پایتون (زبان برنامه‌نویسی)

پایتان

طراح(ها)	خَودو فان روسوم
توسعه‌دهنده(ها)	بنیاد نرم افزار پایتون
آخرین نسخهٔ پایدار	۳.٣ و ۲.۷.٣
سیستم‌عامل	چند سکویی
وضعیت توسعه	فعال
گونه	زبان برنامه نویسی
پروانه	پروانه بنیاد نرم‌افزار پایتون
وب‌گاه	www.python.org

پایتون (به انگلیسی: Python)‏ (که البته گاهی به اشتباه پیتون تلفظ می شود) یک زبان برنامه‌نویسی همه منظوره، سطح بالا، شیءگرا و مفسر است که توسط خَودو فان روسوم (به هلندی: Guido van Rossum)‏ در سال ۱۹۹۱ در کشور هلند طراحی شد.

فلسفهٔ ایجاد آن تاکید بر دو هدف اصلی خوانایی بالای برنامه‌های نوشته شده و کوتاهی و بازدهی نسبی بالای آن است. کلمات کلیدی و اصلی این زبان به صورت حداقلی تهیه شده‌اند و در مقابل کتابخانه‌هایی که در اختیار کاربر است بسیار وسیع هستند. یک کار غیر معمول که در طراحی این زبان انجام گرفته استفاده از فاصله و جلوبردن متن برنامه برای مشخص کردن بلوک‌های مختلف کد است.

پایتون مدل‌های مختلف برنامه نویسی (از جمله شیء گرا و برنامه نویسی دستوری و تابع محور) را پشتیبانی می‌کند و برای مشخص کردن نوع متغییرها از یک سامانهٔ پویا استفاده می‌کند.

این زبان از زبان‌های برنامه نویسی مفسر بوده و به صورت کامل یک زبان شی‌گرا است که در ویژگی‌ها با زبانهای تفسیری پرل، روبی، اسکیم، اسمال‌تاک و تی‌سی‌ال مشابهت دارد و از مدیریت خودکار حافظه استفاده می‌کند.

پایتون پروژه‌ای آزاد و متن‌باز توسعه‌یافته‌است و توسط بنیاد نرم‌افزار پایتون مدیریت می‌گردد. هم‌اکنون (خرداد ۱۳۹۰ خورشیدی) این زبان در دو نسخهٔ پایدار ۲.۷.۱ و ۳.۲ ارائه می‌شود. پایتون بیش‌تر به عنوان یک زبان اسکریپت‌نویسی استفاده می شود اما گاهی به عنوان یک زبان برنامه نویسی هم استفاده می شود.

تاریخچه

پایتون اواخر سال ۱۹۸۰ (میلادی) توسط خَودو فان روسوم در مؤسسه ملی تحقیقات ریاضی و رایانه (CWI) در کشور هلند ایجاد شد. هدف خَودو ایجاد جانشینی برای زبان برنامه‌نویسی ای‌بی‌سی بود که قابلیت پردازش استثناها را داشته باشد. خَودو طراح اصلی پایتون است و نقش مداوم او در تصمیم گیری پیرامون اهداف پایتون، باعث شد که انجمن پایتون به او لقب دیکتاتور خیراندیش زندگی (به انگلیسی: Benevolent Dictator For Life)‏ را بدهد.

نسخه‌های اولیه

در سال ۱۹۹۱ فان روسوم کدی با برچسب نسخه ۰٫۹.۰ را منتشر کرد. البته در این مرحله از پیشرفت کلاس‌هایی با خاصیت ارث بری، پردازش استثنا، توابع و انواع داده list, dict, str وجود داشت. همچنین در این نسخه ابتدایی یک سیستم ماژول با اقتباس از ماژول-۳ وجود داشت، که فان روسوم این ماژول را به عنوان «یکی از واحدهای عمده برنامه نویسی پایتون» توصیف کرد. مدل استثناء پایتون نیز شباهت‌هایی به ماژول-۳ داشت، که به آن شرط else افزوده شده بود. در سال ۱۹۹۴ اولین مجمع مباحثه پیرامون پایتون شکل گرفت که مرحله برجسته‌ای در پیشرفت کاربری پایتون بود.

نسخه ۱٫۰

پایتون در ژانویه ۱۹۹۴ به نسخه ۱٫۰ رسید. خصوصیات عمده جدید این نسخه شامل ابزارهای برنامه نویسی تابعی lambda, map, filter, reduce بود.

پایتون نسخه ۱٫۲ در سال ۱۹۹۵، زمانیکه خَودو در CVVI بود، ارائه شد. خَودو به فعالیت‌های خود روی پایتون در مؤسسه ملی تحقیقات و ابتکارات (CNRI) در رستون ادامه داد و در همان‌جا چندین نسخه جدید انتشار یافت.

