معرفی بهترین کتابخانه های پایتون با کاربردهای مختلف

تیم ویرا وردپرس، یک محتوای آموزشی دیگر جهت معرفی 10+ مورد از بهترین کتابخانه های پایتون برای شما عزیزان آماده کرده است. پایتون یکی از بهترین و پراستفاده‌ترین زبان ها برای برنامه‌نویسان است. اگر می خواهید که درمورد زبان برنامه نویسی python اطلاعات بیشتری داشته باشید، حتما به مقاله راهنمای کامل آموزش و استفاده از پایتون مراجعه کنید.

تا انتها همراه ما باشید تا برترین کتابخانه ها با کاربردهای مختلف برای پایتون را معرفی کنیم.

کتابخانه پایتون چیست؟

کتابخانه پایتون (Python library) مجموعه‌ای از کد‌ها، توابع، کلاس‌ها و روش‌های آماده است که به صورت مستقل از زبان برنامه‌نویسی پایتون توسعه داده شده‌اند. این کتابخانه‌ها کد قابل استفاده مجدد را فراهم می‌کنند تا برنامه‌نویسان بتوانند وظایف مختلف را با استفاده از آن‌ها انجام دهند.

کتابخانه‌های پایتون به صورت موضوعی یا متمرکز بر دسته‌های خاص از وظایف طراحی شده‌اند. به عنوان مثال، برخی از کتابخانه‌ها مختص عملیات ریاضی و علمی هستند، در حالی که دیگر کتابخانه‌ها برای تحلیل داده، شبکه‌های عصبی، گرافیک، وب و غیره طراحی شده‌اند.

بسیاری از کتابخانه‌ها برای حل مسائل و وظایف خاص دیگر در دسترس هستند. با استفاده از کتابخانه‌های پایتون، برنامه‌نویسان قادرند به سرعت و با کمترین تلاش وظایف خود را انجام دهند و از قابلیت‌های زبان پایتون بهره ببرند.

بررسی کتابخانه‌های پایتون برای توسعه برنامه‌های موبایل

برای توسعه برنامه‌های موبایل با استفاده از پایتون نیز کتابخانه‌های مختلفی وجود دارد. این کتابخانه‌ها به شما امکان می‌دهند برنامه‌های موبایل را برای سیستم‌عامل‌های مختلف مانند iOS و Android توسعه داده و عملکرد و قابلیت‌های برنامه را بهبود بخشید.

در زیر چند کتابخانه معروف برای توسعه برنامه‌های موبایل با پایتون آورده شده است:

• Kivy:

یک چارچوب برنامه‌نویسی اپلیکیشن‌های چندسکویی متن‌باز است که بر روی پایتون کار می‌کند. این کتابخانه قابلیت توسعه برنامه‌های قابل اجرا بر روی iOS، Android، Windows، macOS و لینوکس را فراهم می‌کند.

• BeeWare:

یک پروژه متن‌باز است که به برنامه‌نویسان امکان می‌دهد اپلیکیشن‌های کاربردی موبایل و دسکتاپ را با استفاده از یک زبان برنامه‌نویسی مشترک به نام Python نوشته و برای سیستم‌عامل‌های مختلف اجرا کنند. این پروژه از کتابخانه‌هایی مانند Toga، Briefcase و Rubicon-objc تشکیل شده است.

• PySide / PyQt:

این کتابخانه‌ها مبتنی بر Qt هستند و به برنامه‌نویسان این امکان را می‌دهند تا برنامه‌های موبایل و دسکتاپ چندسکویی را با استفاده از پایتون بنویسند. آن‌ها قابلیت توسعه برنامه‌های قابل اجرا بر روی سیستم‌عامل‌های مختلف از جمله iOS و Android را فراهم می‌کنند.

در کل، هرچند که پایتون در توسعه برنامه‌های موبایل محبوبیت کمتری نسبت به زبان‌هایی مانند Java و Swift دارد، اما وجود کتابخانه‌هایی مانند Kivy و BeeWare به برنامه‌نویسان این امکان را می‌دهد که اپلیکیشن‌های موبایل با پایتون توسعه داده و بهره‌وری از قابلیت‌های این زبان را ببرند.

بررسی بهترین کتابخانه های پایتون

در این قسمت به بررسی کتابخانه‌های مهم و ضروری در پایتون اشاره خواهیم کرد و به طور کامل وظایف آن‌ها را شرح خواهیم داد تا شما عزیزان به طور کامل با کاربرد و نحوه استفاده آن‌ها آشنا شوید. باید خاطر نشان شویم که تعداد بسیار زیادی از کتابخانه‌ها برای حوزه‌های مختلف منتشر شده‌اند، ما فقط به چند نمونه مهم که در ساخت و ساماندهی وبسایت کارایی دارند را برای این حوزه مفید هستند را بررسی خواهیم نمود.

1.     بررسی کتابخانه Scrapy

Scrapy یک کتابخانه قدرتمند و محبوب در پایتون برای استخراج داده (Web Scraping) است. این کتابخانه به برنامه‌نویسان این امکان را می‌دهد تا به صورت خودکار وب‌سایت‌ها را بگردانند، اطلاعات مورد نیاز را استخراج کنند و آن‌ها را به صورت ساختارمند دریافت کنند.

مزایا و ویژگی‌های کلیدی Scrapy عبارتند از:

• قدرتمند و انعطاف‌پذیر:

Scrapy طراحی شده است تا با حجم بالا وب‌سایت‌ها مقابله کند و می‌تواند با قویترین وب‌سایت‌ها و API‌ها سر و کار داشته باشد. این کتابخانه امکاناتی را ارائه می‌دهد که به شما کمک می‌کند وب‌سایت‌ها را به سرعت و با بهره‌وری بالا استخراج کنید.

• معماری قوی:

Scrapy بر مبنای یک طراحی ساختری قوی توسعه داده شده است. این به شما این امکان را می‌دهد که چندین وب‌سایت را به صورت همزمان و موازی استخراج کنید و از برنامه‌های چندرشته‌ای برای افزایش سرعت و کارایی استفاده کنید.

