Python là gì? Ứng dụng của ngôn ngữ lập trình Python

Python là một trong những ngôn ngữ lập trình rất phổ biến hiện nay. Hãy cùng tìm hiểu về Python là gì ngay trong bài viết hôm nay nhé!

Python là gì?

Python là một ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng đa năng, cao cấp và mạnh mẽ có kiểu cấu trúc dữ liệu cấp cao mạnh mẽ cùng hệ thống thư viện lớn. Được tạo ra bởi Guido van Rossum và lần đầu ra mắt vào năm 1991. Python được dùng rộng rãi trong phát triển trí tuệ nhân tạo hoặc AI. Cấu trúc của Python còn cho phép người sử dụng viết mã lệnh với số lần gõ phím tối thiểu.

Python hiện có 2 version phổ biến nhất là Python2 và Python 3. Hiện 1 số HĐH Linux cũ không được hỗ trợ sẵn Python 3 mà cần phải tiến cài đặt. Người dùng nên  lựa chọn 1 phiên bản Python để viết ứng dụng  lập trình và tất nhiên chúng ta nên sử dụng Python 3.

Thông tin cơ bản

• Mô hình: Multi-paradigm: functional, object-oriented, imperative,  reflective
• Thiết kế: Guido van Rossum
• Phát triển: Python Software Foundation
• Phát hành lần đầu: 1990;
• Phiên bản ổn định: 3.7.3 / 25 March 2019 và  2.7.16 / 4 March 2019;
• Typing discipline: Duck, gradual (từ version 3.5), dynamic
• License: Python Software Foundation License
• Filename extensions: .py, .pyc, .pyd, .pyo (từ đầu tới version 3.5), .pyw, .pyz (kể từ version 3.5)
• Website chính: www.python.org

Chương trình mừng sinh nhật lần thứ 11 Vietnix

Đặc điểm của Python

Là ngôn ngữ thông dịch

Python là một ngôn ngữ thông dịch, có nghĩa là mã nguồn Python được thực thi từng dòng một. Nếu có lỗi trong mã, quá trình thực thi sẽ dừng lại, giúp lập trình viên dễ dàng xác định và sửa lỗi.

Dễ sử dụng

Ngôn ngữ này sử dụng từ ngữ tương đối giống tiếng Anh. Không giống như những ngôn ngữ lập trình khác, Python không sử dụng cặp dấu ngoặc ôm để định nghĩa khối mã. Thay vào đó, Python sử dụng thụt đầu dòng để phân biệt các khối mã.

Ngôn ngữ linh hoạt

Trong Python, lập trình viên không cần phải khai báo kiểu dữ liệu của biến khi viết mã, vì Python sẽ tự động xác định kiểu dữ liệu tại thời điểm chạy. Điều này giúp tăng tốc độ phát triển và đơn giản hóa quá trình viết mã.

Ngôn ngữ cấp cao

Python rất gần gũi với ngôn ngữ con người, giúp lập trình viên tập trung vào việc giải quyết vấn đề mà không cần quá lo lắng về những khía cạnh kỹ thuật như quản lý bộ nhớ hay kiến trúc hệ thống.

Thư viện Python nào phổ biến nhất hiện nay

Matplotlib

Matplotlib là một thư viện được sử dụng bởi các nhà phát triển để biểu diễn dữ liệu dưới dạng đồ họa chất lượng cao, bao gồm cả đồ họa hai chiều (2D) và ba chiều (3D). Thư viện này thường được áp dụng trong các ứng dụng khoa học. Với Matplotlib, người dùng có thể trực quan hóa dữ liệu bằng cách tạo ra các biểu đồ khác nhau như biểu đồ cột và biểu đồ đường. Matplotlib cũng cho phép hiển thị nhiều biểu đồ cùng lúc và dễ dàng tùy chỉnh chi tiết đồ họa trên mọi nền tảng.

Pandas

Pandas là một thư viện cung cấp cấu trúc dữ liệu linh hoạt và tối ưu để thao tác với dữ liệu chuỗi thời gian và dữ liệu có cấu trúc như bảng và nhóm. Với Pandas, người dùng có thể đọc, ghi, kết hợp, lọc và nhóm dữ liệu một cách dễ dàng. Thư viện này được rất nhiều người sử dụng cho các tác vụ liên quan đến khoa học dữ liệu, phân tích dữ liệu và học máy.