در نسخه ۱٫۴ به پایتون چندین ویژگی جدید اضافه شد. از ویژگی‌های جالب توجه در میان این اضافات می‌توان به الهام گرفتن از آرگومان‌های کلیدی ماژول-۳ (که خود از آرگومان‌های کلیدی لیسپ الهام گرفته بود) و همچنین پیشتیبانی اعداد مختلط اشاره کرد.

در مدت فعالیت فان روسوم در CNRI، او پروژه «برنامه نویسی کامپیوتر برای هر کس» (CP4E) را ایجاد کرد تا برنامه نویسی را در دسترس افراد بیشتری که اطلاعات پایه‌ای برای برنامه نویسی (برای مثال توانایی در زبان انگلیسی و مهارتهای اولیهٔ ریاضی) را دارند، قرار دهد. زبان برنامه‌نویسی پایتون به دلیل تمرکزش بر روی پاکسازی فرم دستوراتش، نقش مرکزی را ایفا کرد. این پروژه توسط دارپا سرمایه گذاری شد واز سال ۲۰۰۷ غیر فعال شد.

باز و آزاد بودن

در سال ۲۰۰۰ تیم توسعه دهنده پایتون به BeOpen.com منتقل شد و بدین صورت تیم کتابخانه باز پایتون شکل گرفت. به پیشنهاد CNRI ورژن ۱٫۶ساخته شد، بدین ترتیب برنامه‌های تولید شده برای ۱٫۶و ۲٫۰اشتراک‌های قابل توجهی داشتند. فقط پایتون ۲٫۰ توسط BeOpen.com طراحی شده بود. بعد از تولید پایتون ۲٫۰ توسط BeOpen.com، خَودو و دیگر توسعه دهندگان کتابخانه پایتون به ایجاد دیجیتال روی آوردند. تولید پایتون ۱٫۶ شامل جواز جدید CNRI بود که به طور قابل توجهی طولانی تر از جواز CWI (که برای تولیدات قبلی استفاده شده بود) بود. بنیاد نرم‌افزار آزاد توضیح داد که انتخاب شرط قانون با GNU GPL ناسازگار بود., BeOpen CNRI و FSF تغییراتی را در جواز پایتون ایجاد کردند که با GPL سازگار باشد. پایتون ۱٫۶.۱ عمدتاً مشابه پایتون ۱٫۶ است فقط با کمی اشکال، و با جواز سازگار با GPL.

نسخه ۲٫۰

پایتون ۲٫۰ فهرستی از ویژگی‌هایی را که از زبان‌های برنامه نویسی تابعی ستل و هاسکل اقتباس شده بود، معرفی کرد. نحو پایتون برای این ساختار (جدا از برتری هاسکل برای کاراکترهای نقطه گذاری و کلمات الفبا) بسیار مشابه هاسکل بود. پایتون ۲٫۰ همچنین یک سیستم بازیافت حافظه با قابلیت جمع آوری منابع معرفی کرد. پایتون ۲٫۱ به پایتون ۱٫۶.۱ و ۲٫۰ نزدیک بود. جواز آن به جواز مؤسسه نرم‌افزار پایتون تغییر نام یافت. همه کدها، اسناد و مشخصات اضافه شده را از زمان تولید الفبای پایتون ۲٫۱ توسط مؤسسه نرم‌افزار پایتون (PFS) دارا شد. یک سازمان غیر انتفاعی در سال ۲۰۰۱ تشکیل شد که از مؤسسه نرم‌افزار آپاچی مدل گرفته بود. تولیدات شامل تغییراتی در خصوصیات زبان در پوشش حوزه‌های تو در تو بود، مشابه دیگر زبان‌های حوزه‌ای ایستا. (این خصوصیات دوباره از بین رفتند و به پایتون ۲٫۲ منتقل نشدند.) یک تغییر بزرگ در پایتون ۲٫۲ یکسان سازی انواع داده‌ای پایتون و کلاس‌ها به یک سلسله مراتب بود. این یکسان سازی اشیاء پایتون را کاملاً شیء گرا کرد.

میراث جاوا

انتخاب نحو و ضمایم کتابخانه استاندارد پایتون شدیداً وابسته به بعضی موارد در جاوا بود: بسته logging در ورژن ۲٫۳، تجزیه کننده SAX در ورژن ۲٫۰ و ساختمان‌های نحو که در ورژن ۲٫۴ اضافه شد.

توسعه خصوصیات

یک طرح افزایش (PEP) در پایتون یکنواخت کردن اسنادی است که اطلاعات عمومی ای را که پایتون را شرح می‌دهند تولید می‌کنند؛ شامل پیشنهادات، توصیف‌ها و توضیح‌ها برای خصوصیات زبان. PEP در نظر داشت همانند روش‌های اولیه، برای پیشنهاد خصوصیات جدید و نیز برای مستند سازی طرح‌های اساسی، هر عامل بزرگ در پایتون را توضیح دهد. طرح‌های برجسته توسط van Rossum تجدید نظر شده و توضیح داده شدند.

