تغییرات و بهبودهای جدید در زبان برنامه نویسی پایتون

زبان برنامه نویسی پایتون یکی از محبوب‌ترین زبان‌های برنامه نویسی است و در سال‌های اخیر، تغییرات و بهبودهای بسیاری در این زبان اتفاق افتاده است. در این مقاله، به برخی از جدیدترین ویژگی‌ها و تغییرات در پایتون پرداخته خواهد شد.

یکی از ویژگی‌های جدید در پایتون، اضافه شدن تایپ های اختیاری است. در نسخه های قدیمی تر پایتون، نوع داده‌ها بر اساس مقادیری که به متغیرها اختصاص می‌دهید تعیین می‌شد. اما در نسخه‌های جدید، می‌توانید از تایپ های اختیاری استفاده کنید و به هر متغیری نوع داده‌ای مشخص کنید. این ویژگی به کد نویسی شما کمک می‌کند تا برنامه راحت تر قابل خواندن و فهمیدن باشد و همچنین خطاهای نوع داده را در زمان کامپایل کشف کند.

توانایی های موازی و بهبودهای عملکرد در پایتون 3

یکی دیگر از تغییرات جدید در پایتون، اضافه شدن مدیریت حافظه بهتر است. در نسخه‌های قدیمی تر، مدیریت حافظه در پایتون کمی مشکل بود و ممکن بود منابع حافظه بی‌استفاده تا زمانی که برنامه به پایان می‌رسید، اشغال شده باقی بمانند. اما در نسخه های جدید، یک مکانیزم جدید به نام “گیج کننده” اضافه شده است که به صورت خودکار منابع حافظه بی‌استفاده را آزاد می‌کند و از ایجاد حافظه زباله جلوگیری می‌کند.

یکی از تغییرات دیگر در پایتون پیاده سازی توانایی های موازی است. توانایی های موازی به کد نویسی شما امکان می‌دهد تا برنامه‌های خود را به صورت همزمان اجرا کنید و سرعت اجرای برنامه را افزایش دهید. برای پیاده سازی توانایی های موازی در پایتون، شما می‌توانید از کتابخانه های موازی سازی مانند “multiprocessing” یا “threading” استفاده کنید.

علاوه بر این، پایتون 3 بهبودهای جدیدی نیز در زمینه کارکرد و سرعت به خود اضافه کرده است. بهبودهایی در زمینه مدیریت حافظه، بهینه سازی محاسباتی و بهبودهای عمومی در زمینه عملکرد پایتون انجام شده است.

در نهایت، پایتون 3 تغییرات بسیاری در زمینه سینتکس و نحو زبان نیز داشته است. برخی از تغییرات شامل اضافه شدن عملگرهای جدید، تغییر در نحوه تعریف توابع و کلاس ها و بهبودهای دیگر در سینتکس زبان می‌شوند.

جدیدترین ویژگی ها و تغییرات در زبان برنامه نویسی پایتون

1. افزودن ویژگی async و await برای برنامه نویسی همزمان

افزودن ویژگی async و await به زبان برنامه نویسی، به برنامه نویسان این امکان را می‌دهد تا برنامه‌های همزمان را به راحتی بنویسند. این ویژگی‌ها برای مدیریت عملیات همزمان در برنامه‌های پیچیده بسیار مفید هستند.

ویژگی async به برنامه نویسان این امکان را می‌دهد تا یک تابع را به عنوان یک عملیات همزمان تعریف کنند. با استفاده از این ویژگی، برنامه نویس می‌تواند یک عملیات طولانی و زمان‌بر را به صورت همزمان اجرا کند و در طول انجام آن، به بخش‌های دیگری از برنامه بروید و کار دیگری انجام دهد. این به برنامه نویس این امکان را می‌دهد تا به طور موثر از منابع سیستم استفاده کند و برنامه‌های پیچیده را بهبود بخشد.

ویژگی await نیز به برنامه نویسان این امکان را می‌دهد تا در یک تابع همزمان، منتظر اتمام یک عملیات دیگر باشند. با استفاده از این ویژگی، برنامه نویس می‌تواند اجازه دهد که عملیات همزمان دیگری اجرا شود و در صورتی که نتیجه آن عملیات مورد نظر بدست آید، به ادامه اجرای تابع بپردازد. این به برنامه نویس این امکان را می‌دهد تا برنامه‌های پیچیده را بهبود بخشد و به طور موثرتر از منابع سیستم استفاده کند.

افزایش کارایی و بهبود زمان اجرای برنامه با استفاده از همزمانی

با استفاده از همزمانی، برنامه نویسان می‌توانند عملیات‌های طولانی و زمان‌بر را به صورت همزمان اجرا کنند و در طول انجام آن‌ها، به بخش‌های دیگری از برنامه بروند و کارهای دیگری انجام دهند. این به برنامه نویسان امکان می‌دهد تا برنامه‌های پیچیده را بهبود بخشند و به طور موثرتر از منابع سیستم استفاده کنند.

