بايثون (لغة برمجة)

زيادة على ذلك، فتصميم بايثون يقدم بعض الدعم للبرمجة الوظيفية في تقاليد ليسب. فلدى بايثون وظائف (دوال) filter، reduce، map.[56] كما تتوفر على اشتمال القائمة والقواميس والمجموعات وتعبيرات المولد. تحتوي المكتبة القياسية على وحدتين (itertools وfunctools) التي تنفذ أدوات وظيفية مستعارة من هاسكل وإم أل المعيارية.[57]

تعتبر بايثون لغة سهلة للغاية لتبدأ بها في تعلم البرمجة. بايثون تحتوي تراكيب سهلة بشكل غير معتاد، كما سبق ذكره. فبايثون تسعى جاهدة إلى بناء قواعد نحوية أبسط وأقل تشويشًا مع منح المطورين خيارًا في منهجية البرمجة الخاصة بهم. على النقيض من شعار بيرل «هناك أكثر من طريقة للقيام بذلك»، فإن بايثون تتخذ الشعار «يجب -ويفضل- أن تكون هناك طريقة واحدة واضحة للقيام بذلك» فلسفةً للتصميم.[58] كتب أليكس مارتيلي، وهو زميل في مؤسسة بايثون للبرمجيات ومؤلف كتاب «بايثون»، أن «وصف شيء ما بأنه 'ذكي' لا يعتبر مجاملة في ثقافة بايثون».[59][ِ 1]

بايثون هي مثال على البرمجيات الحرة مفتوحة المصدر. بعبارات بسيطة، يمكنك بحرية توزيع نسخ من هذه البرمجيات، وقراءة الشيفرة (الكود) المصدرية، والقيام ببعض التغييرات عليها واستخدام أجزاء منها في برمجيات حرة جديدة، فالبرمجيات الحرة تقوم على مبدأ المجتمع الذي يتشارك في المعرفة.[60][ِ 2]

عندما تكتب البرامج في بايثون، لا داعي للاهتمام بالتفاصيل دقيقة المستوى مثل إدارة الذاكرة التي يستخدمها برنامجك فبايثون تستخدم نظام أنواع (برمجي) ديناميكي ومزيجًا من التحديد الحلقي ومجمع القمامة والمحدد الحلقي (الدوري) لإدارة الذاكرة. كما تتميز أيضًا بتحليل الاسم الديناميكي (الربط المتأخر)، والذي يربط الطريقة وأسماء المتغيرات أثناء تنفيذ البرنامج.[ِ 4]

نظرا لطبيعتها البرمجية مفتوحة المصدر، فهي تعمل في العديد من المنصات. كل ما يكتب من برامج بايثون يمكن أن يعمل على أي من هذه المنصات دون أن يتطلب ذلك أي تغييرات على الإطلاق إذا كانت دقيقة بما فيه الكفاية لتجنب أي خصائص تعتمد على نظام بعينه.

يمكن استخدام بايثون على لينكس، ويندوز، فري بي ‌إس ‌دي، ماكينتوش، سولاريس، أو إس/2، أندرويد.[61] والعديد من أنظمة التشغيل الأخرى.[ِ 2]

تدعم بايثون البرمجة الإجرائية وكذلك البرمجة الكائنية. في اللغات إجرائية التوجه، يتمحور البرنامج حول الإجراءات أو الدوال التي ليست سوى قطع من البرامج يمكن إعادة استخدامها. وفي اللغات كائنية التوجه، يتمحور البرنامج حول الكائنات التي تجمع بين البيانات والوظائف (الطرق). وبايثون لغة قوية جدا وأيضًَا تبسيطية للقيام بالبرمجة الكائنية خاصة عند مقارنتها بلغات مثل سي++ أو جافا.[51]

بدلاً من دمج جميع وظائفها (طرقها) في نواتها، صممت بايثون لتكون قابلة للامتداد بدرجة كبيرة. هذه الوحدة النمطية المدمجة جعلتها شائعة بشكل خاص كوسيلة لإضافة واجهات قابلة للبرمجة إلى التطبيقات الحالية. تنبأت رؤية فان روسم للغة أساسية صغيرة مع مكتبة قياسية كبيرة ومترجمة (مجمّعة) قابلة للتوسيع بسهولة مستفيدة من أخطاء آي بي سي، التي تبنت النهج المعاكس.[32]

تستخدم بايثون الإزاحة بالفراغات بدلاً من الأقواس المعقوفة { } أو الكلمات المفتاحية لتحديد كتل الكود. الزيادة في الإزاحة تأتي بعد بعض العبارات؛ إنقاص الإزاحة علامة على انتهاء الكتلة الحالية.[67] وبالتالي، فإن البنية المرئية للبرنامج تمثل بدقة البنية الدلالية للبرنامج.[68] تُسمى هذه الميزة أحيانًا قاعدة التسلل (بالإنجليزية: off-side rule)‏، والتي تشترك فيها بعض اللغات الأخرى، ولكن في معظم اللغات، لا تحتوي الإزاحة على أي معنى دلالي.