پایتون ۳

پایتون ۳٫۰ (که پایتون ۳۰۰۰ ویا Py3k نیز خوانده می‌شود) به منظور شکستن سازگاری عقبرو (به انگلیسی: backward compatibility)‏ یا به عبارتی قطع سازگاری با گذشته پایتون ۲ و بهبود خطاها و رخنه‌ها در نسخهٔ ۲ و همچنین حذف روشهای قدیمی طراحی شد. به عبارتی دیگر لازم نیست که پایتون ۳ بتواند کدی که با پایتون ۲ نوشته شده را تفسیر کند که البته این مشکل توسط نرم‌افزار 2to3 حل می‌شود.

فلسفه

پایتون ۳٫۰ با همان فلسفه ورژن‌های قبل، در حال توسعه یافتن است، بنابراین هر منبعی در فلسفه پایتون، در پایتون ۳٫۰ به خوبی ظاهر خواهد شد. اگر چه، همان‌طور که پایتون روش‌های جدید در برنامه ریزی را جمع آوری کرده، پایتون ۳٫۰ تأکید زیادی بر از بین بردن ساختارها و ماژول‌های تکراری دارد: «باید یک – و ترجیحاًً فقط یک – روش بدیهی برای انجام آن وجود داشته باشد.» با این وجود پایتون ۳٫۰ به ساختار زبان چند نمونه‌ای ادامه خواهد داد. کد نویس‌ها همچنان اختیارات شیء گرایی، برنامه نویسی ساخت یافته، برنامه نویسی تابعی و دیگر نمونه‌ها را دارند، اما در انتخاب‌های وسیع، جزئیات در پایتون ۳٫۰ آشکار تر از پایتون سری ۲.x هستند.

سازگاری و همزمانی

اولین کاندید پایتون ۳٫۰ در ۱۷سپتامبر ۲۰۰۸منتشر شد. پایتون سری ۲.x و ۳.x به طور موازی با هم وجود خواهند داشت، جایی که سری ۲.x سازگاری بیشتری دارد، به جای سری ۳.x مورد استفاده قرار خواهد گرفت. PEP ۳۰۰۰ اطلاعات بیشتری را در مورد فهرست نشریات دارا ست. پایتون ۳٫۰ سازگاری قبل را نقض خواهد کرد. الزامی ندارد که کدهایی که با پایتون ۲.x اجرا می‌شوند، برای پایتون ۳٫۰ بدون تغییر اجرا شوند. چون تغییرات اساسی بین این دو ورژن وجود دارد مثل اختلاف در حالت پرینت (بنابراین هر استفاده از پرینت به عنوان توضیح باعث شکست برنامه می‌شود.) نوع پویای پایتون با طرح‌های تغییر معنای روش‌های خاص دیکشنری ترکیب می‌شود، به عنوان مثال، انتقال مکانیکی بی نقص از پایتون ۲.x به پایتون ۳٫۰ را بسیار دشوار می‌کند. اگرچه ابزاری به نام «۲to۳» بسیاری از این وظایف انتقال را انجام می‌دهد، اما باید توجه داشت که استفاده از توضیحات یا اخطارها با ابهام همراه است. البته در یک مرحله از الفبا، ۲to۳ انتقال را حقیقتاً کامل انجام می‌دهد. PEP ۳۰۰۰ پیشنهاد می‌کند که یک منبع نگه داشته شود (برای سری ۲.x)، و نسخه‌ای بر مبنای پایتون ۳٫۰ با استفاده از ۲to۳ تولید شود. کدهای نتیجه شده نباید تصحیح شوند، مگر اینکه کدی طولانی تر از محدوده سری ۲.x باشد. پایتون ۲٫۶ شامل خصوصیات سازگاری مستقیم است، به طوری که یک روش اخطار (warning) به صورت خودکار به مسائل انتقال هشدار می‌دهد. هشدارها باید برای تشخیص خطا گزارش داده شوند، مشابه خصوصیات ورژن‌های قبلی پایتون. (برای اطلاعات بیشتر به PEP ۳۶۱ رجوع کنید.)

خصوصیات

فهرست برخی از تغییرات عمده پایتون ۳٫۰:

• تغییر پرینت چون یک تابع غیر قابل انتقال است نه یک توضیح. این باعث می‌شود که تغییر یک ماژول برای استفاده از یک تابع پرینت متفاوت، آسان باشد و بنابراین ایجاد نحو منظم تر می‌شود. در پایتون ۲٫۶ این امکان با تایپ کردن from – future – import print – function فراهم شد.
• اضافه شدن حمایت از یادآوری تابع انتخابی که می‌تواند برای معرفی تایپ خصوصی یا اهداف دیگر استفاده شود.
• یکسان کردن تایپ str/Unicode، به نمایندگی از یک متن، و معرفی یک تایپ byte تغییر ناپذیر؛ با یک تایپ مطابق با bytearray تغییر پذیر، که هر دو آرایه از بایت را ارائه می‌کنند.
• از بین بردن خصوصیات سازگاری معکوس، شامل کلاس‌های به فرم قبل، قسمت کردن اعداد صحیح، استثناءهای رشته‌ای، و گزارش‌های نسبتاً نا آشکار.

کاربرد

سازمان‌های بزرگی که از پایتون استفاده می‌کنند، شامل گوگل، یاهو، سرن و ناسا هستند. ITA نیز از پایتون برای بعضی از اجزای خود استفاده می‌کند.

امنیت اطلاعات

پایتون همچنین استفاده وسیعی از صنعت ایمنی اطلاعات می‌کند. مثلاً در چندین ابزار پیشنهاد شده توسط تأمین امنیت و امنیت مرکزی و اسکنر امنیت کاربردی وب واپیتی. پایتون معمولاً در توسعه کاربرد مورد استفاده قرار می‌گیرد.

جاسازی

پایتون با موفقیت در تعدادی از تولیدات نرم‌افزاری مثل زبان فایل آغاز گر تعبیه شده‌است. پایتون معمولاً در بسته‌های انیمیشن ۳D استفاده می‌شود، مانند Houdini, Maya, Softimage XSI, TrueSpace, Poser, Modo, Nuke, Blender. GIMP, Krita, Inkcape, Scribus, Paint Shop Pro ESRI هم اکنون در حال ترقی دادن پایتون به عنوان بهترین انتخاب برای نوشتن فایل آغازگر در ArcGIS است. همچنین در بازی‌ها استفاده می‌شود، مانند Civilization IV و Mount&Blade به عنوان زبان کنترل برای نمایش و عکس العمل حوادث.

مقبولیت

در بسیاری از سیستم‌های عملیاتی، پایتون یک جزء استاندارد است؛ چون با بیشتر بخش‌های لینوکس انتقال داده می‌شود، با NetBSD و OpenBSD وRed Hat Linux.Mac OS X و Fedora هر دو از نصب کنده پایتونی استفاده می‌کنند. لینوکس Gentoo از پایتون در سیستم مدیریت بسته، حمل و ابزارهای دستیابی خود استفاده می‌کند. Pardus از آن برای مدیریت و در طول راه اندازی سیستم استفاده می‌کند.

صرف و نحو

پایتون در نظر دارد که زبانی بسیار قابل خواندن باشد. بنابراین به سمت یک طرح بندی ویژوال بدون پارازیت می‌رود، و اغلب از کلمات کلیدی انگلیسی استفاده می‌کند، در صورتیکه دیگر زبان‌ها از نقطه گذاری استفاده می‌کنند. پایتون نسبت به زبان‌های ساخت یافته سنتی، مثل C و پاسکال، نیاز به تکیه کلام‌های کمتر و همچنین استثناءهای نحوی و موارد خاص کمتری دارد.

Syntax-highlighted Python 2.x code.

نوشتار اصلی: Python syntax and semantics‎

ایجاد فضای خالی

پایتون از فضاهای خالی بیشتر از آکولاد یا کلمات کلیدی برای تعیین بلوک‌های حالت استفاده می‌کند (ویژگی ای که به نام قانون off-side نیز شناخته می‌شود.)

شرط‌ها و روند کنترل

شرط‌های پایتون شامل:

• شرط if، که یک بلوک کد، تا else و elif را اجرا می‌کند. (یک اختصار از else-if)
• شرط for، که روی یک شیء تکرار شدنی تکرار می‌شود، به هر متغیر محلی مقدار داده می‌شود برای استفاده توسط بلوک مربوطه.
• شرط class، که یک بلوک کد را اجرا می‌کند و فضاهای محلی آن را به یک کلاس ملحق می‌کند، برای استفاده در برنامه نویسی شیء گرا.
• شرط def، که یک تابع را تعریف می‌کند.
• شرط with، که یک بلوک کد را به یک مدیر متن ضمیمه می‌کند. (به عنوان مثال، اندوختن یک قفل قبل از اجرای بلوک کد و آزاد کردن قفل بعد از اجرا.)

هر شرطی برای خود قواعد معنایی خاصی دارد: به عنوان مثال، شرط def، بر خلاف دیگر شرط‌ها بلوک خود را فوراً اجرا نمی‌کند.

سی پایتون استمرار را پشتیبانی نمی‌کند، و مطابق نظر خَودو فان روسوم هرگز نخواهد کرد. در ورژن‌های قبلی مولد تکرار کند بود چون اطلاعات تنها در یک جهت از مولد عبور می‌کردند.

روش‌ها

روش‌ها در اشیاء پایتون، ملحق کردن توابع به اشیاء کلاس است؛ با نحو (instance.method(argument برای روش‌ها و توابع نرمال، و(Class.method (instance,argument. روش‌های پایتون، یک پارامتر self آشکار برای دستیابی به داده‌های instance دارند، در برابر پارامتر self غیر آشکار در برخی زبان‌های برنامه نویسی شیء گرا (مانند جاوا، C++، یا روبی)

نوع دهی

پایتون از اشیاء تایپ شده و در مقابل نام متغیرهای غیر تایپ استفاده می‌کند. محدودیت تایپ در زمان کامپایل چک نمی‌شود؛ بنابراین عمل گرهای روی یک شیء ممکن است شکست بخورند، به این مفهوم که شیء داده شده از یک تایپ مناسب نیست. با اینکه اجباری در تایپ دهی ایستا نیست، پایتون شدیداً تایپ دهی شده، و عمل گرهای نامناسب را نهی می‌کند. (مثل مقدار دهی یک رشته با یک عدد)

تایپ	توصیف	مثال نحو
str	یک رشته غیر قابل تغییر از کاراکترها	'Wikipedia' "Wikipedia"
list	تغییر پذیر، می‌تواند تایپ‌های مختلف را دارا باشد.	[۴٫۰, 'string', True]
tuple	تغییر ناپذیر، می‌تواند تایپ‌های مختلف را دارا باشد.	(۴٫۰, 'string', True)
set, frozenset	نامرتب، هیچ نسخه دومی را دارا نیست.	set([۴٫۰, 'string', True]) {۴٫۰, 'string', True} frozenset([۴٫۰, 'string', True])
dict	گروهی از کلیدها با جفت عددی	{'key۱': ۱٫۰, 'key۲': False}
int	یک عدد با دقت ثابت (وقتی ذخیره کردن یک عدد صحیح سر ریز داشته باشد، به یک دقت نامحدود Long بسط خواهد یافت.)	۴۲
float	یک عدد اعشار	۳٫۱۴۱۵۹۲۷
complex	یک عدد مختلط با عدد حقیقی و قسمت موهومی	۳+۲j
bool	عدد درستی	True False

پایتون همچنین به برنامه نویس‌ها اجازه می‌دهد که تایپ دلخواه خود را تعریف کنند. این کار با استفاده از کلاس‌ها امکان پذیر است، و اغلب برای شیء گرایی در برنامه نویسی استفاده می‌شود. نمونه‌های جدید از کلاس‌ها با صدا زدن کلاس ساخته می‌شوند، و کلاس‌ها خودشان نمونه‌هایی از کلاس type هستند (خودش یک نمونه از خودش است).

پیاده سازی

مسیر اصلی پیاده سازی پایتون، که با عنوان سی پایتون نیز شناخته می‌شود، در نشست C در استاندارد C۸۹ نوشته شد. سی پایتون برنامه‌های پایتون را به کد بایت تبدیل می‌کند، که سپس توسط ماشین مجازی اجرا می‌شود. سی پایتون با یک کتابخانه استاندارد بزرگ که به صورت مخلوطی از C و پایتون نوشته شده، توزیع شده‌است. سی پایتون در ورژن‌های مختلف برای پایگاه‌های زیادی کار می‌کند، شامل مایکروسافت ویندوز و بیشتر سیستم‌های پیشرفته یونیکس. استفاده و توسعه آن روی پایگاه‌های محرمانه مانند Amoeba، در کنار پایگاه‌های متداول مانند یونیکس یا مکینتاش، به طور عمده در این نظر کمک شده‌است.

پایتون بدون پشته، انشعابی از سی پایتون است که ریز برنامه‌ها را اجرا می‌کند؛ و از پشته حافظه استفاده نمی‌کند. سی پایتون از GIL استفاده می‌کند تا وقتی برنامه پایتون بدون پشته، وابسته به OS است و می‌تواند به صورت همزمان اجرا شود، در هر لحظه فقط به یک زیر برنامه اجازه اجرا داده شود. پایتون برای استفاده در میکرو کنترلرها یا وظایف محدود دیگر پایگاه‌های مرجع، متناسب تر است. پیش بینی می‌شود که پایتون بدون پشته بتواند تقریباً روی همان پایگاهی که سی پایتون اجرا می‌شود، اجرا شود.

جایتون (به انگلیسی: Jython)‏ برنامه‌های پایتون را به کد بایت جاوا کامپایل می‌کند، که بدین ترتیب می‌تواند با هر ماشین مجازی جاوا اجرا شود. و همچنین این امکان فراهم می‌شود که توابع کتابخانه‌ای کلاس جاوا از برنامه پایتون به کار گرفته شود. آی رون پایتون از همین شیوه برای اجرای برنامه‌های پایتون روی چارچوب دات‌نت استفاده می‌کند.