• پشتیبانی از ویژگی‌های متنوع:

این کتابخانه یک سری از ویژگی‌های کاربردی را ارائه می‌دهد، از جمله توانایی پیگیری لینک‌ها، مدیریت کوکی‌ها، شناسایی و اصلاح خودکار روابط بین داده‌ها، فیلترهای قدرتمند و مدیریت خطاها.

• قابلیت گسترش‌پذیری:

Scrapy به صورت ماژولار طراحی شده است و شما می‌توانید از قطعات مختلف آن استفاده کرده و بر اساس نیازهای خود آن‌ها را تغییر دهید و یا افزونه‌هایی را اضافه کنید.

• اکوسیستم گسترده:

به همراه اکوسیستم بزرگی از ابزارها و افزونه‌های مفید همراه است که می‌توانید از آنها برای پیشرفت سریع‌تر و آسان‌تر در توسعه استفاده کنید.

با این حال، Scrapy  بعنوان یکی از بهترین کتابخانه های پایتون ممکن است برای پروژه‌های ساده و کوچک یا برنامه‌هایی که نیاز به سرعت بالا ندارند، یکمی غول بزرگ به نظر برسد. همچنین، برای استفاده از این کتابخانه ،شما باید با مفاهیم پایه‌ای مانند XPath یا CSS selectors و نحوه استفاده از آنها در Scrapy آشنا باشید.

ممکن است پیکربندی و پیاده‌سازی اولیه آن برای مبتدیان کمی پیچیده باشد. بصورت کلی، یک ابزار قدرتمند برای استخراج داده از وب است و برای پروژه‌هایی که نیاز به استخراج و پردازش داده‌های بزرگ از وب دارند، بسیار مناسب است.

2.     کتابخانه PyTorch

یک کتابخانه متن‌باز و قدرتمند برای یادگیری عمیق (Deep Learning) در پایتون است. این کتابخانه توسط Facebook AI Research توسعه داده شده است و محبوبیت بالایی در جامعه یادگیری عمیق دارد.

PyTorch از معماری پویایی و محاسبات گرافی برخوردار است که به برنامه‌نویسان امکان می‌دهد برنامه‌هایی را با سرعت بالا و قابلیت انعطاف بالا برای شبکه‌های عصبی طراحی و آموزش دهند. برخلاف برخی از کتابخانه‌های دیگر یادگیری عمیق که بر بستر استاتیک مبتنی بر گراف کار می‌کنند، PyTorch مزیت راهبردی خود را در معماری پویایی که به تعامل آسانتر با شبکه‌های عصبی و تنظیم پارامتر‌ها در حین آموزش می‌تواند منجر شود، دارد.

ویژگی‌ها و مزایای کلیدی کتابخانه PyTorch عبارتند از:

• PyTorch یکی از محبوب‌ترین کتابخانه‌های یادگیری عمیق است و جامعه فعالی از برنامه‌نویسان و پژوهشگران را دارد. این به معنای وجود منابع غنی، افزونه‌ها، ابزارها و مدارک آموزشی مفید است.
• این کتابخانه از معماری پویایی برخوردار است که به شما اجازه می‌دهد به راحتی شبکه‌های عصبی پیچیده را ساخته و آموزش دهید. همچنین، می‌توانید در هر مرحله از آموزش، پارامتر‌ها را بررسی و تغییر دهید.
• از مدل محاسبات گرافی استفاده می‌کند که به شما این امکان را می‌دهد تا شبکه‌های عصبی خود را به صورت لایه‌های مختلف تعریف کرده و به راحتی با آنها تعامل کنید.
• به راحتی قابل استفاده است و دارای رابط برنامه‌نویسی ساده و مفهومی است. این کتابخانه با قابلیت پیش‌نمایش داده‌ها، ابزارهای مشاهده و ابزارهای ارزیابی قدرتمند همراه است.
• PyTorch به طور معمول بر روی GPU قابل اجرا است که انتقال محاسبات به سخت‌افزار گرافیکی می‌تواند عملیات‌های یادگیری عمیق را به طور قابل توجهی سریعتر کند.
• این کتابخانه دارای جامعه فعالی از توسعه‌دهندگان و پژوهشگران است که منجر به وجود منابع آموزشی، مثال‌ها، اسکریپت‌ها و ابزارهای مربوطه شده است. همچنین، کتابخانه‌های دیگری نیز برای پیشرفته‌ترین ویژگی‌ها و توسعه‌های PyTorch وجود دارد.

3.     کتابخانه Pendulum

کتابخانه Pendulum یک کتابخانه متن‌باز در زبان پایتون است که برای کار با زمان، تاریخ، و تاریخ‌شمسی طراحی شده است. این کتابخانه قابلیت‌های متنوعی را برای محاسبات و عملیات مرتبط با زمان ارائه می‌دهد.

بعضی از ویژگی‌های کلیدی کتابخانه Pendulum عبارتند از:

• محاسبات زمانی دقیق

Pendulum امکان محاسبه و مدیریت زمان و تاریخ را با دقت بالا فراهم می‌کند. این کتابخانه قابلیت‌هایی مانند انجام عملیات حسابی با زمان، تبدیل بین فرمت‌های زمانی مختلف، و استخراج اطلاعات مرتبط با زمان را داراست.

• پشتیبانی از تاریخ‌شمسی:

قادر است با تقویم تاریخ‌شمسی کار کند و عملیات مرتبط با تاریخ‌شمسی را انجام دهد. این امکان به شما اجازه می‌دهد تا با تاریخ‌های شمسی، مانند محاسبه تفاوت بین دو تاریخ شمسی، کار کنید.

• رابط کاربری ساده:

دارای رابط کاربری ساده و آسانی است که برنامه‌نویسان را قادر می‌سازد به راحتی با توابع و متدهای مرتبط با زمان کار کنند. این کتابخانه قابلیت‌هایی مانند ساخت و تغییر تاریخ‌ها، محاسبه فاصله بین دو زمان، و تبدیل بین مناطق زمانی را در اختیار شما قرار می‌دهد.