تتضمن عبارات بايثون البرمجية (من بين أمور أخرى):

• عبارة مساواة (تستخدم إشارة المساواة =) تعمل بشكل مختلف عن بقية لغات البرمجة الأمرية وهذه الآلية الأساسية التي تتضمن «طبيعة إصدارات بايثون الخاصة بالمتغيرات» تنير الطريق للعديد من ميزات اللغة الأخرى. نأخذ مثالاً عن المساواة في لغة سي: x = 2، يُترجم إلى «اسم المتغير المكتوب x يتلقى نسخة من القيمة العددية 2». تنسخ القيمة (اليمنى) في موقع تخزين مخصص بحيث يكون اسم المتغير (الأيسر) هو العنوان الرمزي. الذاكرة المخصصة للمتغير كبيرة بما يكفي (من المحتمل أن تكون كبيرة جدًا) للنوع المعرّف. في أبسط حالة لإسناد بايثون (assignment)، وإذا قمنا بنفس العملية في بايثون (أي x = 2)، فإنه يُترجم إلى «اسم (generic عام) x يستقبل مرجعًا لكائن منفصل مُخصص ديناميكيًا نوعه العددي (int عدد صحيح) قيمته 2». هذا يسمى ربط الاسم بالكائن (binding). نظرًا لأن موقع تخزين الاسم لا يحتوي على القيمة المشار إليها، فمن غير المناسب تسميته متغيرًا. قد يتم إعادة الأسماء لاحقًا في أي وقت إلى كائنات من أنواع مختلفة اختلافًا كبيرًا، بما في ذلك السلاسل النصية strings والإجراءات والكائنات المعقدة مع البيانات والطرق، وغير ذلك. التعيينات (مساواة) المتتالية لقيمة مشتركة لأسماء متعددة، على سبيل المثال، x = 2؛ y = 2؛ z = 2 ينتج عن تخصيص مساحة تخزين (على الأكثر) لثلاثة أسماء وكائن عددي واحد، يتم ربط جميع الأسماء الثلاثة به. نظرًا لأن الاسم هو حامل مرجع عام (generic reference holder)، فمن غير المعقول ربط نوع بيانات ثابت به. ومع ذلك، في وقت معين، سيتم ربط الاسم بكائن ما، والذي سيكون له نوع؛ وبالتالي هناك كتابة ديناميكية.
• العبارة إذا if، التي تنفذ مجموعة الكود بشكل مشروط (أي لا ينجز إلا إذا توفّر هذا الشرط)، وتستخدم مع عبارة عدا ذلك else وelif اختصاراً لعبارة (عدا ذلك إذا else-if).
• العبارة من أجل for، التي تتكرر فوق كائن قابل للتكرار بشكل حلقي، حيث تلتقط كل عنصر في متغير محلي لاستخدامه بواسطة مجموعة الكود البرمجي المرفقة.[ِ 5]
• العبارة طالما while، التي تنفذ مجموعة الكود البرمجية طالما تحقق الشرط.
• العبارة جرّب try، التي تسمح بالتعامل مع الاستثناءات المرفوعة في مجموعة الكود المرفق والتعامل معها باستثناء except البنود؛ يضمن أيضًا تشغيل كود التنظيف في مجموعة الكود البرمجية الأخيرة دائمًا بغض النظر عن كيفية خروج الكتلة.
• العبارة رفع raise تستخدم لرفع استثناء محدد أو إعادة رفع استثناء تم اكتشافه.
• العبارة صنف class، التي تقوم بتنفيذ مجموعة من الكود وتربط مساحة الاسم المحلية الخاصة بها بصنف، لاستخدامها في البرمجة الموجهة للكائنات.
• العبارة تعريف def، التي تُعرّف دالة أو طريقة.
• العبارة مع with، من بايثون2.5 التي صدرت في سبتمبر 2006 [69]، والتي ترفق كتلة الكود داخل مدير السياق (على سبيل المثال، الحصول على قفل قبل تشغيل كتلة الكود وإطلاق القفل بعد ذلك، أو فتح ملف ثم إغلاقه)، والسماح لاكتساب الموارد الذي هو سلوك يشبه التهيئة (RAII) ويحل محل العبارة الاصطلاحية محاولة/أخيراً try/finally.[70]
• العبارة توقف break تعني أخرج من الحلقة.
• العبارة تابع continue تتجاوز التكرارية الحالية وتتابع للعنصر التالي.
• العبارة تجاوز pass، والتي تعمل بمثابة «لا عملية». تُستعمل عندما يكون هناك حاجة نحويًا لإنشاء كتلة كود فارغة.
• العبارة تأكيد assert، المستخدمة أثناء تصحيح الأخطاء للتحقق من الشروط التي يجب تطبيقها.
• العبارة تحصيل yield تعيد قيمة من الدالة المولّدة. بدءاً من بايثون 2.5،yield هي أيضاً عملية. هذا الشكل يستخدم عادةً لتنفيذ الروتينات المساعدة.
• العبارة استيراد import، وتستخدم لاستيراد نماذج يمكن استخدام دوالها ومتغيراتها في البرنامج الحالي. يوجد ثلاث طرق لاستخدام العبارة استيراد import:

1. import <module name> [as <alias>]
2. from <module name> import *
3. from <module name> import <definition 1> [as <alias 1>], <definition 2> [as <alias 2>],....