NumPy

NumPy là một thư viện phổ biến, giúp các nhà phát triển dễ dàng tạo và quản lý các mảng, thực hiện các phép toán đại số tuyến tính và làm việc với các hình dạng logic. NumPy tích hợp tốt với nhiều ngôn ngữ C và ngôn ngữ C++, và được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực tính toán khoa học và số.

Requests

Thư viện Requests cung cấp các hàm hữu ích để phát triển ứng dụng web. Với Requests, người dùng có thể gửi yêu cầu HTTP, thêm tiêu đề, tham số URL và dữ liệu, và thực hiện nhiều tác vụ khác trong quá trình giao tiếp với các ứng dụng web.

OpenCV-Python

OpenCV-Python là một thư viện được sử dụng để xử lý hình ảnh trong ứng dụng thị giác máy tính. Thư viện này cung cấp nhiều hàm cho việc đọc và ghi hình ảnh, xây dựng môi trường 3D từ ảnh 2D, cũng như chụp và phân tích hình ảnh từ video.

Keras

Keras là một thư viện Python dành cho mạng nơ-ron chuyên sâu, và nó cung cấp khả năng hỗ trợ tuyệt vời cho việc xử lý dữ liệu, trực quan hóa và nhiều tác vụ khác. Keras được sử dụng phổ biến trong lĩnh vực học máy và thị giác máy tính. Thư viện này hỗ trợ một loạt các mạng nơ-ron và cung cấp một cấu trúc mô-đun linh hoạt, giúp lập trình viên tạo ra các ứng dụng sáng tạo trong lĩnh vực này.

Học Python để làm gì?

Hiện tại ngôn ngữ Python được sử dụng nhiều trong lĩnh vực phát triển ứng dụng như:

Phát triển máy chủ web: Các trang web thường sử dụng các hàm backend phức tạp để hiển thị thông tin cho người dùng. Python là ngôn ngữ lập trình hữu ích trong việc phát triển mã backend vì nó cung cấp nhiều thư viện, bao gồm cả mã viết sẵn, để xử lý các chức năng phức tạp trên máy chủ.

Tự động hóa bằng các tập lệnh Python: Ngôn ngữ tập lệnh được sử dụng để tự động hóa các tác vụ mà con người thường thực hiện. Python có thể được sử dụng để viết các tập lệnh như:

• Chuyển đổi giữa các định dạng tệp khác nhau.
• Loại bỏ từ trùng lặp trong tệp văn bản.
• Thực hiện các tính toán cơ bản.
• Tìm kiếm lỗi trong nhiều tệp tin.
• Tải nội dung từ các nguồn khác nhau, v.v.

Khoa học dữ liệu và học máy: Python cũng được sử dụng trong các tác vụ liên quan đến khoa học dữ liệu và học máy, bao gồm:

• Xử lý và sửa lỗi dữ liệu không chính xác.
• Đặt tên cho các biến và dữ liệu.
• Thực hiện các phân tích thống kê khác nhau.

Phát triển phần mềm: Python được sử dụng trong nhiều tác vụ phát triển và ứng dụng phần mềm, bao gồm:

• Tự động hóa xây dựng phần mềm.
• Phát triển các nguyên mẫu phần mềm.
• Xây dựng các ứng dụng máy tính với giao diện đồ họa người dùng.
• Phát triển các trò chơi từ đơn giản đến phức tạp.

Tự động hóa kiểm thử phần mềm: Quy trình kiểm thử phần mềm dùng để so sánh kết quả thực tế với kết quả dự đoán của phần mềm. Python cung cấp các framework kiểm thử phần mềm như Unittest, Robot và PyUnit, được sử dụng thường xuyên để kiểm thử các hàm khác nhau trong phần mềm.

Lịch sử phát triển của Python

Python 1

Bao gồm các bản phát hành 1.x. Giai đoạn này, kéo dài từ đầu đến cuối thập niên 1990. Từ năm 1990 đến 1995, Guido làm việc tại CWI (Centrum voor Wiskunde en Informatica – Trung tâm Toán-Tin học tại Amsterdam, Hà Lan). Vì vậy, các phiên bản Python đầu tiên đều do CWI phát hành. Phiên bản cuối cùng phát hành tại CWI là 1.2.