• قابلیت تنظیم و سفارشی‌سازی

Pendulum به شما امکان می‌دهد تا تنظیمات مرتبط با زمان را سفارشی‌سازی کنید. شما می‌توانید فرمت‌های زمانی، تقویم‌ها، و تنظیمات دیگر را به نیازهای خود تغییر دهید.

کتابخانه Pendulum یک ابزار کاربردی برای کار با زمان و تاریخ در پایتون است. این کتابخانه با ویژگی‌های قدرتمندش، محاسبات دقیق و سادگی استفاده را تسهیل می‌کند.

4.     کتابخانه Requests

کتابخانه Requests یک کتابخانه متن‌باز در زبان پایتون است که برای ارسال درخواست‌های HTTP به صورت ساده و قابل فهم طراحی شده است. این کتابخانه امکان برقراری ارتباط با سایت‌ها و وب‌سرویس‌ها را با استفاده از پروتکل‌های HTTP و HTTPS فراهم می‌کند.

بعضی از ویژگی‌های کلیدی کتابخانه Requests عبارتند از:

• سادگی در استفاده:

کتابخانه Requests با داشتن رابط برنامه‌نویسی ساده و مفهومی، برای برنامه‌نویسان قابلیت استفاده آسان را فراهم می‌کند. با استفاده از Requests، می‌توانید به سادگی درخواست‌های GET، POST، PUT، DELETE و … را ارسال کنید و پاسخ‌ها را دریافت کنید.

• پشتیبانی از مدل برنامه‌نویسی RESTful:

Requestsاز مدل برنامه‌نویسی RESTful حمایت می‌کند و امکان ارسال درخواست‌های مربوط به عملیات CRUD (ایجاد، خواندن، به‌روزرسانی و حذف) را فراهم می‌کند. با استفاده از این کتابخانه، می‌توانید با وب‌سرویس‌ها و APIها در ارتباط باشید و داده‌ها را دریافت و ارسال کنید.

• مدیریت کوکی‌ها و سشن‌ها:

این کتابخانه امکان مدیریت کوکی‌ها و سشن‌ها را فراهم می‌کند. شما می‌توانید کوکی‌های مربوط به یک جلسه را ذخیره کرده و درخواست‌ها را با استفاده از همان کوکی‌ها ارسال کنید.

• پشتیبانی از احراز هویت:

امکان ارسال درخواست‌هایی که نیاز به احراز هویت (Authentication) دارند، را فراهم می‌کند. شما می‌توانید اطلاعات احراز هویت را به درخواست‌ها اضافه کنید، مانند توکن‌های دسترسی (Access Tokens) یا اعتبارنامه‌ها (Credentials)، تا بتوانید به منابع محدود شده دسترسی پیدا کنید.

پشتیبانی از HTTPS و SSL: Requests امکان برقراری ارتباط امن با سایت‌ها از طریق HTTPS و SSL را فراهم می‌کند. این کتابخانه به صورت خودکار بررسی اعتبار گواهی‌های SSL را انجام می‌دهد و درخواست‌ها را به صورت امن ارسال می‌کند.

کتابخانه Requests یک ابزار قدرتمند برای ارسال درخواست‌های HTTP در پایتون است. با استفاده از این کتابخانه، شما می‌توانید به سادگی ارتباط برقرار کنید، داده‌ها را ارسال و دریافت کنید و عملیات مختلفی را روی منابع وب انجام دهید. کتابخانه Requests یکی از بهترین کتابخانه های پایتون بسیار محبوب است و به عنوان یک استاندارد در ارتباط با وب در این زبان شناخته می‌شود.

5.     کتابخانه PyFlux

کتابخانه PyFlux یکی از بهترین کتابخانه های پایتون است که برای مدل‌سازی، پیش‌بینی و تحلیل سری‌های زمانی طراحی شده است. این کتابخانه قابلیت‌های پیشرفته‌ای را برای استفاده در حوزه‌های مالی، اقتصادی و سایر زمینه‌های مرتبط با زمان فراهم می‌کند.

بعضی از ویژگی‌های کلیدی کتابخانه PyFlux عبارتند از:

• مدل‌های زمانی پیشرفته:

PyFlux انواع مدل‌های زمانی را از جمله ARIMA، GARCH، VAR، State Space و… پشتیبانی می‌کند. این مدل‌ها به شما امکان می‌دهند تا الگوها و ساختارهای موجود در داده‌های زمانی را تحلیل کنید و پیش‌بینی‌های دقیق‌تری را ارائه دهید.

• تحلیل ویژگی‌های زمانی:

این کتابخانه ابزارهای متنوعی را برای تحلیل ویژگی‌های زمانی مانند ترند، تغییرات فصلی، اثرات اعطال و… فراهم می‌کند. شما می‌توانید با استفاده از این ابزارها به شناخت بهتر داده‌های زمانی بپردازید و الگوها و ساختارهای مختلف را تشخیص دهید.

• ارزیابی و پیش‌بینی:

استفاده از این فریمورک بعنوان یکی از بهترین کتابخانه های پایتون، به شما امکان می‌دهد تا مدل‌های زمانی را ارزیابی کنید و پیش‌بینی‌های بر اساس آنها را انجام دهید. شما می‌توانید معیارهای ارزیابی مانند MSE، MAE، پیش‌بینی واحد، و… را برای سنجش کیفیت پیش‌بینی‌ها استفاده کنید.

• رابط کاربری ساده:

دارای رابط کاربری ساده و آسانی است که برنامه‌نویسان را قادر می‌سازد به راحتی با مدل‌های زمانی کار کنند. این کتابخانه مستندات جامعی را فراهم کرده است که شامل مثال‌های کاربردی و توضیحات جزیی در مورد استفاده از هر مدل است.

کتابخانه PyFlux یک ابزار قدرتمند برای مدل‌سازی و پیش‌بینی سری‌های زمانی در پایتون است. با استفاده از این کتابخانه، شما می‌توانید الگوها و ساختارهای مختلف را در داده‌های زمانی شناسایی کنید و با استفاده از مدل‌های زمتنوع، پیش‌بینی‌های دقیق‌تری را ارائه دهید.