پای پای (به انگلیسی: PyPy)‏ یک پیاده سازی تجربی از پایتون است که می‌تواند چندین تایپ از کد بایت را تولید نماید.

چندین برنامه در بسته مفسر پایتون با برنامه‌های کاربردی (یا آغازگر) وجود دارد که مستقلاً اجرا می‌شوند مانند یونیکس، لینوکس، ویندوز، AmigaOS ۴ یا Mac OS X. بسیاری از کتابخانه‌های سه قسمتی (و حتی بعضی از یک قسمتی‌ها) فقط روی ویندوز، لینوکس، BSD و Mac OS X موجود هستند.

در نوکیا ۲۰۰۵ یک مفسر پایتون برای موبایل‌های سری ۶۰ با نام PyS۶۰ تولید شد که شامل بسیاری از ماژولها از سی پایتون بود، و همچنین برخی ماژول‌های اضافه شده برای یکپارچه شدن با سیستم‌عامل. این پروژه به منظور اجرا روی همه پایگاه‌های مختلف S۶۰، به روز نگاه داشته می‌شود.

همچنین مفسری به نام پایتون سی ای برای ابزار ویندوز CE (شامل بسته PC) وجود دارد. که در آن ابزارهایی برای اجرای آسان و توسعه GUI اضافه شده‌است. اطلاعات بیشتر را می‌توانید روی وب‌گاه PythonCE بیابید.

پایتون چینی زبان برنامه نویسی پایتونی است که از لغت نامه زبان چینی استفاده می‌کند. در کنار کلمات رزرو شده و نام متغیرها، بیشتر عمل گرهای تایپ داده، در چینی می‌توانند به خوبی کد دهی شوند.

تفسیر معنایی

بیشتر پیاده سازی‌های پایتون (شامل سی پایتون، اولین پیاده سازی) می‌توانند به عنوان یک مفسر خط فرمان عمل کنند، برای زمانی که کاربر رشته شرط را وارد می‌کند و فوراً نتیجه را می‌پذیرد. خلاصه پایتون به عنوان یک برنامه واسط عمل می‌کند. وقتی صرف دیگر شیوه‌های اجرا (کامپایل کد بایت یا کامپایل کد محلی) به صورت یک رشته صرف ذخیره می‌شود، یک افزایش سرعت در هزینه‌های متقابل به وجود می‌آید، بنابراین آنها معمولاً فقط خارج از مفسر خط فرمان استفاده می‌شوند. (وقتی یک ماژول وارد می‌شود.)

برنامه‌های واسط دیگر، امکانات تحت آن را در مفسر بیسیک افزایش می‌دهند، شامل IDLE و I Python. وقتی عموماً از برنامه واسط پایتون پیروی می‌شود، خصوصیاتی مشابه تکمیل خودکار، نگه داشتن زمان اجرای برنامه، و نشان دادن صرف پیاده سازی می‌شود.

برخی از پیاده سازی‌ها نه تنها به صورت کد بایت می‌توانند کامپایل شوند، بلکه می‌توانند کد پایتون را به کد ماشین تبدیل کنند. تا کنون، این عمل فقط برای زیر مجموعه‌های انحصاری پایتون انجام شده‌است. پای پای این روش را پذیرفته و ورژن‌های قابل کامپایل انحصاری پایتون را RPython نامید.

Psyco یک کامپایلر اختصاصی در زمان است که کد بایت را به کد ماشین، در زمان اجرا تبدیل می‌کند. کد تولید شده، اختصاصی برای تایپ‌های داده خاصی است و از کدهای استاندارد پایتون سریع تر است. Psyco با همه کدهای پایتون سازگار است، نه فقط یک زیر مجموعه.

کتابخانه استاندارد

پایتون یک کتابخانه استاندارد بزرگ دارد، که از آن به عنوان یکی از بزرگ‌ترین توانایی‌های پایتون یاد می‌شود، مشروط به اینکه ابزارهای از پیش نوشته شده، با بسیاری از وظایف سازگار باشد. ماژول‌های کتابخانه استاندارد می‌توانند به شیوه ماژول‌های نوشته شده در سی یا پایتون آرگومان دهی شوند. اخیراً کتابخانه‌های C++ به یک کتابخانه به نام Boost.Python رشد یافته‌است، برای ایجاد قابلیت همکاری بین C++ و پایتون. به دلیل تنوع گسترده در ابزارهای تولید شده توسط کتابخانه استاندارد، این کتابخانه با توانایی استفاده یک زبان سطح پایین ترکیب شده، مثل C و C++، که البته به عنوان واسط بین کتابخانه‌های دیگر است، پایتون می‌تواند یک واسط قوی بین زبان‌ها و ابزارها باشد.