Vào năm 1995, Guido chuyển sang CNRI (Corporation for National Research Initiatives) ở Reston, Virginia. Tại đây, ông phát hành một số phiên bản khác. Python 1.6 là phiên bản cuối cùng phát hành tại CNRI.

Sau bản phát hành 1.6, Guido rời bỏ CNRI để làm việc với các lập trình viên chuyên viết phần mềm thương mại. Tại đây, ông có ý tưởng sử dụng Python với các phần mềm tuân theo chuẩn GPL. Sau đó, CNRI và FSF (Free Software Foundation – Tổ chức phần mềm tự do) đã cùng nhau hợp tác để làm bản quyền Python phù hợp với GPL. Cùng năm đó, Guido được nhận Giải thưởng FSF vì Sự phát triển Phần mềm tự do (Award for the Advancement of Free Software).

Phiên bản 1.6.1 ra đời sau đó là phiên bản đầu tiên tuân theo bản quyền GPL. Tuy nhiên, bản này hoàn toàn giống bản 1.6, trừ một số sửa lỗi cần thiết.

Python 2

Vào năm 2000, Guido và nhóm phát triển Python dời đến BeOpen.com và thành lập BeOpen PythonLabs team. Phiên bản Python 2.0 được phát hành tại đây. Sau khi phát hành Python 2.0, Guido và các thành viên PythonLabs gia nhập Digital Creations.

Python 2.1 ra đời kế thừa từ Python 1.6.1 và Python 2.0. Bản quyền của phiên bản này được đổi thành Python Software Foundation License. Từ thời điểm này trở đi, Python thuộc sở hữu của Python Software Foundation (PSF), một tổ chức phi lợi nhuận được thành lập theo mẫu Apache Software Foundation.

Python 3

Python 3, còn gọi là Python 3000 hoặc Py3K: Dòng 3.x sẽ không hoàn toàn tương thích với dòng 2.x, tuy vậy có công cụ hỗ trợ chuyển đổi từ các phiên bản 2.x sang 3.x. Nguyên tắc chủ đạo để phát triển Python 3.x là “bỏ cách làm việc cũ nhằm hạn chế trùng lặp về mặt chức năng của Python”. Trong PEP (Python Enhancement Proposal) có mô tả chi tiết các thay đổi trong Python. Các đặc điểm mới của Python 3.0 sẽ được trình bày phần cuối bài này.

Các phiên bản Python đã phát hành

Ứng dụng của Python là gì?

• Python có thể được sử dụng trên một máy chủ để tạo các ứng dụng web.
• Nó có thể được sử dụng cùng với phần mềm để tạo quy trình công việc.
• Python có thể kết nối với các hệ thống cơ sở dữ liệu. Nó cũng có thể đọc và sửa đổi các tập tin.
• Nó có thể được sử dụng để xử lý dữ liệu lớn và thực hiện phép tính phức tạp.
• Python có thể được sử dụng để tạo mẫu nhanh hoặc phát triển phần mềm sẵn sàng sản xuất.

Tại sao lại là Python?

• Đầu tiên Python hoạt động trên các nền tảng khác nhau (Windows, Mac, Linux, Raspberry Pi, v.v.).
• Tiếp theo, Python có một cú pháp đơn giản tương tự như ngôn ngữ tiếng Anh.
• Python có cú pháp cho phép các nhà phát triển viết chương trình với ít dòng hơn một số ngôn ngữ lập trình khác.
• Python chạy trên một hệ thống thông dịch, nghĩa là mã có thể được thực thi ngay khi được viết. Điều này có nghĩa là tạo mẫu có thể rất nhanh.
• Python có thể được xử lý theo cách thủ tục, cách hướng đối tượng hoặc hướng chức năng.

