมวลผลข้อมูลขนาด ตัว Python มีขนาดใหญ่กว่าภาษาอื่นๆ เนื่องจากมีไลบรารีมากมาย ทำให้การแบ่งเชิงขนาดใหญ่ของโค้ดมีความยุ่งเหยิงมากขึ้น ถึงแม้ว่าจะมีเครื่องมือในการจัดการโครงสร้างโปรเจ็กต์เช่น Virtualenv และ Pipenv อยู่แล้ว แต่ก็ยังไม่สามารถทำให้โค้ดที่ใหญ่มีความเรียบง่าย
6. การจัดการภายในเว็บ Python ไม่ได้ถูกออกแบบมาเพื่อใช้งานในสิ่งที่เกี่ยวข้องกับเว็บ ซึ่งทำให้เกิดปัญหาบางอย่าง เช่น การทำงานร่วมกับระบบจัดการเนื้อหา (CMS) หรือการเข้าถึงฐานข้อมูล ทำให้ Python ไม่ได้เป็นเลือกที่ดีสำหรับการพัฒนาเว็บไซต์ใหญ่ที่มีความซับซ้อน