و همچنین به عنوان یک ابزار قدرتمند در حوزه تحلیل سری‌های زمانی در پایتون شناخته شده است و می‌تواند به شما در تحلیل و پیش‌بینی داده‌های زمانی کمک کند.

6.     کتابخانه Zappa

کتابخانه Zappa یک کتابخانه متن‌باز در زبان پایتون است که برای استقرار و اجرای برنامه‌های وب پایتونی بر روی خدمات ابری مانند Amazon Web Services (AWS) Lambda و API Gateway طراحی شده است. این کتابخانه به برنامه‌نویسان امکان می‌دهد تا برنامه‌های پایتونی خود را به صورت ساده و مقیاس‌پذیر در محیط ابری اجرا کنند.

بعضی از ویژگی‌های کلیدی Zappa  که یکی از بهترین کتابخانه های پایتون نیز به شمار می‌رود به شرح زیر است:

• استقرار ساده:

با استفاده از این کتابخانه، استقرار برنامه‌های پایتونی بر روی خدمات ابری مانند AWS Lambda و API Gateway بسیار ساده می‌شود. شما فقط کافی است فایل تنظیمات Zappa را تنظیم کنید و سپس برنامه خود را با یک دستور ساده استقرار کنید.

• بروزرسانی خودکار:

این کتابخانه امکان اتوماسیون استقرار و به‌روزرسانی برنامه‌ها را فراهم می‌کند. شما می‌توانید با تنظیمات مناسب، فرآیند استقرار و به‌روزرسانی برنامه‌های خود را به صورت خودکار انجام دهید.

• مقیاس‌پذیری:

با استفاده از Zappa، می‌توانید برنامه‌های خود را به راحتی مقیاس‌پذیر کنید. خدمات ابری مانند AWS Lambda به شما امکان می‌دهند که به صورت خودکار تعداد منابع مورد نیاز برای اجرای برنامه خود را تنظیم کنید و برنامه را بر اساس بار ورودی مقیاس‌پذیر کنید.

پشتیبانی از Flask و Django: Zappa به طور کامل با چارچوب‌های وب محبوب پایتون مانند Flask و Django سازگار است. شما می‌توانید برنامه‌های خود را با استفاده از این چارچوب‌ها توسعه داده و بر روی خدمات ابری اجرا کنید.

• امنیت:

Zappa امکان اعمال امنیت بر روی برنامه‌های شما را فراهم می‌کند. با استفاده از تنظیمات امنیتی مربوطه، شما می‌توانید برنامه‌های خود را در برابر تهدیدهای امنیتی محافظت کنید.

این کتابخانه یک ابزار قدرتمند برای استقرار و اجرای برنامه‌های وب پایتونی بر روی خدمات ابری است. با استفاده از Zappa، شما می‌توانید برنامه‌های خود را به صورت ساده و مقیاس‌پذیر در محیط ابری استقرار کنید و از قابلیت‌های محیط ابری برای مقیاس‌پذیری و اتوماسیون استفاده کنید.

این کتابخانه به برنامه‌نویسان امکان می‌دهد تا با استفاده از چارچوب‌های وب محبوب مانند Flask و Django برنامه‌های خود را توسعه داده و به راحتی در محیط ابری اجرا کنند. همچنین، Zappa امکانات امنیتی را فراهم می‌کند تا برنامه‌های شما در برابر تهدیدهای امنیتی محافظت شوند.

7.     کتابخانه Arrow

Arrow نیز یکی از مهمترین و بهترین کتابخانه های پایتون به‌شمار می‌آید. یک کتابخانه متن‌باز در زبان پایتون است که برای کار با تاریخ و زمان در پایتون به صورت کارآمد و قابل اعتماد طراحی شده است.

برخی از ویژگی‌های کلیدی آن عبارتند از:

نمایش و ذخیره تاریخ و زمان:

به شما امکان می‌دهد تا تاریخ و زمان را با فرمت‌های مختلف نمایش دهید و در فرمت‌های مختلفی ذخیره کنید. همچنین، می‌توانید تاریخ و زمان را به صورت شمسی یا میلادی نمایش دهید.

• محاسبات تاریخی:

این پلتفرم بعنوان یکی از بهترین کتابخانه های پایتون، امکانات متنوعی برای محاسبات تاریخی ارائه می‌دهد. شما می‌توانید تاریخ و زمان را اضافه یا کاهش دهید، بازه‌های زمانی را محاسبه کنید، تفاوت بین دو تاریخ را محاسبه کنید و بسیاری از عملیات دیگر را روی تاریخ و زمان انجام دهید.

• تبدیل فرمت:

با استفاده از این کتابخانه، می‌توانید تاریخ و زمان را از یک فرمت به فرمت دیگر تبدیل کنید. به عنوان مثال، می‌توانید تاریخ را از فرمت متنی به فرمت عددی تبدیل کنید و برعکس.

• پشتیبانی از مناطق زمانی:

Arrow قابلیت پشتیبانی از مناطق زمانی مختلف را دارد. شما می‌توانید تاریخ و زمان را با توجه به منطقه زمانی مورد نظرتان تنظیم کنید و از عملیات مربوط به منطقه زمانی استفاده کنید.

پشتیبانی از تاریخ‌های شمسی:

این کتابخانه از تاریخ‌های شمسی نیز پشتیبانی می‌کند و امکان محاسبات و تبدیل‌های مربوط به تاریخ‌های شمسی را فراهم می‌کند. و همچنین به برنامه‌نویسان پایتون امکانات قدرتمندی را برای کار با تاریخ و زمان فراهم می‌کند.

8.     کتابخانه Theano

این فریمورک نیز جزء بهترین کتابخانه های پایتون متن‌باز برای عملیات علمی و عملیات عددی در پایتون است. این کتابخانه به توسعه‌دهندگان امکان می‌دهد تا به راحتی عملیات محاسباتی پیچیده را با استفاده از پایتون انجام دهند. Theano از عملیات ماتریسی و تنسوری، بهینه‌سازی و توابع جبر خطی پشتیبانی می‌کند و برای پردازش موازی و اجرای سریع محاسبات بسیار مفید است.