Một số điều nên biết

• Phiên bản chính gần đây nhất của Python là Python 3, mà chúng ta sẽ sử dụng trong hướng dẫn này. Tuy nhiên, Python 2, mặc dù không được cập nhật với bất kỳ thứ gì ngoài bản cập nhật bảo mật, nhưng vẫn khá phổ biến.
• Trong hướng dẫn này Python sẽ được viết trong một trình soạn thảo văn bản. Có thể viết Python trong Môi trường phát triển tích hợp, chẳng hạn như Thonny, Pycharm, Netbeans hoặc Eclipse, đặc biệt hữu ích khi quản lý các bộ sưu tập tệp Python lớn hơn.

Một số thuật ngữ khi học lập trình Python

Python framework

Khung Python (Python framework) là một tập hợp các gói và mô-đun giúp xây dựng ứng dụng Python nhanh chóng. Có hai loại khung Python phổ biến là khung Full stack (bao gồm tất cả mọi thứ để xây dựng ứng dụng lớn) và khung Micro (cung cấp các chức năng để xây dựng ứng dụng Python đơn giản).

IDE Python (Python IDE)

Là môi trường phát triển tích hợp (Integrated Development Environment) cho Python, cung cấp các công cụ để viết, kiểm tra, chỉnh sửa và gỡ lỗi mã. PyCharm và IDLE là một số ví dụ về IDE Python phổ biến.

Thư viện Python (Python libraries)

Là tập hợp các mã được sử dụng để tái sử dụng và mở rộng chức năng của Python. Python đi kèm với thư viện chuẩn, và còn có nhiều thư viện bên thứ ba khác nhau cho các mục đích khác nhau, chẳng hạn như Pandas, Matplotlib, NumPy, Requests, Keras, OpenCV-Python, và nhiều thư viện khác.

SDK Python (Python SDK)

Là viết tắt của Software Development Kit, là một bộ công cụ hỗ trợ phát triển phần mềm, bao gồm thư viện, mẫu code và tiện ích gỡ lỗi, được sử dụng để tạo ra các ứng dụng phần mềm bằng Python. SDK Python cụ thể, như Boto3, được sử dụng để tạo và quản lý các dịch vụ AWS (Amazon Web Services) trong Python.

Boto3 trong Python

Boto3 là một SDK Python dành cho AWS, giúp tạo cấu hình và quản lý các dịch vụ AWS thông qua mã Python. Boto3 cung cấp API cấp thấp và API tài nguyên để tương tác với các dịch vụ AWS.

AWS PyCharm

Là một tiện ích bổ trợ cho PyCharm IDE, được thiết kế để hỗ trợ việc tạo, gỡ lỗi và triển khai các ứng dụng Python trên AWS (Amazon Web Services) một cách thuận tiện.

Tài liệu và khóa học lập trình Python cho người mới bắt đầu

Sách Python cơ bản

1. Python…. Rất là cơ bản
2. A Byte of Python
3. Think Python 3rd Edition
4. Automate the Boring Stuff with Python
5. Dive into Python
6. Learn Python the Hard Way
7. Invent Your Own Computer Game with Python
8. Making Games with Python and Pygame

Sách Python nâng cao

1. Learning Python 5th Edition
2. Effective Python
3. Python Cookbook
4. Fluent Python
5. Rtfm: Red Team Field Manual
6. Black Hat Python: Python Programming for Hackers and Pentesters

Khóa học lập trình Python online

1. Real Python Tutorials
2. Python Jumpstart by Building 10 Apps
3. Code Academy: Learn Python
4. Python Tutorial for Beginners: Learn Programming in 7 Days
5. Python for Entrepreneurs
6. Intro to Python for Data Science

Hướng dẫn cài đặt Python trên máy tính

Cách cài đặt Python trên Windows

Bước 1: Tải xuống bản cài đặt Python

Truy cập trang web chính thức của Python tại địa chỉ https://www.python.org/downloads

Ở phần “Python Releases for Windows”, bạn sẽ thấy phiên bản Python hiện tại và các phiên bản trước đó. Tìm phiên bản mà bạn muốn cài đặt (thông thường là phiên bản mới nhất) và nhấp vào liên kết để tải xuống.

Bước 2: Chạy tệp cài đặt Python

Sau khi tải xuống, mở tệp cài đặt Python (.exe) mà bạn vừa tải. Bạn sẽ thấy một cửa sổ cài đặt Python xuất hiện.