کتابخانه استاندارد با تعداد زیاد فرمت‌ها و پروتکل‌هایی که حمایت می‌کند (مانند MIME و HTTP)، خصوصاً برای نوشتن علائم اینترنت مناسب است. ماژول‌ها برای ایجاد واسط کاربر گرافیکی، به پایگاه داده مربوطه متصل می‌شود، محاسبات را با دقت دلخواه دسیمال انجام می‌دهد، و عبارت‌های منظم را دستکاری می‌کند. پایتون همچنین یک واحد تست مدیریت پایگاه داده برای تست کردن رشته‌ها دارد.

بعضی از قسمت‌های کتابخانه استاندارد با مشخصات پوشانده شده، اما اکثریت ماژول‌ها اینگونه نیستند. آنها از طریق کدها، اسناد داخلی، و دنباله تست شان (اگر موجود باشد) تعیین می‌شوند. اگر چه، به دلیل اینکه اکثر کتابخانه‌های استاندارد، کد پایتون مربوط به پایگاه را دارند، فقط ماژول‌های اندکی هستند که باید تغییر داده شوند یا مجدّداً با یک پیاده سازی دیگر نوشته شوند.

فلسفه برنامه نویسی

پایتون یک زبان برنامه نویسی چند الگویی است. به این معنی که بیشتر برنامه نویس‌های قدرتمند برای وقتی یک مدل برنامه نویسی را انتخاب می‌کنند، مجاز به چندین مدل هستند: شیء گرایی و برنامه نویسی ساخت یافته کاملاً تحت پوشش هستند، و تعدادی از خصوصیات زبان‌های برنامه نویسی هستند که برنامه نویسی تابعی و ظاهر سازی را پشتیبانی می‌کنند. پایتون از تایپ پویا و یک ترکیبی از شمارش مرجع و یک حلقه کشف و بازیافت قسمت‌های هدر رفته حافظه برای مدیریت حافظه، استفاده می‌کند. یک ویژگی مهم پایتون تحلیل نام پویا است، که روش‌ها و نام متغیرها را در طول اجرای برنامه به هم ملحق می‌کند.

هدف دیگر طراحی زبان آسان کردن توسعه پذیری است. ماژول‌هایی که تازه ساخته شده‌اند، به‌سادگی در C و C++ نوشته می‌شوند. پایتون همچنین می‌تواند به عنوان زبان توسعه برای ماژول‌ها و کاربردهای موجود که به برنامه واسط قابل برنامه ریزی نیاز دارد، استفاده شود. این طرح که یک زبان هسته کوچک با یک کتابخانه استاندارد بزرگ و یک مفسر آسان توسعه پذیر همراه باشد، توسط Van Rossum بیان شد.

طرح پایتون به پشتیبانی محدود برای برنامه نویسی تابعی به شیوه لیسپ، ارائه شد. اگر چه، تشابه‌های عمده‌ای بین پایتون و زبان خانواده لیسپ وجود دارد. این کتابخانه دو ماژول دارد (تکرار و تابعی) که ابزارهای تابعی را با اقتباس از هاسکل و ام ال استاندارد پیاده سازی می‌کند.

وقتی انتخاب‌هایی در روش‌شناسی کدها ارائه شد، پایتون نحوهای فراوان را کنار گذاشت. همچنان‌که با پرل، توسعه دهندگان پایتون فوراً یک فرهنگ یا ایدئولوژی را بر مبنای آنچه از یک زبان می‌خواهند، ترقی دادند، ساختار زبان‌ها زیبا، آشکار و ساده شد. Alex Martelli این مطلب را در کتاب خود قرار داد: “برای توضیح برخی مسائل، در فرهنگ پایتون تعریفی مطرح نشده‌است.«پایتون روش پرل را (بیش از یک روش در انجام آن وجود دارد) در طراحی زبان در حمایت از» باید یک راه – و ترجیحاً فقط یک راه – آشکار برای انجام آن وجود دارد." رد کرد.

پایتون از بهینه سازی بی موقع اجتناب کرد، و بعلاوه به هم جور کردن قسمت‌های غیر ضروری سی پایتون را که افزایش سرعت نهایی در هزینه را ارائه می‌کرد، رد کرد. آن گاهی اوقات با نام ' slow ' شناخته می‌شود. اگر چه، بیشتر مسائل چندان بحرانی نیستند، و همین‌طور سرعت سخت‌افزار کامپیوتر با سرعت نمائی رو به رشد است. وقتی سرعت یک مسئله باشد، برنامه نویسان پایتون بیشتر تلاش می‌کنند تا عملیات محدود را با بهبود الگوریتم یا تغییر ساختار داده، بهینه کنند.