ویژگی‌های کلیدی Theano بعنوان یکی از بهترین کتابخانه های پایتون عبارت است از:

• انعطاف‌پذیری:

Theano به برنامه‌نویسان امکان می‌دهد تا به سادگی عملیات‌های ماتریسی و تنسوری را تعریف کنند و بر روی داده‌های چند بعدی عملیات انجام دهند. این کتابخانه قابلیت انعطاف بسیار زیادی در تعریف و اجرای محاسبات دارد.

• بهینه‌سازی:

از بهینه‌سازی‌های پیشرفته برای اجرای سریع محاسبات استفاده می‌کند. این بهینه‌سازی‌ها شامل بهینه‌سازی‌های مربوط به محاسبات ماتریسی، بهینه‌سازی مرتبط با حافظه و بهینه‌سازی موازی است و باعث افزایش سرعت اجرای محاسبات می‌شود.

• پشتیبانی از GPU

این کتابخانه قابلیت پشتیبانی از پردازنده‌های گرافیکی (GPU) را دارد. این به معنای اجرای محاسبات بسیار سریعتر است، زیرا GPU ها به عنوان یک واحد پردازشی قوی برای محاسبات ماتریسی معروف هستند.

• انعطاف‌پذیری در پیکربندی:

Theano به برنامه‌نویسان امکان می‌دهد تا پیکربندی‌های مختلفی را برای محاسبات خود تنظیم کنند. این شامل تنظیمات مربوط به نوع داده، دقت عددی، بهینه‌سازی و سایر پارامترها است.

• انتشار آسان:

کد را به صورت خودکار به کد پایتونی نزدیک می‌کند، بنابراین برنامه‌نویسان می‌توانند به راحتی کد خود را برای پایتون استفاده کنند و نیازی به یادگیری زبان برنامه‌نویسی جدیدی ندارند.

کتابخانه Theano با قابلیت‌های قدرتمند خود، به برنامه‌نویسان کمک می‌کند تا محاسبات علمی و عددی پیچیده را به صورت کارآمد و سریع انجام دهند.

9.     کتابخانه IPython

این فریمورک یک محیط تعاملی و پیشرفته برای برنامه‌نویسی پایتون است. IPython بعنوان یکی از بهترین کتابخانه های پایتون ، نسخه بهبود یافته از محیط تعاملی پیشفرض پایتون (که به عنوان خط فرمان پایتون نیز شناخته می‌شود) ارائه داده و قابلیت‌ها و ابزارهای بیشتری را برای توسعه‌دهندگان فراهم می‌کند.

ویژگی‌های کلیدی این کتابخانه عبارت است از:

• محیط تعاملی پیشرفته:

IPython امکان تعامل با کد پایتون را در یک محیط گرافیکی و کاربرپسند فراهم می‌کند. این محیط تعاملی شامل ویژگی‌هایی مانند تکمیل خودکار کد، تاریخچه دستورات، نمایش گرافیکی، پیکربندی قابل تنظیم و غیره است. این ویژگی‌ها به برنامه‌نویسان کمک می‌کنند تا کد را به صورت تعاملی اجرا، آزمایش و اشکال‌زدایی کنند.

• پشتیبانی از فراخوانی سیستمی:

این کتابخانه امکان استفاده از فراخوانی‌های سیستمی مانند فراخوانی دستورات خط فرمان سیستم عامل را فراهم می‌کند. این به برنامه‌نویسان امکان می‌دهد تا دستورات سیستمی را مستقیماً از داخل محیط IPython اجرا کنند و با سیستم عامل تعامل داشته باشند.

• پشتیبانی از توسعه تعاملی

IPython به برنامه‌نویسان امکان می‌دهد تا نتایج محاسبات را به صورت تعاملی نشان دهند. این به معنای نمایش نتایج محاسبات میانی در حین اجرای کد و نمایش گرافیکی، جداول، نمودارها و غیره است. این ویژگی به برنامه‌نویسان کمک می‌کند تا محاسبات خود را بصورت تعاملی بررسی و بررسی کنند.

4. پشتیبانی از نوت‌بوک‌های Jupyter

به عنوان محیط تعاملی پیشفرض در نوت‌بوک‌های Jupyter استفاده می‌شود. نوت‌بوک‌های Jupyter یک محیط تعاملی توسعه و اشتراک‌گذاری کد است که به برنامه‌نویسان امکان می‌دهد کدهای خود را، نتایج محاسبات و توضیحات مستند در یک مستند ترکیب کنند. این امکان به برنامه‌نویسان کمک میکند تا کدهای قابل اجرا، توضیحات، نمودارها، تصاویر و نتایج محاسبات را در قالب یک مستند تعاملی به اشتراک بگذارند.

10. کتابخانه TensorFlow

کتابخانه  TensorFlow یکی از قدرتمندترین و محبوب‌ترین کتابخانه‌های ماشین‌آموزی و یادگیری عمیق است که توسط شرکت گوگل توسعه داده شده است. TensorFlow ابزاری قدرتمند برای ساخت و آموزش مدل‌های عمیق است که در بسیاری از حوزه‌های هوش‌مصنوعی و تحلیل داده استفاده می‌شود.