• العبارة اطبع print والتي تغيرت إلى دالة اطبع()print في بايثون 3.

بايثون لا تدعم التحسين الخاص الاستدعاء الذيلي أو (استمرارية الدرجة الأولى)، كما أعلن غايدو فان روسم أنه لن تدعم أبداً.[71][72] ومع ذلك، يتوفر دعم أفضل للوظائف الشبيهة بالروتين المساعد في النسخة 2.5، من خلال توسيع مولدات بايثون.[73] قبل نسخة 2.5، كانت المولدات مكررات كسولة، والتي يتم تمرير المعلومات من اتجاه واحد خارج المولد. ابتداءً من بايثون 2.5، صار من الممكن تمرير المعلومات مرة أخرى إلى دالة المولد، وبدءاً من بايثون 3.3، صار من الممكن أيضا تمرير المعلومات من خلال تعدد مستويات المكدس.[74]

بعض تعبيرات بايثون تشبه لغات مثل سي وجافا، بينما البعض الآخر لا:

• الجمع والطرح والضرب في بايثون مماثلة لما في جافا وسي، ولكن سلوك القسمة يختلف. هناك نوعان من القسمة في بايثون: التقسيم الكامل (أو تقسيم العدد الصحيح) // وتقسيم الفاصلة ا (لعائمة) /.[75] أضافت بايثون أيضًا العامل ** من أجل الأس.
• ابتداءً من بايثون 3.5، أستحدث عامل جديد @، لغرض استخدامه من قبل المكتبات مثل نمباي لضرب المصفوفات.[76][77]
• ابتداءً من بايثون 3.8، أُدرج العامل التالي:=، الذي يطلق عليه «عامل الفظّ»'walrus operator'. يقوم بتعيين القيم للمتغيرات كجزء من تعبير أكبر.[78]
• في بايثون == تقارن الأعداد من حيث القيمة (-0.0==0.0 هي true)، بالمقابل في جافا تقارن عدديا بالقيمة[79] أو الكائنات بالعنوان المرجعي.[80] (من الممكن في جافا مقارنة القيمة بالكائنات عن طريق طريقة ()equals). معامل بايثون is يستخدم ليقارن هوية الكائنات (أي المقارنة بالعنوان المرجعي). في بايثون، المقارنات يمكن تقييدها، على سبيل المثالa <= b <= c.
• بايثون تستخدم الكلمات and, or, not للعمليات البوليانية بدل من الرموز &&, ||, ! المستخدمة في جافا ولغة سي.
• بايثون لديها نوع من التعبيرات تحت مصطلح اشتمال قائمة. مدّت بايثون 2.4 قائمة الإدراك بتعبير أكثر شمولية أي تعبير المولّد.[56]
• الدوال المجهولة تنفذ باستخدام تعبير لامبدا؛ ولكنها محددة؛ وفي جسمها البرمجي يمكن أن يتواجد تعبير واحد.
• التعبيرات الشرطية في بايثون مكتوبة كالتالي x if c else y[81] (يختلف عن بقية اللغات الأخرى في ترتيب المعاملات من المعامل الشائع c ? x : y عن بقية اللغات المختلفة).
• تميز بايثون بين القوائم والتعديدات (tuples). القوائم مكتوبة كـ [1, 2, 3]، قابلة للتغيير، ولا يمكن استخدامها كمفاتيح القواميس (مفاتيح القاموس غير قابلة للتغيير في بايثون). أما التعديدات: (1, 2, 3)، فهي غير قابلة للتغيير وبالتالي يمكن استخدامها كمفاتيح القواميس، شريطة أن تكون جميع عناصر التعديد غير قابلة للتغيير. يمكن استخدام عامل + لسَلسَّلة لتعديدتان، والتي لا تُعدل محتوياتها بشكل مباشر، بل تنتج تعديدة جديدة تحتوي على عناصر التعديدتين المقدمة. وبالتالي، بالنظر إلى المتغير t الذي يساوي مبدئيًا (1, 2, 3), فإن إجراء t = t + (4, 5)يقيِّم أولاً t + (4, 5)، والذي ينتج (1, 2, 3, 4, 5)، والتي تعين بعد ذلك إلى t، وبالتالي «تعديل محتويات»t بشكل فعال، مع التوافق مع الطبيعة الثابتة لكائنات التعديدة. ويجدر العلم إلى أن الأقواس اختيارية لمجموعة التعديدات في سياقات لا لبس فيها.[82]