واژه تراشی

یک واژه تراشی رایج در انجمن پایتون، در pythonic است، که می‌تواند محدوده وسیع معنایی وابسته به استیل برنامه داشته باشد. در مقابل یک کد unpythonic تلاش می‌کند تا یک کد ++C را در پایتون بنویسد.^{[نیازمند منبع]}

IDE محیط‌های ویرایشگر کد پایتون

IDE ویراشگر کد	توسعه دهنده برنامه	آخرین ویرایش پایدار	آخرین تاریخ ارائه برنامه	سیستم عامل مورد نیاز	ابزار	مجوز
Eric Python IDE	Detlev Offenbach	4.4.4a	2010-05-10	Independent	Qt	اجازه‌نامه عمومی همگانی گنو
جینی	Enrico Tröger	0.17	2009-05-02	Independent	GTK2	اجازه‌نامه عمومی همگانی گنو
PyCharm	JetBrains	1.0	-	چند سکویی	Swing	نرم‌افزار اختصاصی
IDLE	خَودو فان روسوم و دیگران	3.1.2	2010-03-21	Independent	تکینتر	متن‌باز
Komodo IDE	ActiveState	6.0.0	2010-10-07	چند سکویی	موزیلا platform	نرم‌افزار اختصاصی
مونودولاپ	ناول and the Mono community	2.2.1	2010-02-03	چند سکویی	Gtk#	LGPL
نت‌بینز	سان مایکروسیستمز	6.9	2010-06-15	چند سکویی	Swing	اجازه‌نامه عمومی همگانی گنو
PIDA	Team	0.6.2	2010-08-04	چند سکویی	PyGTK	اجازه‌نامه عمومی همگانی گنو
PyDev	Aptana	1.6.4	2011-01-02	اکلیپس چند سکویی	SWT	EPL
Pymacs	François Pinard	0.23	2008-02-28	چند سکویی	ایمکس	اجازه‌نامه عمومی همگانی گنو
Stani's Python Editor	Stani	0.8.4h	2008-02-14	Independent	wxPython	اجازه‌نامه عمومی همگانی گنو
wxGlade	Alberto Griggio	0.6.3	2008-02-02	Independent	wxPython	مجوز ام آی تی
Wing	Wingware	3.2.8	2010-06-03	گنو/لینوکس,اواس ده,ویندوز	جی‌تی‌کی+	نرم‌افزار اختصاصی

واسط گرافیکی

برای پایتون واسط گرافیکی کاربر بسیاری نوشته شده است پرکاربردترین آنها به شرح زیر می باشد:

• تکینتر (به صورت پیش‌فرض همراه با نسخه‌های استاندارد پایتون ارائه می‌شود و یک رابط شی‌گرا برای ابزار Tcl/Tk در محیط پایتون فراهم می‌کند)
• پای‌کیوت
• PyGTK
• wxPython
• pyFLTK
• FXpy
• PyOpenGL

برنامه‌های نوشته شده با پایتون

• بیت تورنت (BitTorrent): نرم‌افزاری برای جستجوی فایل‌های به اشتراک گذاشته شده(p2p) و...
• بلندر (Blender): یک نرم‌افزار ۳ بعدی و اپن سورس بسیار معروف
• چندلر (Chandler): مدیر اطلاعات شخصی شامل تقویم، میل، کارهای روزلنه، یادداشت‌ها و...
• Civilization IV: یک گیم کامپیوتری بر مبنای پایتون که از boost.python استفاده می‌کند
• میلمن (Mailman): یکی از معروفترین نرم‌افزارهای مرتبط با ایمیل
• کمبیلوKombilo: مدیر پایگاه داده و مرورگرگیم‌های go
• موین‌موین (MoinMoin): یکی از قدرتمندترین و معروفترین ویکی‌های موجود
• پلون (Plone): یک ابزار مدیریتی محتوایی اپن سورس، قدرتمند و کاربر پسند
• پورتاژ (Portage): قلب توزیع جنتو. یک مدیر بستهای سیستم لینوکس
• زوپ (zope): یک پلاتفورم شیء گرای مبتنی بر وب. زوپ شامل یک سرور نرم‌افزار به همراه پایگاه داده شیء گرا و یک رابط مدیریتی درونی مبتنی بر وب می‌باشد
• اس‌پی‌ای (SPE): یک IDE رایگان، اپن سورس برای سیستم‌عامل‌های ویندوز، لینوکس، مک که از wxGlade(طراحی رابط کاربر),PyChecker (دکتر کد) (Blender(۳D پشتیبانی می‌کند.
• یام (Yum): یک برنامه مدیریت بسته متن‌باز برای توزیع‌های سازگار با آرپی‌ام.

پیوند به بیرون

در ویکی‌انبار پرونده‌هایی دربارهٔ پایتون (زبان برنامه‌نویسی) موجود است.

• وب‌گاه رسمی پایتون
• نسخهٔ برخط کتاب شیرجه داخل پایتون (Dive into Python) آموزش پایتون برای برنامه‌نویس‌ها (انگلیسی)