ویژگی‌های کلیدی این مورد از بهترین کتابخانه های پایتون عبه شرح زیر است:

• TensorFlow امکان ساخت و آموزش مدل‌های عصبی را فراهم می‌کند. این شامل شبکه‌های عصبی عمیق مانند شبکه‌های پیچشی (Convolutional Neural Networks) و شبکه‌های بازگشتی (Recurrent Neural Networks) است. TensorFlow از ساختار گراف محاسباتی استفاده می‌کند که برای اجرای محاسبات موازی و توزیع شده مناسب است.
• امکان ایجاد سیستم‌های ماشین‌آموزی پایان به پایان را فراهم می‌کند، به این معنی که شامل مراحل پیش‌پردازش داده، ساختاردهی مدل، آموزش، ارزیابی و پیش‌بینی است. این امکان به برنامه‌نویسان کمک می‌کند تا فرایند کامل یادگیری ماشین را با استفاده از یک ابزار واحد و یکپارچه انجام دهند.
• این کتابخانه قابلیت اجرا بر روی پلتفرم‌های مختلف را دارد، از جمله سیستم‌عامل‌های ویندوز، لینوکس و مک، گوشی‌های هوشمند و تلفن‌های همراه، سیستم‌های توزیع شده مانند Apache Spark و سرویس‌های ابری مانند Google Cloud و Amazon Web Services. این کتابخانه همچنین از چندین زبان برنامه‌نویسی مانند پایتون، جاوا، سی++ و غیره پشتیبانی می‌کند.
• ابزارهای متنوعی را برای توسعه و اشتراک‌گذاری مدل‌های عمیق فراهم می‌کند. این ابزارها شامل TensorBoard برای تجزیه و تحلیل ویژگی‌ها و نمودارهای مدل، TensorFlow Serving برای ارائه مدل‌های آموزش دیده به صورت سرویس وب، TensorFlow Lite برای اجرای مدل‌های عمیق بر روی دستگاه‌های محدود منابع مانند گوشی‌های هوشمند، و js برای اجرای مدل‌های عمیق در مرورگرهای وب می‌باشند.

11. کتابخانه Dash

کتابخانه Dash یکی از بهترین کتابخانه ‌های پایتون برای ساخت برنامه‌های تحت وب تعاملی است. این فریمورک بر اساس کتابخانه‌ی Flask و ReactJS توسعه داده شده و به برنامه‌نویسان امکان می‌دهد برنامه‌های تحت وب پویا و قابل تعامل را به سادگی بسازند.

ویژگی‌های کلیدی کتابخانه Dash عبارتند از:

• یکی از ویژگی‌های برجسته Dash این است که از برنامه‌نویسی کاملاً پایتونی برای ساخت برنامه‌های تحت وب استفاده می‌کند. برنامه‌های Dash به زبان پایتون نوشته می‌شوند و شامل کدهای پایتون برای تعریف لایه‌های رابط کاربری و منطق تجاری است.
• از ساختار مبتنی بر کامپوننت استفاده می‌کند که به برنامه‌نویسان امکان می‌دهد از قطعه‌های کد تعریف شده مانند نمودارها، جداول و فرم‌ها استفاده کنند و آن‌ها را در یک صفحه تحت وب ترکیب کنند. این ساختار کامپوننتی برنامه‌نویسان را به سرعت و به راحتی قادر می‌سازد برنامه‌های پویا و تعاملی را توسعه دهند.
• امکانات گسترده‌ای را برای ساخت برنامه‌های تحت وب فراهم می‌کند. این شامل ایجاد نمودارهای تعاملی و پیچیده با استفاده از Plotly، انیمیشن‌ها، نمایش داده‌های جدولی، فرم‌های ورودی، کنترل‌های تعاملی، نمایش تصاویر و بسیاری از ویژگی‌های دیگر است.
• Dash بعنوان یکی از بهترین کتابخانه های پایتون، قابلیت انعطاف‌پذیری و گستردگی را دارد و به برنامه‌نویسان امکان می‌دهد برنامه‌های تحت وب پیچیده و سفارشی را بسازند. با استفاده از افزونه‌ها و کتابخانه‌های دیگر پایتون، می‌توان قابلیت‌های بیشتری را به برنامه‌های Dash اضافه کرد و آن‌ها را با پایگاه‌داده‌ها، سیستم‌های تحلیل داده و دیگر سرویس‌ها و ابزارها یک پیوسته کرد.
• به برنامه‌نویسان امکان می‌دهد برنامه‌ها را به صورت محلی روی سیستم خود اجرا کرده و آن‌ها را با استفاده از سرورهای وب مانند Gunicorn، Apache و Nginx استقرار دهند. همچنین، Dash به راحتی قابل استقرار در سرویس‌های ابری مانند Heroku و AWS است.
• و همچنین برای ایجاد برنامه‌های تحت وب تعاملی، داشبوردها، ابزارهای تجزیه و تحلیل داده و بسیاری از کاربردهای دیگر مناسب است. با توجه به ساختار کاملاً پایتونی، امکانات گسترده و انعطاف‌پذیری بالا، Dash به یکی از ابزارهای پرطرفدار برنامه‌نویسان پایتون برای توسعه برنامه‌های تحت وب تعاملی تبدیل شده است.

12. کتابخانه Fire

کتابخانه Fire یک ابزار قدرتمند برای ساخت واسط خط فرمان (Command-Line Interface یا CLI) در پایتون است. این کتابخانه توسط گوگل ایجاد شده است و به برنامه‌نویسان امکان می‌دهد به سادگی و با کمترین تلاش واسط کاربری دستوری قدرتمندی برای برنامه‌هایشان ایجاد کنند.

Fire بعنوان یکی از بهترین کتابخانه های پایتون ، براساس توابع و دستورات موجود در یک کلاس پایتون، خودکار واسط کاربری خط فرمان را تولید می‌کند. بدین ترتیب، کاربران می‌توانند با استفاده از آرگومان‌ها و دستورات موجود در CLI، با برنامه تعامل کنند و دستورات مختلف را اجرا کنند.

ویژگی‌های کلیدی کتابخانه Fire عبارتند از:

• تولید خودکار واسط کاربری:

با استفاده از کتابخانه Fire، نیازی به نوشتن کدها برای تعریف واسط کاربری خط فرمان نیست. Fire به طور خودکار واسط کاربری را براساس توابع و دستورات موجود در کلاس‌های پایتون تولید می‌کند.

• سادگی و قدرت:

فایر از یک رویکرد ساده و کارآمد برای تعریف واسط کاربری استفاده می‌کند. با تعریف توابع و دستورات در کلاس‌های پایتون، می‌توانید به سادگی و با کمترین تلاش واسط کاربری قدرتمندی برای برنامه‌هایتان ایجاد کنید.

• پشتیبانی از آرگومان‌ها و دستورات:

با استفاده از از این کتابخانه، می‌توانید آرگومان‌ها و دستورات مختلف را به برنامه‌تان اضافه کنید. کاربران می‌توانند با وارد کردن دستورات مورد نظر و استفاده از آرگومان‌ها، برنامه را بر حسب نیاز خود تنظیم و اجرا کنند.

• پشتیبانی از توابع پیچیده:

Fire به برنامه‌نویسان امکان می‌دهد توابع پیچیده و پیچیدگی‌های بیشتر را در واسط کاربری خط فرمان خود پیاده‌سازی کنند. این شامل توابع با آرگومان‌های پیچیده، توابع با بازگشت چندگانه و توابع با رابطه‌های پیچیده است.

• سازگاری با سایر کتابخانه‌ها:

Fire با سایر کتابخانه‌ها و ابزارهای پایتون سازگاری بسیار خوبی دارد. این به برنامه‌نویسان امکان می‌دهداز کتابخانه Fire به عنوان یک قسمتی از پروژه‌های پایتون خود استفاده کنند و با سایر ابزارها و کتابخانه‌های پایتون ترکیبش کنند.

13. کتابخانه Flashtext

این کتابخانه یک ابزار قدرتمند برای جستجو و جایگزینی سریع الگوها در متن است. این کتابخانه به برنامه‌نویسان امکان می‌دهد با استفاده از الگوهای ساده یا پیچیده، به سرعت و با کارایی بالا عملیات جستجو و جایگزینی را در متن‌های بزرگ انجام دهند.

ویژگی‌های کلیدی کتابخانه Flashtext عبارتند از:

• جستجوی سریع:

با استفاده از ساختار داده‌ای مبتنی بر Trie (درخت تری)، عملیات جستجو را با سرعت بالا انجام می‌دهد. این خصوصیت باعث می‌شود که قابلیت پردازش متن‌های بزرگ و با تعداد الگوهای زیاد را داشته باشد.

• پشتیبانی از الگوهای ساده و پیچیده:

می‌توانید الگوهای ساده مانند کلمات، عبارات یا الگوهای پیچیده‌تر مانند اعداد، تاریخ‌ها، ایمیل‌ها و … را با استفاده از Flashtext جستجو و جایگزینی کنید.

• جایگزینی سریع

Flashtext بعنوان یکی از بهترین کتابخانه های پایتون، به صورت موثری متن را جایگزینی می‌کند و به شما امکان می‌دهد تا با استفاده از یک الگو، تمام وقوع‌های آن را با یک متن مورد نظر جایگزین کنید.

• عدم نیاز به استفاده از عبارات منظم (Regular Expressions):

در مقایسه با استفاده از عبارات منظم برای جستجو و جایگزینی، استفاده از Flashtext به صورت ساده‌تر و کارآمدتر است. شما می‌توانید الگوها را به صورت مستقیم و بدون نیاز به نوشتن عبارات منظم تعریف کنید.

• پردازش متن‌های بزرگ:

به خوبی با متن‌های بزرگ و با حجم زیاد سازگاری دارد و قادر است به سرعت با آن‌ها برخورد کند. این ویژگی برای برنامه‌هایی که نیاز به پردازش متن‌های بزرگ دارند بسیار مناسب است.

• کارایی بالا:

به دلیل استفاده از ساختار داده‌ای Trie و الگوریتم بهینه‌سازی، Flashtext عملیات جستجو و جایگزینی را با کارایی بالا و در زمان اجرای کم انجام می‌دهد.

Flashtext یک کتابخانه پایتون قدرتمند است که برای پردازش متن و عملیات جستجو و جایگزینی سریعاستفاده می‌شود. با استفاده از این کتابخانه، شما می‌توانید الگوهای مورد نظر خود را تعریف کرده و به سرعت و با کارایی بالا در متن‌ها جستجو کنید و آن‌ها را جایگزین کنید.

برای استفاده از کتابخانه Flashtext، ابتدا آن را نصب کنید. می‌توانید این کار را با استفاده از پکیج منیجر pip انجام دهید. به عنوان مثال، می‌توانید دستور زیر را در ترمینال یا پنجره فرمان وارد کنید:

• pip install flashtext

بعد از نصب، می‌توانید کد خود را برای جستجو و جایگزینی الگوها در متن بنویسید. در زیر یک مثال ساده از استفاده از کتابخانه Flashtext آورده شده است:

• from flashtext import KeywordProcessor

# ایجاد یک نمونه از کلاس KeywordProcessor

• keyword_processor = KeywordProcessor()

#

# اضافه کردن الگوها به کلاس KeywordProcessor

• keyword_processor.add_keyword(‘apple’)
• keyword_processor.add_keyword(‘banana’)
• keyword_processor.add_keyword(‘orange’)

# جستجوی الگوها در متن :

• text = ‘I love eating apples and bananas.’
• matches = keyword_processor.extract_keywords(text)

# نمایش الگوهای یافت شده

• print(matches)

این مثال یک نمونه ساده از استفاده از کتابخانه Flashtext را نشان می‌دهد. ابتدا یک نمونه از کلاس `KeywordProcessor` ایجاد می‌شود. سپس با استفاده از متد `add_keyword`، الگوها به کلاس اضافه می‌شوند. در این مثال، الگوهای “apple”، “banana” و “orange” اضافه شده‌اند. سپس با استفاده از متد `extract_keywords`، جستجوی الگوها در متن انجام می‌شود و الگوهای یافت شده نمایش داده می‌شوند.

با استفاده از Flashtext، می‌توانید عملیات جستجو و جایگزینی را بر روی متن‌های بزرگ و با تعداد الگوهای زیاد به سرعت و با کارایی بالا انجام دهید. همچنین، این کتابخانه عملکرد بهتری نسبت به استفاده از عبارات منظم در برخی موارد دارد، به خصوص زمانی که نیاز به جستجوی همزمان بسیاری از الگوها در یک متن دارید.

