تعتبر لغة البرمجة بايثون واحدة من أشهر لغات البرمجة في العالم العربي، إذ حظيت بشهرة كبيرة عن باقي لغات البرمجة، حتى صارت من اللغات الأساسية ومن الضروري تعلمها. وإن كنت من بينهم، وقد قادتك أناملك للبدء بالتطوير والبرمجة باستخدام لغة البرمجة بايثون، فعليك التعرف على مجموعة من المكتبات والإطارات التي تستطيع أن تجعل عملية البرمجة باستخدام لغة Python أسهل وأفضل. سنذكر لك 10 مكتبات وإطارا (Libraries & Frameworks) يمكنكها أن تساعدك كثيرا في تحقيق أهداف برمجية مختلفة باستخدام لغة Python، و تعلم لغة بايثون واحترافها ... فهلم لتتعرف عليها معنا عزيزي القارئ.
مكتبة TensorFlow - للتعلم الآلي او Machine Learning
مكتبة TensorFlow هي احد المكتبات الشهيرة في لغة البرمجة بايثون، تم تطويرها من طرف فريق جوجل. وهي مكتبة قادرة على إجراء مجموعة من الحسابات الرقمية بشكل سريع وشبه دقيق، وتستخدم بشكل أكبر في مجال التعلم الآلي وصناعة البرمجة من صنف Machine Learning بالاعتماد على لغة البرمجة بايثون.
هي مكتبة مفتوحة المصدر بالمناسبة، ذات استخدام واسع المدى مؤخرا في مختلف البرمجيات سواء المطورة باستخدام بايثون او عكس ذلك. فهي جزء لا يتجزء من تكوين نماذج الشبكات العصبية او الـ Neural Networks الإصطناعية. توفر لغة البرمجة بايثون بيئة ملائمة لاستخدام TensorFlow بحرية عبر خلق واجهات جيدة لها.
كيف يمكنك استخدام TensorFlow؟ يمكنك مثلا صناعة برمجيات قادرة على التعرف على الصور او الكتابة، أو آليات التحديد والتدقيق. فلا حدود لما يمكن فعله حين تستخدم مكتبة قوية مثل الـ TensorFlow.
مكتبة Pandas - للمهتمين بالذكاء الإصطناعي والتعلم العميق
سنرى الكثير من المكتبات الخاصة بالذكاء الإصطناعي والتعلم الآلي والتعلم العميق أيضا. من بين المكتبات الشهيرة في لغة البرمجة بايثون هي مكتبة Pandas. تعتمد Pandas على مجموعة من هياكل البيانات والخوارزميات القادرة على حل المشاكل المستعصية في علوم البيانات وكذا الذكاء الإصطناعي. يستطيع المطور من خلالها الوصول لمجموعة من توصيات الخوارزميات سهلة الاستخدام من أجل حل سلاسل المشاكل الصعبة في تقنيات البرمجة الحديثة. يسعى مطورو مكتبة Pandas إلى تطويرها بشكل دائم لجعلها أفضل مكتبة خاصة بتحليل البيانات وحل المشاكل البرمجية الصعبة في التعلم الآلي.
مكتبة Pillow - للتحكم في الصور والملفات وإجراء مختلف العمليات عليها
سنبتعد لوهلة عن مجال علوم البيانات والتعلم الآلي، ونقترح عليك مكتبة Pillow. إن كنت في صدد إنشاء برمجية مهما كان نوعها تعتمد على التعامل مع الصور خاصة وباقي الملفات المرئية عامة، فنقترح عليك استخدام Pillow. من خلالها، يمكنك إجراء خيارات متعددة على الصور، مثل تصحيحها وتوضيحها، جعله حجمها أخف، إجراء مختلف التعديلات عليها مثل جعل بعض المناطق ضبابية (Blurred) او تغيير ألوانها والمزيد. تتيح لك حزمة Functions قادرة على تغيير الصور للأفضل بشكل مباشر في برمجيتك المبنية على لغة البرمجة بايثون.
مكتبة OpenCV - أشهر مكتبة للتعامل مع الـ Objects في العالم الحقيقي
الـ OpenCV وهي اختصار لعبارة Open Source Computer Vision، وهي واحدة من أشهر المكتبات الخاصة بقراءة الصور الحية وتحديد محتواها او ما يسمى ببساطة بالـ Image Processing. لا بد أنك شاهدت صورا كثيرة لكاميرات مراقبة تقوم بالتصوير ثم تحديد العناصر في الصورة ( إنسان، حيوان، سيارة، شجرة ...) وإعطاء تفاصيلها ( مثلا صورة شخص تخبرك هل هو غاضب او فرح ...). يمكنك تطوير برمجيات مشابهة باستخدام لغة البرمجة بايثون، ثم مكتبة الـ OpenCV.
بالرغم من ذلك، يصنف الكثيرون أن الـ OpenCV واحدة من أكثر المكتبات التي قد يصعب على مطور بايثون التعامل معها، لكنها لازالت توفر مجموعة من الـ Functions الفعالة في قراءة الصور والـ Objects داخلها بدقة بالغة.
