Với sự phát triển của khoa học dữ liệu hiện nay, Python lại càng được ưa chuộng hơn nhờ tốc độ xử lý dữ liệu của mình. Bài viết này mình sẽ cùng các bạn tìm hiểu các bước để tự học lập trình Python.
NỘI DUNG BÀI VIẾT
Python là gì?
Python là một ngôn ngữ lập trình bậc cao, mã nguồn mở và đa nền tảng. Python được sử dụng rộng rãi để phát triển các ứng dụng web, phát triển phần mềm, khoa học dữ liệu và máy học (ML).
Python được Guido van Rossum giới thiệu vào năm 1991 và đã trải qua 3 giai đoạn phát triển khác nhau tương ứng với các version, mới nhất hiện nay là Python version 3x (3.12.3 vào 9 tháng 4 2024). Python có cú pháp rõ ràng và ngắn gọn, giúp cho việc học và sử dụng ngôn ngữ này trở nên dễ dàng.
Tại sao lại chọn ngôn ngữ Python?
Dưới đây là bảng xếp hạng các ngôn ngữ lập trình phổ biến nhất năm 2024, được đăng tải trên trang twitter chính thức của Python Developer:
Nguồn: https://x.com/Python_Dv
Ta có thể thấy, Python là ngôn ngữ lập trình được sử dụng nhiều nhất thế giới hiện nay. Vậy tại sao các lập trình viên lại yêu thích ngôn ngữ này? Sau đây là bảy lý do khiến nhiều programmer sử dụng Python:
- Cú pháp đơn giản và dễ đọc: Cú pháp của Python rất giống với ngôn ngữ tiếng Anh tự nhiên, dễ học và dễ đọc, giúp lập trình viên tập trung vào giải quyết vấn đề hơn là việc ghi nhớ cú pháp phức tạp.
- Đa dụng: Python có thể được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như phát triển web, khoa học dữ liệu, trí tuệ nhân tạo, tự động hóa, phân tích dữ liệu, và nhiều ứng dụng khác.
- Thư viện phong phú: Python có một kho thư viện đồ sộ, hỗ trợ nhiều tác vụ khác nhau. Các thư viện như NumPy, Pandas, TensorFlow, và Django giúp lập trình viên tiết kiệm thời gian và công sức khi phát triển các ứng dụng phức tạp.
- Cộng đồng lớn mạnh: Python có một cộng đồng lập trình viên rộng lớn và năng động, cung cấp nhiều tài liệu, hướng dẫn, và hỗ trợ qua các diễn đàn, nhóm thảo luận và các khóa học trực tuyến.
- Đa nền tảng: Python có thể chạy trên nhiều hệ điều hành khác nhau như Windows, macOS, Linux, Raspberry Pi,… giúp cho việc phát triển và triển khai ứng dụng trở nên dễ dàng.
- Khả năng mở rộng và tích hợp tốt: Python có thể dễ dàng tích hợp với các ngôn ngữ lập trình khác và các công nghệ hiện có, giúp nó trở thành một lựa chọn lý tưởng cho nhiều dự án khác nhau.
- Hỗ trợ từ các tổ chức lớn: Nhiều công ty và tổ chức lớn như Google, Facebook, NASA sử dụng Python và đóng góp vào việc phát triển ngôn ngữ này, làm tăng uy tín và sự tin cậy của nó.
Đặc điểm của Python
Python được thiết kế với tư tưởng giúp người học dễ đọc, dễ hiểu và dễ nhớ; vì thế ngôn ngữ Python có hình thức rất clear, cấu trúc rõ ràng, thuận tiện cho người mới học. Cấu trúc của Python cho phép người sử dụng viết mã lệnh với số lần gõ phím tối thiểu, nói cách khác thì so với các ngôn ngữ lập trình khác, chúng ta có thể sử dụng ít dòng code hơn để viết ra một chương trình trong Python.
Python sử dụng một trình thông dịch để chạy mã. Khi bạn viết mã Python, bạn không cần phải biên dịch nó thành mã máy trước khi chạy. Thay vào đó, trình thông dịch sẽ đọc và thực thi mã của bạn trực tiếp, từng dòng một
Python là một ngôn ngữ lập trình đa mẫu hình, nó hỗ trợ hoàn toàn mẫu lập trình hướng đối tượng và lập trình cấu trúc; ngoài ra về mặt tính năng, Python cũng hỗ trợ lập trình hàm và lập trình hướng khía cạnh. Nhờ vậy mà Python có thể làm được rất nhiều thứ, sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau.
Python có sẵn các cấu trúc dữ liệu mạnh mẽ như list, dictionary, tuple, giúp bạn dễ dàng xử lý và lưu trữ dữ liệu. Ngoài ra bạn không cần phải khai báo kiểu dữ liệu cho các biến, Python sẽ tự động xác định kiểu dữ liệu dựa trên giá trị của biến.
Triết lý thiết kế Python?
Triết lý thiết kế của Python nằm trong câu châm ngôn: “chỉ nên có một và tốt nhất là chỉ một cách rõ ràng để làm việc này”. Thay vì việc tích hợp tất cả các tính năng vào phần cốt lõi, Python được thiết kế để dễ dàng mở rộng bằng các module, đồng thời trình thông dịch của Python cũng dễ dàng được mở rộng.
Nếu so về tốc độ độc lập, Python sẽ chậm hơn Java hay C, nhưng nếu bạn cần tốc độ, các bạn có thể chuyển các hàm đó sang các module mở rộng viết bằng C. Phần lõi của Python luôn hướng đến những cú pháp đơn giản, gọn gàng và sẽ luôn chứa chỉ một lời giải rõ ràng nhất cho bài toán của bạn.
10 ứng dụng tuyệt vời của Python
Phát triển Web
Python là một ngôn ngữ phổ biến trong phát triển web nhờ vào các framework mạnh mẽ như Django và Flask. Django, với triết lý “bao gồm mọi thứ bạn cần,” giúp các nhà phát triển xây dựng các trang web phức tạp chỉ trong thời gian ngắn. Flask, ngược lại, linh hoạt và nhẹ, phù hợp cho các dự án nhỏ hơn hoặc các ứng dụng cần cấu trúc tùy biến.
Khoa học Dữ liệu và Phân tích Dữ liệu
Python là công cụ chính cho các nhà khoa học dữ liệu. Thư viện Pandas cung cấp các công cụ mạnh mẽ để thao tác và phân tích dữ liệu. NumPy cho phép thực hiện các tính toán số học với hiệu suất cao. Matplotlib và Seaborn giúp tạo ra các biểu đồ đẹp mắt và dễ hiểu. Các nhà khoa học dữ liệu có thể dễ dàng làm việc với các tập dữ liệu lớn, thực hiện các phân tích phức tạp và trực quan hóa kết quả một cách sinh động.
Trí tuệ Nhân tạo và Học máy
Python là ngôn ngữ hàng đầu cho trí tuệ nhân tạo và học máy. TensorFlow và Keras giúp xây dựng các mô hình học sâu (deep learning) mạnh mẽ. PyTorch nổi bật với tính linh hoạt và dễ sử dụng, là lựa chọn ưa thích của nhiều nhà nghiên cứu. Scikit-learn cung cấp các công cụ đơn giản nhưng hiệu quả để thực hiện các thuật toán học máy truyền thống. Python giúp biến những ý tưởng phức tạp thành hiện thực với ít dòng mã hơn.
Tự động hóa và Scripting
Python là ngôn ngữ lý tưởng cho tự động hóa các tác vụ hàng ngày. Bằng cách viết các script đơn giản, bạn có thể tự động hóa mọi thứ từ việc quản lý hệ thống, xử lý tệp, đến gửi email hàng loạt. Các công cụ như Selenium cũng giúp tự động hóa việc kiểm thử các ứng dụng web.
Phát triển Game
Pygame là thư viện nổi tiếng giúp phát triển game đơn giản với Python. Nó cung cấp các công cụ để xử lý đồ họa, âm thanh và tương tác người dùng. Pygame không chỉ là một cách tuyệt vời để học lập trình mà còn để hiện thực hóa các ý tưởng game sáng tạo.
Ứng dụng Desktop
Python cũng mạnh mẽ trong phát triển ứng dụng desktop. Thư viện Tkinter giúp tạo giao diện người dùng đơn giản. PyQt và Kivy cung cấp các công cụ để xây dựng các ứng dụng phức tạp và đa nền tảng. Bạn có thể phát triển các ứng dụng từ trình quản lý công việc đến phần mềm đồ họa chuyên nghiệp.
Mạng và Bảo mật
Python là công cụ đắc lực trong lĩnh vực mạng và bảo mật. Bạn có thể viết các script để phân tích gói tin, kiểm thử bảo mật, hoặc thậm chí phát triển các công cụ bảo mật của riêng bạn. Thư viện như Scapy giúp bạn làm việc với mạng một cách dễ dàng.
Internet of Things (IoT)
Python phổ biến trong phát triển các ứng dụng IoT, đặc biệt là với Raspberry Pi. Bạn có thể dễ dàng viết mã để điều khiển các cảm biến, thiết bị và thu thập dữ liệu từ môi trường. Python giúp hiện thực hóa các dự án IoT từ những ý tưởng sáng tạo nhất.
Xử lý Hình ảnh và Video
OpenCV là thư viện nổi tiếng cho xử lý hình ảnh và video trong Python. Nó cho phép bạn thực hiện các tác vụ từ nhận diện khuôn mặt, theo dõi đối tượng, đến xử lý video thời gian thực. Python giúp bạn tạo ra các ứng dụng xử lý hình ảnh mạnh mẽ và hiệu quả.
Khoa học và Nghiên cứu
Python là công cụ không thể thiếu trong nghiên cứu khoa học. Các nhà nghiên cứu sử dụng Python để phân tích dữ liệu trong các lĩnh vực như sinh học, vật lý, hóa học. Thư viện như SciPy và SymPy hỗ trợ các tính toán khoa học và mô phỏng phức tạp, giúp các nhà khoa học tập trung vào nghiên cứu của mình mà không phải lo lắng về công cụ lập trình.
Những thư viện và framework Python bạn nên biết
Thư viện Python
- Matplotlib: thư viện giúp hiển thị dữ liệu dưới dạng đồ họa (2D và 3D) cho các ứng dụng khoa học máy tính
- Pandas: thư viện giúp đọc, ghi, xử lý dữ liệu cho các tác vụ phân tích dữ liệu và machine learning
- NumPy: thư viện giúp thực hiện các phép toán đại số tuyến tính
- Requests: thư viện cung cấp các hàm hữu ích cho việc phát triển Web
- OpenCV: thư viện cho các tác vụ liên quan đến xử lý ảnh
- Keras: thư viện mạng Neural cho việc xử lý dữ liệu
Framework Python
- Django: framework fullstack phát triển ứng dụng Web trên quy mô lớn
- Flask: framework micro để phát triển các ứng dụng Web nhỏ
- TurboGears: framework phát triển Web
- Apache MXNet: framework xây dựng các ứng dụng Deep Learning
- Pytorch: framework xây dựng dựa trên thư viện Torch giúp xây dựng các ứng dụng NLP, xử lý ảnh, …
Các bước để bắt đầu tự học Python
Như đã đề cập ở trên, Python là một ngôn ngữ lập trình dễ học và gần gũi với lập trình viên. Python dễ học nhưng lại có thể làm được rất nhiều thứ, vì thế trước khi bắt đầu bước vào thế giới Python, hãy lựa chọn cho mình hướng phát triển sau này.
Nếu muốn học Python để làm web, hãy tìm hiểu các framework như Django hay Flask; nếu muốn trở thành một Data Analyst, hãy tìm hiểu các thư viện phân tích dữ liệu sẵn có của Python.
Tiếp theo, bạn hãy bắt đầu bằng những project nhỏ để có thể training cú pháp, khái niệm, câu lệnh cơ bản của Python. Python cũng có hầu hết các kiểu dữ liệu cơ bản, các function trong các ngôn ngữ lập trình khác, dù vậy thì cách sử dụng, các case study tất nhiên sẽ khác nhau phụ thuộc vào từng bài toán mà bạn gặp phải.
Vì thế hãy luyện tập bằng cách giải quyết các bài toán lập trình bằng các project nhỏ, chúng sẽ giúp bạn không mất thời gian khi vào thực tế các project lớn hơn của bạn hay khách hàng.
Tập trung vào tìm hiểu các thư viện, module trong Python. Có thể nói mỗi thư viện của Python là một tập hợp các function xử lý hầu hết các bài toán trong một lĩnh vực nhất định - đấy cũng là điểm mạnh giúp Python khác biệt so với các ngôn ngữ khác. Vì vậy, việc nắm bắt, hiểu rõ các function trong một thư viện là điều bắt buộc nếu bạn muốn làm việc với Python.
Chẳng hạn nếu bạn sử dụng thư viện OpenCV để xử lý ảnh trong Python, gần như tất cả các giải thuật về xử lý ảnh đã được tích hợp trong đó, bạn chỉ cần gọi hàm, truyền tham số và sử dụng. Hiểu đúng về giải thuật cũng như tham số truyền vào sẽ giúp bạn sử dụng đúng và hiệu quả để giải quyết bài toán của mình.
Kết bài
Với Python, bạn có thể làm được tất cả mọi thứ - đây là câu mô tả không hề quá khi nói về ngôn ngữ lập trình này. Hy vọng bài viết này đã mang lại cho các bạn những thông tin hữu ích để trả lời cho câu hỏi Python là gì? Bạn có thể tham khảo tin tuyển dụng Python mọi cấp bậc tại đây, để có thể hình dung về những nhiệm vụ, yêu cầu của một lập trình viên Python nhé!
Cảm ơn các bạn đã đọc, hẹn gặp lại trong các bài viết tiếp theo của mình.