Bước 3: Chọn tùy chọn cài đặt

Trong cửa sổ cài đặt Python, bạn có thể chọn các tùy chọn cài đặt. Để cài đặt Python với các tùy chọn mặc định, hãy đảm bảo rằng ô “Add Python to PATH” được chọn. Điều này sẽ cho phép bạn gọi Python từ bất kỳ vị trí nào trên máy tính.

Bước 4: Cài đặt Python

Nhấp vào nút “Install Now” để bắt đầu quá trình cài đặt. Quá trình này có thể mất một vài phút để hoàn thành.

Bước 5: Hoàn thành cài đặt

Sau khi quá trình cài đặt hoàn tất, bạn sẽ thấy một thông báo cho biết Python đã được cài đặt thành công. Hãy đảm bảo chọn “Disable path length limit” nếu bạn gặp vấn đề liên quan đến giới hạn độ dài đường dẫn trong Windows.

Bước 6: Kiểm tra cài đặt Python

Để kiểm tra xem Python đã được cài đặt thành công hay chưa, mở Command Prompt (nhấn phím Windows + R, nhập “cmd” và nhấn Enter). Gõ “python” và nhấn Enter. Nếu Python đã được cài đặt thành công, bạn sẽ thấy phiên bản Python hiện lên và dấu nhắc Python “>>>”.

Đó là các bước cài đặt Python trên Windows. Bây giờ bạn đã sẵn sàng để bắt đầu lập trình bằng Python trên máy tính của mình.

Cách cài đặt Python trên MAC OSX

Cài đặt Python trên macOS từ trình cài đặt chính thức là phương pháp cài đặt tin cậy nhất vì có chứa tất cả system dependencies (phụ thuộc hệ thống) để có thể phát triển các ứng dụng với Python. Dưới đây là 2 cách thiết lập Python từ trình cài đặt chính thức:

Bước 1: Tiến hành tải xuống trình cài đặt chính thức

• Đầu tiên bạn cần mở cửa sổ trình duyệt và điều hướng đến trang Downloads for macOS của Python.org
• Ở dưới tiêu đề “Python Releases for Mac OS X” bạn nhấp vào liên kết “Latest Python 3 Release”. Trong bài viết đang cài đặt theo phiên bản mới nhất là Python 3.9.1. 
• Bạn kéo xuống dưới cùng và nhấp vào “macOS 64-bit installer” để tiến hành tải xuống. 

Bước 2: Chuyển sang chạy trình cài đặt

Để chạy được trình cài đặt, bạn nhấn đúp chuột vào tệp đã tải xuống thì sẽ thấy cửa sổ dưới đây:

Tiếp theo bạn cần thực hiện các bước dưới đây để hoàn tất quá trình cài đặt:

• Nhấn “Continue” để đồng ý với thỏa thuận cấp phép của phần mềm. Sau đó nhấn “Agree”
• Sẽ có một cửa sổ xuất hiện điểm đích của cài đặt và dung lượng, nếu như bạn muốn đổi vị trí cài đặt thì sẽ lựa chọn vị trí khác, sau bước này bạn nhấp vào “Install” để bắt đầu.
• Khi cài đặt đã hoàn tất, bạn bấm “Close” để đóng cửa sổ trình cài đặt

Cú pháp Python so với các ngôn ngữ lập trình khác

• Python được thiết kế để dễ đọc và có một số điểm tương đồng với ngôn ngữ tiếng Anh với ảnh hưởng từ toán học.
• Nó sử dụng các dòng mới để hoàn thành một lệnh, trái ngược với các ngôn ngữ lập trình khác thường sử dụng dấu chấm phẩy hoặc dấu ngoặc đơn.
• Python dựa vào thụt lề, sử dụng khoảng trắng, để xác định phạm vi; chẳng hạn như phạm vi của các vòng lặp, hàm  và các lớp. Các ngôn ngữ lập trình khác thường sử dụng dấu ngoặc nhọn cho mục đích này.

Lời kết

Hy vọng với những kiến thức trong bài viết về Python sẽ mang lại cho bạn thêm nhiều kiến thức mới. Chúc bạn thành công. Nếu có thắc mắc hay đóng góp ý kiến, mời bạn để lại bình luận phía dưới bài viết này. Vietnix xin chân thành cảm ơn bạn!