به عنوان مثال، فرض کنید یک برنامه تحلیل داده بزرگی دارید که نیاز به اجرای محاسبات طولانی و زمان‌بر دارد. با استفاده از ویژگی async و await، برنامه نویس می‌تواند این محاسبات را به صورت همزمان اجرا کند و در طول انجام آن‌ها، به بخش‌های دیگری از برنامه بروید و نتایج موجود را استفاده کنید. این به برنامه نویس این امکان را می‌دهد تا زمان اجرای برنامه را بهبود بخشد و محاسبات را به طور موثرتری انجام دهد.

در نتیجه، افزودن ویژگی async و await به زبان برنامه نویسی، برنامه نویسان را قادر می‌سازد تا برنامه‌های همزمان را به راحتی بنویسند و بهبود بخشند. با استفاده از این ویژگی‌ها، برنامه نویسان می‌توانند عملیات‌های طولانی و زمان‌بر را به صورت همزمان اجرا کنند و به طور موثرتری از منابع سیستم استفاده کنند.

2. اضافه شدن مدیریت حافظه به صورت خودکار با استفاده از garbage collector

مدیریت حافظه یکی از مهمترین و پیچیده ترین جنبه‌های برنامه‌نویسی است. در زبان‌های برنامه‌نویسی مانند C و C++، برنامه‌نویس مسئولیت مدیریت حافظه را به عهده دارد و باید به طور دستی حافظه‌ای که در حین اجرای برنامه تخصیص داده است را آزاد کند. این ممکن است منجر به ایجاد خطاهایی مانند دسترسی به حافظه بعد از آزادسازی آن یا عدم آزادسازی حافظه باشد.

با توجه به این مشکلات، برخی زبان‌های برنامه‌نویسی مثل پایتون از garbage collector برای مدیریت حافظه استفاده می‌کنند. garbage collector یک مکانیزم خودکار است که در حین اجرای برنامه به صورت خودکار حافظه غیرقابل دسترس را آزاد می‌کند. در این مدل، برنامه‌نویس نیازی به تخصیص و آزادسازی حافظه به صورت دستی ندارد و garbage collector از این مسئولیت بر عهده می‌گیرد.

اصل عملکرد garbage collector بر اساس الگوریتم‌های مختلفی است که در زمان‌های متفاوت و به صورت متناوب اجرا می‌شوند. یکی از الگوریتم‌های معروف garbage collector، الگوریتم mark-and-sweep است. در این الگوریتم، garbage collector تمامی شیء‌های قابل دسترس در حافظه را با استفاده از یک علامت‌گذاری (mark) مشخص می‌کند. سپس، تمامی شیء‌های غیرقابل دسترس را پیدا کرده و حافظه‌ای که آن‌ها اشغال کرده‌اند را آزاد می‌کند.

مزایا و معایب استفاده از garbage collector در برنامه‌نویسی

با وجود اینکه استفاده از garbage collector به ظاهر بسیار مفید است و برنامه‌نویس را از زحمت مدیریت حافظه آزاد می‌کند، اما این رویکرد نیز مشکلاتی دارد. اولین مشکل این است که garbage collector منابع سیستم را مصرف می‌کند و در برخی موارد ممکن است باعث کاهش عملکرد سیستم شود. همچنین، garbage collector به صورت خودکار اجرا می‌شود و ممکن است در زمان‌هایی که برنامه به حافظه بیشتری نیاز دارد تا حداکثر عملکرد خود را از دست بدهد.

در نهایت، استفاده از garbage collector بسته به نوع برنامه و نیاز‌های آن متفاوت است. در برنامه‌هایی که نیاز به کنترل دقیق بر روی حافظه دارند، ممکن است استفاده از garbage collector مناسب نباشد و برنامه‌نویس باید به صورت دستی حافظه را مدیریت کند. اما در برنامه‌هایی که مدیریت حافظه برای آن‌ها اهمیت کمتری دارد، استفاده از garbage collector می‌تواند بهبود قابل توجهی در عملکرد برنامه داشته باشد.

3. افزودن ویژگی های جدید برای مدیریت استثناء ها و خطاها

استثناء ها و خطاها یک بخش بسیار مهم از هر زبان برنامه نویسی هستند. در پایتون نیز استثناء ها و خطاها با توجه به نیازهای مختلف برنامه نویسی، بهبود یافته اند. در این مقاله، به بررسی برخی از ویژگی های جدید برای مدیریت استثناء ها و خطاها در پایتون می پردازیم.

۱. استفاده از کلیدواژه “finally”:

کلیدواژه “finally” به صورت یک بلوک کد در محدوده یک استثناء قرار می گیرد و همیشه اجرا می شود، بدون توجه به اینکه آیا استثناءی رخ داده است یا نه. این بلوک می تواند برای انجام عملیاتی مانند بستن فایل ها یا رفع منابع مصرف شده استفاده شود. به طور معمول، این بلوک کد برای تمیز کردن و یا رفع منابع مصرف شده در نظر گرفته می شود.

مثال: