Programação

O que é o Python, suas características e seus principais usos?

Toda linguagem de programação ao ser criada, tem propósitos e características, os quais muitas vezes são decisivos para seu sucesso, como por exemplo, o conjunto e regras de sintaxe e semântica, o quão legível é o código produzido, a disponibilidade e variedade de bibliotecas e frameworks e até como ela evolui ao longo do tempo e das necessidades do mercado de desenvolvimento, entre outros fatores.

No universo existente de linguagens, uma tem se destacado em todos esses aspectos e que tem feito com que seja bastante popular para diferentes finalidades – a linguagem Python.

Em nosso bate-papo de hoje, vamos falar mais sobre os porquês dessa ser uma das principais linguagens da atualidade.

O que é o Python?

No final dos anos 1980, o programador holandês Guido van Rossum buscava uma linguagem de programação que fosse de fácil legibilidade e compreensão, fazendo uso de uma sintaxe clara e tão concisa quanto possível, mas que ao mesmo tempo fosse poderosa.

A inspiração foi a linguagem ABC, criada por uma empresa dos Países Baixos, a CWI, mas que apesar de suas qualidades, não se prestava ao desenvolvimento de aplicações mais sofisticadas e era frequentemente escolhida como introdutória ao ensino de programação.

A primeira versão foi lançada em 1991 e foi nomeada de Python, em referência ao programa humorístico da TV britânica, Monty Python's Flying Circus.

Já de início o Python já contava com sintaxe simples e legível, com foco na produtividade e uma boa gama de bibliotecas, características priorizadas por seu criador e que se mantiveram ao longo de sua evolução.

Os desenvolvedores que aderiram à linguagem, ajudaram a impulsioná-la e nas sucessivas versões, ela recebeu novas funcionalidades, tornando a experiência de programação cada vez melhor e expandindo as possibilidades de aplicações.

Sendo assim, foi a partir das versões Python 2.x lançada em 2000, que um suporte ainda limitado ao Unicode e bibliotecas legadas, favoreceu a primeira onda de expansão da linguagem.

Mas foi em 2008, com a versão 3.x que recebeu suporte aprimorado ao Unicode, um sistema de tipos mais robusto e aperfeiçoamento à sintaxe, tornando-a mais limpa ainda, que seu uso se difundiu definitivamente.

Por que o Python se popularizou?

Devido à sua versatilidade aliada à simplicidade, bem como o fato de que as premissas idealizadas pelo seu criador se mantiveram e foram refinadas com o tempo, o Python é utilizado em uma ampla e diversificada gama de aplicações, desde projetos bastante simples até os mais complexos e modernos, como os sistemas baseados em inteligência artificial.

Objetivamente, as principais características que contribuíram para a sua popularização, são:

A sintaxe do Python é pensada para ser bastante legível e de fácil compreensão, um fator que atrai programadores iniciantes, mas também os mais experientes, já que isso é particularmente útil na manutenção do código;
É uma linguagem de código aberto (Open Source), permitindo que qualquer pessoa com os conhecimentos necessários, possa contribuir para seu desenvolvimento, além da transparência inerente ao open source;
Ao longo da sua existência, uma ampla comunidade se estabeleceu e tem se mostrado ativa e engajada, oferecendo suporte, tutoriais e ferramentas para desenvolvedores de todos os níveis;
Python tem se mostrado bem flexível e em termos práticos, tem sido usado para desenvolver desde sites e aplicativos móveis, até análise complexas de dados ou sistemas de machine learning (aprendizado de máquina);
A linguagem possui uma vasta gama de bibliotecas, que facilitam o desenvolvimento de projetos, como por exemplo:
- NumPy – bastante usada em aplicações na área científica, suporta matrizes multidimensionais e cálculos matemáticos complexos;
- Pandas – ideal na análise, manipulação e limpeza de dados, constitui ferramenta essencial na ciência de dados;
- Matplotlib – destinada à criação de gráficos e plots, a partir de inúmeros dados;
- SciPy – fornece algoritmos para otimização, integração, interpolação, problemas de autovalores, equações algébricas, equações diferenciais, estatísticas e muitas outras classes de problemas, ou seja, um acervo essencial na ciência e engenharia;
- Scikit-learn – fornece um conjunto de ferramentas simples e eficientes para análise preditiva de dados (classificação, regressão, clustering, etc) e que tem sido amplamente servido no aprendizado de máquina;
- TensorFlow – biblioteca open source que tem sido bastante usada nas aplicações que fazem uso de aprendizado profundo (deep learning);
- PyTorch – também útil para aprendizado profundo, usada para aplicações com processamento de linguagem natural, originalmente desenvolvida pela Meta AI e agora parte do guarda-chuva da Linux Foundation;
- NLTK (Natural Language Toolkit) – tal como a anterior, tem sido usada como alternativa no processamento de linguagem natural.
Há uma boa variedade de frameworks que são amplamente utilizados para desenvolvimento de aplicativos com diferentes finalidades:
- Django – framework open source para desenvolvimento full-stack, com um pacote completo de ferramentas destinadas ao frontend e ao backend de aplicativos para web;
- Flask – considerado um micro-framework de concepção leve e minimalista, o Flask fornece apenas os componentes essenciais para projetos web rápidos e simples. Destaca-se pela flexibilidade e facilidade de aprendizado;
- Pyramid – é um bom exemplo de framework versátil e modular e que faz com que escrever software complexo exija menos esforço, característica que o torna uma boa escolha aos mais diferentes tipos de projetos para web, com destaque para a produtividade;
- BeeWare – framework destinado a criação de interfaces gráficas (iOS, Android, Windows, MacOS, Linux), usando interfaces de usuário nativas e ricas e baseado na simplicidade e elegância da linguagem Python;
- Web2py – framework Python autocontido que inclui um ambiente de desenvolvimento, banco de dados e servidor web. É uma das escolhas preferida para projetos pequenos;
- CherryPy – permite aos desenvolvedores criar aplicativos da web da mesma maneira que construiriam qualquer outro programa Python orientado a objetos, resultando em código-fonte menores e em menos tempo;
- Bottle – é uma microestrutura web WSGI (Web Server Gateway Interface) rápida, simples e leve para Python, sendo distribuído como um módulo de arquivo único e não possui outras dependências além da Biblioteca Padrão do Python.
Python permite que os programadores escrevam código mais conciso e eficiente, aliado à disponibilidade de ferramentas (bibliotecas e frameworks), bem como incentiva a criação de módulos reutilizáveis, tornando o código mais organizado e fácil de manter, aumentando a produtividade no desenvolvimento;
É executado em várias plataformas (multiplataforma), incluindo as principais (Windows, macOS e Linux);
Presta-se muito bem em soluções que envolvem em análise de dados, machine learning e visualização;