14. کتابخانه Pipenv

کتابخانه Pipenv یک ابزار مدیریت بسته‌ها برای زبان برنامه‌نویسی پایتون است که برای ساخت و مدیریت محیط‌های مجازی (virtual environment) و نصب وابستگی‌های پروژه‌های پایتون استفاده می‌شود. Pipenv از ترکیب دو ابزار قبلی در جهت تسریع و سهولت فرآیند توسعه و مدیریت پروژه‌های پایتون استفاده می‌کند. این ابزار توسط Kenneth Reitz توسعه داده شده است و در حال حاضر بسیار محبوب بین برنامه‌نویسان پایتون است.

ویژگی‌های کلیدی کتابخانه Pipenv عبارتند از:

• مدیریت محیط‌های مجازی:

Pipenv به شما امکان می‌دهد محیط‌های مجازی برای پروژه‌های پایتون ایجاد کنید و مدیریت کنید. این محیط‌ها به شما اجازه می‌دهند نسخه‌های مختلف پکیج‌ها را برای هر پروژه مجزا نصب کنید و از تداخل بین پروژه‌ها جلوگیری کنید.

• فایل Pipfile:

از یک فایل به نام Pipfile برای ذخیره و مدیریت وابستگی‌های پروژه استفاده می‌کند. این فایل شامل لیستی از پکیج‌های مورد نیاز پروژه و نسخه‌های آنها است. Pipenv با استفاده از این فایل، نصب و بروزرسانی وابستگی‌ها را بسیار ساده و مدیریت‌پذیر می‌کند.

• ترکیبی از pip و virtualenv

از دو ابزار معروف pip و virtualenv برای مدیریت وابستگی‌ها و محیط‌های مجازی استفاده می‌کند. این ابزار ترکیبی از قدرت و سهولت استفاده این دو ابزار است و به شما اجازه می‌دهد با چند دستور ساده وابستگی‌های پروژه را نصب و مدیریت کنید.

• آسان برای استفاده:

Pipenv جزء بهترین کتابخانه های پایتون به شمار می رود و طراحی شده است تا استفاده از آن بسیار ساده و آسان باشد. دستوراتی که برای نصب و مدیریت وابستگی‌ها استفاده می‌شوند، بسیار مستقیم و قابل فهم هستند و به شما امکان می‌دهند به راحتی پروژه‌های پایتون خود را مدیریت کنید.

امنیتPipenv

این کتابخانه با استفاده از یک فایل به نام Pipfile.lock اطمینان حاصل می‌کندکه وابستگی‌های دقیق و نسخه‌های مورد استفاده در پروژه شما را ثبت و نگهداری می‌کند. این کار باعث می‌شود پروژه شما همیشه با وابستگی‌ها و نسخه‌های مشخصی که تست شده‌اند و به خوبی کار می‌کنند، اجرا شود.

به طور کلی، Pipenv یک ابزار مفید برای مدیریت بسته‌ها و محیط‌های مجازی در پروژه‌های پایتون است. با استفاده از آن، می‌توانید به راحتی وابستگی‌های پروژه را نصب و مدیریت کنید و از تداخل بین پروژه‌ها جلوگیری کنید.

15. کتابخانه Luminoth

کتابخانه Luminoth یک کتابخانه منبع باز (open-source) برای پردازش تصویر و تشخیص الگو در پروژه‌های هوش مصنوعی است. این کتابخانه بر روی زبان برنامه‌نویسی پایتون مبتنی است و برای تشخیص و شناسایی اشیاء و الگوها در تصاویر استفاده می‌شود. Luminoth بر پایه چارچوب TensorFlow ساخته شده است و از شبکه‌های عصبی عمیق بهره می‌برد.

ویژگی‌های کلیدی کتابخانه Luminoth عبارتند از:

• تشخیص الگوها:

Luminoth قابلیت تشخیص الگوها و اشیاء در تصاویر را دارد. با استفاده از شبکه‌های عصبی عمیق و الگوریتم‌های پیشرفته، این کتابخانه قادر است الگوهای مختلف را در تصاویر شناسایی کرده و محل آنها را مشخص کند.

• آموزش شبکه‌های عصبی:

این مور از بهترین کتابخانه های پایتون اجازه می‌دهد شبکه‌های عصبی خود را برای تشخیص الگوها و اشیاء خاصی آموزش دهید. شما می‌توانید با استفاده از داده‌های آموزشی خود، شبکه‌های عصبی خود را سفارشی کنید و آنها را به منظور تشخیص الگوها و اشیاء مورد نظر آموزش دهید.

• قابلیت پیکربندی:

Luminoth قابلیت پیکربندی گسترده‌ای دارد. شما می‌توانید تنظیمات مربوط به شبکه‌های عصبی، پیش‌پردازش تصاویر و سایر پارامترها را به دلخواه تغییر دهید تا بهترین نتایج را در تشخیص الگوها و اشیاء بدست آورید.

• پشتیبانی از چند مدل:

پشتیبانی از چندین مدل شبکه را دارد. شما می‌توانید بین مدل‌های پیش‌فرض موجود انتخاب کنید یا مدل خود را سفارشی کنید تا بهترین نتیجه را در پروژه خود را تولید کنید.

• مثال‌ها و مستندات:

Luminoth دارای مثال‌ها و مستندات جامعی است که به شما در استفاده از کتابخانه کمک می‌کند. شما می‌توانید از مثال‌ها استفاده کنید و با مطالعه مستندات، به راحتی با قابلیت‌ها و روش‌های استفاده از Luminoth آشنا شوید.

سخن نهایی

این مقاله آموزشی جهت معرفی کاربرد و وظایف بهترین کتابخانه های پایتون برای شما عزیزان توسط مهندسین تیم ویراوردپرس آماده شده است. امیدوار هستیم که توانسه باشیم رسالت آموزشی خود را به خوبی انجام داده و شما را در بهینه سازی وبسایت تان کمک کرده باشیم.