مكتبة Arrow - للتعامل مع الوقت والتاريخ للمبتدئين
إن كنت في صدد تطوير برمجية تعتمد على التواريخ والتوقيت بشكل كبير، مثل برامج إدارة المواعيد، او برنامج إدارة المحلات المبيعات ( لتسجيل تاريخ إجراء المبيعات والعودة لها)، وما إلى ذلك. ووجدت صعوبة في التعامل مع الوقت والتاريخ بالإعتماد على الأدوات الأصلية في بايثون، فنحن نقترح عليك مكتبة Arrow.
تسمح لك مكتبة Arrow بتضمين كل شيئ متعلق بالتواريخ والتوقيت. مثل الحصول على التوقيت الفعلي للمستخدم ( او الحاسوب )، إجراء مختلف العمليات الحسابية في التاريخ، كالفرق بين تواريخ محددة. إدارة الشروط (Conditions) في إدخال التواريخ ( أي لا يستطيع المستخدم إدخال تاريخ غير معقول مثل 14/14/2021 ) والمزيد.
مكتبة Tkinter - لبناء واجهات GUI لبرمجياتك
حين تبدأ في التعامل مع لغة البرمجة بايثون، ستلاحظ أنك تتعامل أساسا مع الكونسول في البداية فقط، وكل الأكواد التي تقوم بكتابتها ثم تشغيلها تظهر نتائجها في الكونسول. وإن أردت البدء في استخدام الواجهات والأزرار، فعليك الإستعانة بمكتبة مخصصة لذلك. وأكثرها شهرة ( لن نقول أفضلها لأنه يوجد خيارات أفضل لكن هذه شهيرة وسهلة الإستخدام ) هي مكتبة Tkinter.
تسمح لك Tkinter إمكانية انشاء واجهات احترافية لبرمجياتك المبنية على لغة البرمجة بايثون، التعامل معها سهل نوعا ما وهذا ما أكسبها شهرتها. توفر لك GUI بسيط كافي لصناعة برمجية بدائية من حيث الجرافيك، وأيضا سريعة وخفيفة.
مكتبة Luminoth - منافس OpenCV
إن قمت بتجربة OpenCV ووجدت صعوبة في التعامل معه، أو تبحث عن بدائل له لكن قريب من حيث النتائج، فإن مكتبة Luminoth ستكون أفضل خيار لك. تسمح لك المكتبة بدورها من تقصي الصور، وكشف الـ Objects داخلها، وإنجاز معظم عمليات الـ Image Processing التي تحتاجها. ينقص المكتبة الكثير من الأشياء في الوقت الحالي، لكنها كفيلة بمنافسة الـ OpenCV حين يتعلق الأمر بالـ Image Processing.
تعتمد هذه المكتبة بشكل أساسي على TensorFlow، لذلك ستحتاج إلى تصنيبه واستخدامه، وإن كنت تجيد التعامل معه، سيكون أفضل كذلك.
مكتبة PyTorch - زيارة أخرى لمكتبات التعامل مع البيانات والذكاء الإصطناعي
زيارة أخرى لمكتبة تنشط في مجال الذكاء الإ>صطناعي وعلوم البيانات وذلك المجال. هي مكتبة تستطيع أن توفر لك تقنيات وأدوات من خلالها تستطيع بناء برمجيات ذات واجهة جرافيكية مدعمة بخصائص الذكاء الإصطناعي والتعلم الآلي. فإن كان مشروعك الذي تعمل عليه في لغة البرمجة بايثون يتطلب تقنيات الذكاء الإصطناعي، التعلم العميق، الشبكات العصبية وما إلى ذلك، وكنت بحاجة لمكتبة تساعدك في تحقيق المطلوب بخفة، كفاءة، سرعة، ومرونة، فإننا نقترح عليك PyTorch بلا شك.
مكتبة Numpy - الأشهر في العمليات الحسابية
تعتبر مكتبة Numpy أشهر مكتبة في لغة البرمجة بايثون المتخصصة في إجراء العمليات الحسابية العلمية المعقدة. إن كنت في طور صناعة برمجية تعتمد على الحساب بشكل كبير. هذا لا يعني اجراء العمليات الحسابية البسيطة، بل إجراء عمليات معقدة وإجراءات قد تستغرق وقت طويل. فهي تتيح لك إجراء حسابات في الـ N-Dimensional Arrays بشكل سريع.
هذا سيفيدك كثيراً في مجال التعليم الآلي والتعلم العميق كذلك، ناهيك عن عالم علوم البيانات. اشتهرت Numpy كثيرا في الوسط البرمجي، وتقريبا أي شخص سبق له وتعامل مع البايثون قد سمع من قريب او بعيد بهذه المكتبة.
مكتبة Requests - إجراء عمليات الإرسال والاستقبال في بروتوكول HTTP أسهل
التعامل مع تقنيات الويب أمر حتمي في البايثون، فأولا وأخيرا لغة البرمجة بايثون هي لغة برمجة تسمح لك بإنشاء مختلف البرمجيات بدون استثناء. لكن، حين تتعامل مع مواقع الويب و الـ API's فإنك تتعامل عبر بروتوكول HTTP الذي يعتمد بدوره على أوامر الـ GET و POST من أجل ارسال واستقبال مختلف البيانات عبر الإنترنت.
من أجل تسهيل إجراء هذا النوع من العمليات، نقترح عليك استخدام مكتبة Requests. هي مكتبة تسمح لك بإجراء هذه العمليات بشكل أفضل وأسهل عبر مجموعة من الـ Functions التي تم تهيئتها مسبقا لمساعدتك في عملك.