Essas características combinadas fizeram do Python uma escolha popular e moderna para desenvolvedores em todo o mundo.

Para que o Python é usado?

A linguagem de programação Python tem se mostrado uma boa escolha para uma ampla variedade de possibilidades quando se trata de desenvolvimento de software.

Atualmente os principais usos são os que veremos a seguir.

1. Desenvolvimento Web

É cada vez mais comum encontrarmos seu uso no desenvolvimento de back-end de sites e aplicativos web, muito em função de frameworks robustos e bem orientados a isso, como Django e Flask, os quais tornam o trabalho de criação de APIs, serviços web e sistemas de gerenciamento de conteúdo (CMS), bastante mais fácil que em outras linguagens.
Nas soluções para Web onde a análise de dados e visualização, a existência de bibliotecas específicas, permitem que o Python manipule e visualize grandes conjuntos de dados de forma eficiente, gerando gráficos e relatórios informativos.
Já as aplicações baseadas em machine learning e inteligência artificial, também encontram no Python um ambiente de desenvolvimento extremamente favorável.

2. Automação

É ideal para automatização de tarefas repetitivas, como gerenciar arquivos, envio de e-mails, extração de dados de websites (web scraping) e realizar testes de software, por exemplo.
Também tem se mostrado uma boa opção na criação de robôs de software que simulam ações humanas em interfaces gráficas, automatizando tarefas complexas em sistemas legados.

3.Pesquisa Científica

A disponibilidade de bibliotecas poderosas capazes de realizar cálculos complexos, processar dados científicos e gerar visualizações, tem contribuído para que o Python tenha sido largamente utilizado em pesquisas científicas.

Tem sido frequentemente empregada com bons resultados na criação de modelos de simulação para diversos campos, como física, química, biologia e engenharia.

4. Desenvolvimento de Jogos

A existência de frameworks como PyGame e Panda3D, facilitam e permitem a criação de engines (motores de jogos) para gráficos 2D e 3D de alta qualidade e boa jogabilidade.

Como também conta com recursos de aprendizagem de máquina em jogos, favorece a criação de experiências mais imersivas e inteligentes, como NPCs que se adaptam ao jogador ou sistemas de recomendação de itens.

5. Desenvolvimento de produtos

O processo de criação rápida de protótipos de produtos e serviços (MVPs – Minimum Viable Products, ou Produto viável mínimo, em português), facilitando a validação de ideias e o feedback dos usuários, é outra situação na qual o Python se mostra bem adequado.
Para além das situações acima, a adoção do Python em uma série de outros usos, tem crescido de modo importante e inclui:

Criação de aplicativos desktop com interfaces gráficas ricas, utilizando frameworks como Tkinter e PyQt;
Automatização de tarefas de infraestrutura, monitoramento de sistemas e provisionamento de servidores;
Na área financeira, para análise de mercado, backtesting de estratégias de investimento e desenvolvimento de modelos de risco.

Quais as vantagens do uso do Python no desenvolvimento web?

Conforme vimos até aqui, o conjunto de qualidades da linguagem Python, faz dela uma escolha excelente também para o desenvolvimento web. Se você está buscando uma alternativa de linguagem poderosa, flexível e com grande demanda no mercado, há além do que vimos, algumas outras vantagens:

A linguagem faz uso de palavras-chave em inglês e evita símbolos complexos, tornando o código mais natural e semelhante à linguagem natural;
Ampla oferta de bibliotecas e frameworks prontos para uso, agilizam uma série de situações comuns no desenvolvimento de sites e aplicações web, como autenticação de usuários, manipulação de banco de dados e renderização de templates;
Pode ser utilizada para uma ampla gama de tarefas em desenvolvimento web, desde back-end até front-end, por ser uma linguagem de propósito geral, dispensando que se tenha que recorrer a diferentes abordagens para diferentes partes do projeto;
É integrável com outras tecnologias web comuns, como HTML, CSS e JavaScript, permitindo a criação de soluções web completas;
Por ser uma linguagem escalável, mostra-se adequada ao desenvolvimento de aplicações web destinadas a um grande número de usuários e manipulação de grande volume de dados;
Há frameworks e ferramentas orientadas a aplicações na nuvem (cloud computing), ideais para a criação de aplicações modernas, robustas e escaláveis;
Por ser open source e gratuita, não há custos de licenciamento para seu uso, o que consiste de uma escolha viável para desenvolvedores individuais, startups e empresas de pequeno porte.