• تتميز بايثون بتفريغ تسلسل حيث يرتبط تعبيرات متعددة، كل منها يتم تقيم إلى أي شيء يمكن تعيينه إلى (متغير، خاصية قابلة للكتابة، إلخ.)، بطريقة مماثلة لتلك التي تشكل حرفيات التعديدات، وبشكل عام، يتم وضعها على الجانب الأيسر من علامة المساواة في عبارة المساواة. تتوقع العبارة وجود كائن قابل للتكرار على الجانب الأيمن من علامة المساواة ينتج نفس عدد القيم التي تحتوي عليها التعبيرات القابلة للكتابة عند تكرارها من خلاله، وسوف تتكرر من خلاله، مع تعيين كل من القيم المنتجة للتعبير المقابلة على اليسار.[83]
• بايثون لديها عامل % «لتنسيق سلسلة نصية». هذه الوظيفة مشابهة للتنسيق الخاص بالسلسلة النصية printf في لغة سي، على سبيل المثال؛ "spam=%s eggs=%d" % ("blah", 2) تقيّم ك"spam=blah eggs=2". في بايثون 3 و2.6+ استكمل هذا بواسطة طريقة format() الخاصة ب الصنف str على سبيل المثال "spam={0} eggs={1}".format("blah", 2). بايثون 3.6 أضافت"f-strings" التالي:blah = "blah"; eggs = 2; f'spam={blah} eggs={eggs}'.[84]
• بايثون لديها حرفيات السلاسل النصية متنوعة:
  • سلاسل محددة بعلامات اقتباس مفردة أو مزدوجة. على عكس شل يونكس، وبيرل واللغات المتأثرة ب ب حيث تعمل علامات الاقتباس المفردة وعلامات الاقتباس المزدوجة بشكل متماثل وظيفياً. يستخدم كلا النوعين من الخط المائل (\) رمزًا للهروب. أصبح استكمال السلسلة النصية متاحًا في بايثون 3.6 كـ «سلسلة منسقة حرفياً».
  • سلاسل نصية بعلامات اقتباس ثلاثية، التي تبدأ وتنتهي بسلسلة من ثلاث علامات اقتباس مفردة أو مزدوجة. قد تمتد على عدة أسطر وتعمل مثل توثيقات هير الموجود في شيل وبيرل وروبي.
  • تشكيلة السلسلة النصية الخام، يُشار إليها بادئة السلسلة الحرفية بحرف r. لا يفسر تسلسل الهروب. ومن ثم تكون السلاسل النصية الأولية مفيدة عندما تكون الخطوط المائلة العكسية الحرفية شائعة، مثل التعبيرات النمطية والمسارات بنمط ويندوز. بالمقارنة مع «اقتباس-@» (@-quoting) في سي شارب.
• لدى اقتباس بايثون quotPython تعبيرات فهرس مصفوفة شرائح المصفوفة (array slicing) في القوائم، يُشار إليها على أنها [مفتاح] a[key], أو [بداية: توقف]a[start:stop] أو [بداية: توقف: خطوة]a[start:stop:step]. الفهارس ذات أساس صفري، والفهارس السلبية تتعلق بالنهاية. تأخذ الشرائح العناصر من فهرس البداية حتى فهرس التوقف، ولكن لا تتضمنه. تسمح معلمة الشريحة الثالثة، المسماة خطوة أو مرحلة، بتخطي العناصر وعكسها. قد تهمل فهارس الشرائح، على سبيل المثال، تُرجع a[:]نسخة من القائمة بالكامل. كل عنصر في الشريحة هو نسخة ضحلة.
• في بايثون، يفرض تمييز صارم بين التعبيرات والعبارات، على عكس اللغات مثل ليسب الشائع Common Lisp أو سكيم أو روبي. هذا يؤدي إلى تكرار بعض الوظائف. فمثلا:
  • اشتمال قائمة مقابل حلقة لأجل for-loops.
  • العبارات الشرطية مقابل كتل إذا if البرمجية.
  • ال ()eval مقابل ()exec دوال المرفقة (في ب ايثون 2،exec هي عبارة برمجية) الأول للتعبيرات، والثاني للعبارات البرمجية.

لا يمكن أن تكون العبارات جزءًا من تعبير، ل ذلك لا يمكن أن تحتوي القائمة وغيرها من الاشتمالات أو تعبيرات لامبدا (تعتبر كلها تعبيرات) على عبارات. وتبقى هناك حالة استثنائية تتمثل في أن عبارة المساواة (التعيين) مثل a = 1 لا يمكن أن تكون جزءًا من التعبير الشرطي لعبارة شرطية. وهذا يفيد في تجنب خطأ لغة سي الكلاسيكي عن غلطة في عامل التعيين = لعامل المساواة == في الشروط: إذا كان (c = 1) {...} : {... }if (c = 1) صالحًا من الناحية النحوية (ولكن غالبا هو غير مقصود) كشيفرة (كود) لغة سي بالمقابل ...:if c = 1 يسبب خطأً نحوياً في بايثون.

الطرق المطبقة على الكائنات هي دوال مرتبطة بصنف الكائن. نحوياً تمثيل. طريقة (قيمة)instance.method(argument). للطرق العادية والتجميل اللغوي للدوال من أجل صنف. طريقة (مثيل، قيمة)Class.method(instance, argument). طرق بايثون لديها معلمة صريحة ذات self للوصول لبيانات المثيل، على النقيض من الذات الضمنية self (أو هذه this) في بعض لغات البرمجة الأخرى (مثل سي++ أو جافا أو سي-الكائنية أو روبي).[85]

هرمية الأنواع القياسية في بايثون 3.

تستخدم بايثون تنويع البط ولديها نوع للكائنات ولكن ليس لديها نوع لأسماء المتغيرات. لا يتحقق من قيود النوع في وقت التجميع؛ بدلاً من ذلك، قد تفشل العمليات على كائن ما، مما يدل على أن الكائن المحدد ليس من النوع المناسب. على الرغم من تنويعها بشكل ديناميكي، بايثون منوعة بقوة، مما يمنع العمليات غير المعرّفة جيدًا (على سبيل المثال، إضافة رقم إلى سلسلة نصية) بدلاً من محاولة فهمها بشكل صامت.

تسمح بايثون للمبرمجين بتحديد أنواعهم الخاصة باستخدام الأصناف، والتي غالبًا ما تستخدم في البرمجة الكائنية. تنشأ مثيلات جديدة الأصناف عن طريق استدعاء الصنف (على سبيل المثال، ()SpamClass أو()EggsClass)، الأصناف هي مثيلات من نوع صنف علوي (نفسها مثيل لنفسها)، مما يسمح بالبرمجة الوصفية والانعكاس. قبل الإصدار 3.0، كان لدى بايثون نوعين من الأصناف: الطراز القديم والأسلوب الجديد.[86] النحو لكلا الأسلوبين هو نفسه، والفرق هو ما إذا كان كائن object الصنف موروثًا، بشكل مباشر أو غير مباشر (جميع الأصناف من النمط الجديد ترث من الكائن object وهي مثيلات من النوع type). في إصدارات بايثون 2 من بايثون 2.2 وما بعده، يمكن استخدام كلا النوعين من الأصناف. أزل المطورون أصناف الطراز القديم في بايثون 3.0.

الخطة طويلة المدى هي دعم التنويع التدريجي[87] بدءاً من بايثون 3.5، تسمح اللغة نحوياً بتحديد أنواع ثابتة ولكن لا يتم التحقق منها في التنفيذ الافتراضي، سي بايثون. يدعم المدقق التجريبي للنوع الثابت والمسمى mypy التحقق من النوع في وقت التجميع.[88]

"""Spanning
multiple
lines"""

^a غير قابل للوصول بشكل مباشر عن طريق الاسم

يُستخدم في بايثون الرموز المعتادة للمعاملات الحسابية (+، -، *، /)، عامل التقسيم المكمل لأسفل (دالة الجزء الصحيح) // وعامل التقسيم مع باقي % (حيث يمكن أن يكون الباقي سالبًا، على سبيل المثال 4% -3 ==-2). واللغة لديها أيضًا العامل ** للرفع الأسي، على سبيل المثال 3**5 == 125 و0.5**9 == 3.0، وعامل ضرب المصفوفة @.[92] تعمل هذه المعاملات الحسابية كما هو الحال في الرياضيات التقليدية؛ باستخدام نفس قواعد ترتيب العمليات الحسابية، يمكن أن يكون العامل ترميزاً ضمنياً (أيضاً يمكن أن يكون الرمزان + و- أحاديين لتمثيل الأرقام الموجبة والسالبة على التوالي).[ِ 6] ينتج عن القسمة بين الأعداد نتائج ذات فاصلة عائمة. تغيّر سلوك القسمة في بايثون بشكل كبير بمرور الوقت:[93]

• في بايثون 2.1 والإصدارات السابقة، استُخدم للقسمة سلوكاً شبيهاً بالقسمة في سي. العامل / هو عامل قسمة عدد صحيح إذا كان كلا المعاملين عددين صحيحين وخلاف ذلك قسمة بفاصلة عائمة. التقسيم للأعداد الصحيحة يقرّب نحو 0، على سبيل المثال 7/3 == 2 و7/3- == 2-.
• في بايثون 2.2 تغير أسلوب القسمة مرة أخرى إلى التقريب نحو اللانهاية السلبية، على سبيل المثال 7/3 == 2 و7/3- == 3-. أدخل عامل تقسيم المكمل لأسفل//. لذا 3//7== 2, 3 //7-== 3-, 3// 7.5== 2.0 و3//7.5- == 3.0-. تؤدي إضافة from __future__ import division إلى أن يستخدم النموذج (module) قواعد بايثون 3.0 للقسمة (انظر أدناه).
• في بايثون 3.0 تغير أسلوب القسمة لتصبح قسمة فاصلة عائمة دائمًا؛ على سبيل المثال 5/2 == 2.5.

في مصطلحات بايثون، / هي القسمة الحقيقية (أو ببساطة القسمة)، و// القسمة المكملة لأسفل. ولكن، قبل الإصدار 3.0 كان العامل / يمثل القسمة الكلاسيكية (أي الأقليدية).[93] التقريب نحو اللانهاية السلبية تضيف الاتساق، على الرغم من اختلافها عن معظم اللغات. على سبيل المثال، ${\displaystyle (a+b)//b==a//b+1}$ المعادلة صحيحة دائمًا. والمعادلة b*(a//b) + a%b == a صالحة لكل من القيم الموجبة والسالبة لـ a. بالمقابل، فإن الحفاظ على صحة هذه المعادلة يعني أنه في حين أن نتيجة a%b هي في المجال نصف المفتوح ${\textstyle [0,b)}$، حيث أن b هو عدد صحيح موجب، يجب أن تقع في المجال ${\textstyle [0,b)}$ عندما تكون b سالبة.[94]

يوفر بايثون دالة round لتقريب العدد ذو الفاصلة العائمة إلى أقرب عدد صحيح. لفك التعقيد، يستخدم بايثون 3 التقريب لعدد زوجي: round(1.5) round(2.5) ناتج كليهما هو 2.[95] أما الإصدارات السابقة فتستخدم تقريبًا بعيدًا عن الصفر: round(0.5) هو 1.0، round(-0.5) هو 1.0−.[96]

تسمح بايثون بالتعبيرات البوليانية بعلاقات المساواة المتعددة بطريقة تتوافق مع الاستخدام العام في الرياضيات. على سبيل المثال: التعبير a < b < c، يتحقق بايثون ما إذا كانت a أصغر من b وb أصغر من c.[97] بعكس اللغات المشتقة من سي التي تفسر هذا التعبير بشكل مختلف: في سي، يقوم التعبير أولاً بتقييم a < b، مما يؤدي إلى 0 أو 1، ثم تتم مقارنة هذه النتيجة مع c.[98][ِ 7]

تستخدم بايثون حساب تدريج الدقة الاعتباطية لجميع العمليات الصحيحة. يوفر الصنف (أو النوع) Decimal في نموذج decimal أعداد عشرية بفاصلة عائمة وبدقة اعتباطية محددة مسبقاً والعديد من وسائل التقريب.[99] ويوفر صنف Fraction في نموذج fractions الدقة الاعتباطية للأعداد الكسرية.[100]

نظرًا لسعة مكتبة بايثون للرياضيات، ومكتبة الطرف الثالث نمباي التي توسع القدرات المحلية بشكل أكبر، استخدمت بايثون بشكل متكرر كلغة نصية علمية للمساعدة في حل عدة مسائل مثل معالجة البيانات العددية والتلاعب.[101][102]

ابتداءً من بايثون 2.1، لاستخدام أحرف غير الأسكي في نص البرنامج، يجب عليك تحديد ترميز شفرة المصدر بشكل صريح في بداية الوحدة، على سبيل المثال:

# -*- coding: utf-8 -*-
# أو
# coding: utf-8

ولكن حتى لو اكتفيت بكتابة:

# coding: utf

«سيفهم» بايثون ما تقصد.[103]

تدعم بايثون الوراثة المتعددة. ابتداءً من النسخة 2.3 تدعم بايثون خوارزمية سي 3، المقتبسة من لغة البرمجة ديلان[104] لحل مشكل ترتيب حل الطريقة. بينما استعملت خوازمية البحث المتعمق الذي يطرح مشاكل في حالة الوراثة الألماسية.[105][ِ 8]

مثال طباعة مرحباً يا عالم «مرحباً يا عالم»[ِ 9]

# كود الطباعة في بايثون لإخراج عبارة
print("مرحباً يا عالم")

مثال لحساب العمر:

from datetime import * #استدعاء الكل* من مكتبة الوقت والتاريخ

dob = int(input("أدخل تاريخ الميلاد: ")) #يُطلب من المستخدم إدخال تاريخ ميلاده
# العمل على المعطيات
today = datetime.today()
year = today.year
age = int(year) - int(dob)
# طباعة عمر المستخدم
print ("{age}:عمرك هو")

مثال لاستخراج العدد العاملي:

# جرب هذا الكود في بايثون 3.4.3

def Factorial(num):
    new_num = 1
    for count in range(num,1,-1):
        new_num *= count # ضرب النتيجة  بالمحسوب
    return new_num
limit = 9
for n in range(0,limit+1):
    print(n, '! = ' ,Factorial(n),sep='')
# بعد إدخال الكود ستحصل على:
#
# 0! = 1
# 1! = 1
# 2! = 2
# 3! = 6
# 4! = 24
# 5! = 120
# 6! = 720
# 7! = 5040
# 8! = 40320
# 9! = 362880

مثال لتكرار طباعه كلمة 5 مرات:

n = input(':الرجاء ادخال كلمة')
print str(n) * 5

ملاحظة لبايثون 2 استعمل raw_input.

كمثال غير بديهي يمكن اعتبار خوارزمية الترتيب السريع كمثال مختصر كالتالي:

def quicksort(list):
    if len(list) <= 1:
        return list

    pivotelement = list.pop()
    left  = [element for element in list if element < pivotelement]
    right = [element for element in list if element >= pivotelement]

    return quicksort(left) + [pivotelement] + quicksort(right)

على وجه الخصوص، هنا، يتيح تدوين القائمة للمتغيرات على اليسار واليمين تمثيلًا مضغوطًا. للمقارنة، صياغة تكرارية لهذين الخطين:

...
    left, right = [], []          # انشاء قوائم فارغة لليمين واليسار
    pivotelement = list.pop()      # أخر عنصر في القائمة تاخذه كعنوان مرجعي
    for element in list:           # تكرار على العناصر المتبقية في القائمة...
        if element < pivotelement:  #و مقارنة العنصر المحوري Pivot-Element
            left.append(element)   # إذا كان اصغر،علق القائمة اليسرى
        else:
            right.append(element)  # عدا ذلك، إذا لم يمكن اصغر، علّق القائمة اليمنى
...

هذا مجرد مثال واحد على الأعمال الكتابية التي تم توفيرها من خلال تدوين القائمة. في الواقع، في هذه الحالة تكون الصياغة التكرارية أسرع، لأنها تكرر مرة واحدة فقط في حقل «القائمة» وليس مرتين كما هو الحال في تدوين القائمة.

• 
  دائرة ملونة
• 
  نجمة
• 
  مربع

سي بايثون، التنفيذ المرجعي لبايثون، مكتوب بسي، يلبي معيار سي 89 مع العديد من ميزات سي99 المحددة.[124] يقوم بتجميع برامج بايثون في كود بايت متوسط[125] ينفذ بعد ذلك بواسطة آلتها الافتراضية.[126] يوزع سي بايثون مع مكتبة قياسية كبيرة مكتوبة في مزيج من سي، وبايثون. والمكتبة متاحة للعديد من المنصات، بما في ذلك ويندوز (فيستا والإصدارات الأحدث؛ نظام التشغيل ويندوز اكس بي والإصدارات الأقدم، ولكن بايثون 2.7 غير مدعوم حتى الآن ومعظم الأنظمة الشبيهة بيونيكس الحديثة). في فترة بايثون 1 و2، كانت قابلية المنصة واحدة من أولى أولوياتها،[127] حيث كانت تدعم حتى في إم إس وأو إس/2، ولكن حاليا، انخفض الدعم للعديد من المنصات.

باي باي هو تنفيذ سريع، يوفر ترجمة في الوقت المناسب، متوافق مع بايثون 2.7 وبايثون 3.6.[128] وهو أسرع من سي بايثون بالمقابل، فهو لا يدعم العديد من المكتبات المكتوبة بلغة ببايثون.[129][130]

ستاكليس بايثون، انشقاق معروف لسي بايثون، ينفذ الخيوط الدقيقة دون استعمال رصة ذاكرة سي. مما يسمح بالبرامج المتزامنة بنطاق واسع.[131]

مايكروبايثون وسيركويت بايثون هي متغيرات لبايثون 3 محسنة للتحكم الدقيق وهذا يشمل ليجو مايندستورمز اي في 3.[132]

طورت برامج تجميع بايثون آنية أخرى، ولكنها الآن غير مدعومة:

• سنة 2009، بدأت جوجل مشروعًا باسم أنلادين سوالو، بهدف تسريع مترجم بايثون خمسة أضعاف باستخدام إل إل في إم، وتحسين قدرته على تعدد الخيوط البرمجية مع آلاف النوى ،[133] بينما تعاني التنفيذات العادية من قفل المترجم العالمي.
• كان سايكو، مجمّع آنيّ متكامل مع سي بايثون ويحول «بايت كود» إلى كود الآلة في وقت التشغيل. الكود المنبعث مخصص لأنواع معينة من البيانات وهو أسرع من كود بايثون القياسي.
• في عام 2005، أصدرت نوكيا مفسر بايثون للهواتف المحمولة سلسلة 60 المسمى بايثون أس60. يتضمن العديد من النماذج من تنفيذات سي بايثون وبعض النماذج الإضافية للتكامل مع نظام التشغيل سيمبيان. حدث المشروع ليشغل على جميع متغيرات منصات S60، وتتوفر العديد من النماذج مدعومة من طرف ثالث. يدعم نوكيا N900 أيضًا بايثون مع مكتبات أدوات جتك+، مما يتيح كتابة البرامج وتشغيلها على الجهاز المستهدف.[134]

توجد العديد من المحولات البرمجية لبايثون إلى لغات أخرى كائنية عالية المستوى، إما بواسطة بايثون غير مقيد، أو مجموعة فرعية مقيدة من بايثون، أو بواسطة لغة مشابهة لبايثون كلغة مصدر:

• كايثون يترجم شيفرة (كود) مكتوبة ببايثون إلى سي.
• جوجل جرامبي يترجم شيفرة (كود) مكتوبة ببايثون إلى جو.[135][136]
• يتبع آيرن بايثون نهجا مشابها لتشغيل برمجيات مكتوبة ببايثون على NET. وقت التنفيذ المشترك.
• يتيح جايثون استخدام مكتبة أصناف جافا لبرمجيات بايثون.
• ماي إتش دي إل يترجم شيفرة (كود) مكتوبة ببايثون إلى في في إتش دي إل.
• نويتكا يترجم شيفرة (كود) مكتوبة ببايثون إلى سي++.[137]
• نيمبا تستعمل إل إل في إم لترجمة شيفرة (كود) مكتوبة ببايثون إل شيفرة الآلة.
• باي جس يترجم شيفرة (كود) مكتوبة ببايثون إلى جافا سكريبت.
• بايركس (آخر إصدار في 2010) يترجم شيفرة (كود) مكتوبة ببايثون إلى سي.
• شيد سكين (آخر إصدار في 2013) يترجم شيفرة (كود) مكتوبة ببايثون إلى سي++.
• باي تران يترجم شيفرة (كود) مكتوبة ببايثون إلى سي++.[138][139]
• إربايثون يمكنها أن تترجم لسي، استخدم لبرمجة مترجم باي باي.

قورن أداء مختلف تنفيذات بايثون على عبء عمل غير عددي (التوافقية) في أورو سي باي 13.[140] ثم قيس أداء بايثون مقارنة بلغات البرمجة الأخرى من خلال لعبة معايير لغة الكمبيوتر.[141]

تتضمن مولدات واجهة برمجة التطبيقات (API) مايلي:

• باي دوك[142]
• سفينكس[143]

بايثون ليست مناسبة ومحسنة لتطوير الهواتف المحمولة [ِ 2] مع ذلك، فإن إصدارات بايثون 2.5 و2.6 متوافقة مع الآيفون بعد تفعيل كسر الآي أو إس في الإعدادات وهواتف الأندرويد بفضل تطبيق إس إل فور (SL4) أي الذي يوفر إمكانية برمجة بعض الواجهات الرسومية بفضل الدالة "android" ;إمكانية إرسال رسائل قصيرة، تشغيل الكاميرا[61]، وهز الهاتف كما هو مبين أسفله.

droid = android.Android() # عميل مرتبط بخادم محلي لإس إل فور أي
       # للتحكم بهاتف آخر بعنوان 192.168.0.5، وإس إل فور أي في منفذ 9887
       # يكفي كتابة : android.Android('192.168.0.5', 9887)

droid.vibrate(2.5) # هز الهاتف (محلي أو لا) لمدة 2.5 ثانية

ابتداءا من يونيو 2012، صار من الممكن تشغيل بايثون أيضا في نظام تشغيل بلاك بيري أوس 10 بواسطة تنفيذ، في سبتمبر 2012 أصدر إصدار مخفف: «بلاكبيري تارت»[144][145] مستند إلى بايثون 3.2.2.

• من المستحدتاث المألوفة في مجتمع بايثون هو pythonic، والتي لها مجموعة واسعة من المعاني المتعلقة بأسلوب البرنامج. إن القول بأن الشفرة هي pythonic يعني القول أنها تستخدم مصطلحات بايثون بشكل جيد، وأنها طبيعية أو تُظهر طلاقة في اللغة، وأنها تتوافق مع فلسفة بايثون البسيطة والتأكيد على سهولة القراءة. في المقابل، فإن التعليمات البرمجية التي يصعب فهمها أو تقرأ مثل النسخ التقريبي من لغة برمجة أخرى تسمى unpythonic.
• غالبًا ما يُشار إلى مستخدمي بايثون والمعجبين بها، وخاصة أولئك الذين يعتبرون على دراية أو خبرة بها، باسم بايثونيستاس (Pythonistas).[182][183]

ظهرت بايثون في وقت متأخر نسبيًا، وبذلك خضعت لتأثير العديد من لغات البرمجة الأخرى ومنها:

• اي بي سي: نفس مسافة بادئة بايثون، وهياكل بيانات عالية المستوى (خرائط)، (في الواقع صممت بايثون لتصحيح أخطاء برمجة أي بي سي).[9][184][185][ِ 1]
• مودولا 3:[ِ 1] الحزم والوحدات، وكذا try وelseوexept[14]
• سي[13]،سي++: بعض النحو كما قال جايدو فان روسم أنه استعمل بعض النحو المتناسق مع سي لكي لا يكره المبرمجون بايثون.[14][184][ِ 1]
• ليسب، سكيم: ميزات البرمجة الوظيفية (lambda, map, reduce, filter وغيرها) [20]
• جافا: الوحدات النمطية.[19][186]
• أيكون: المولدات [18]
• سمول توك: البرمجة الكائنية.[ِ 1]

أثر تصميم وفلسفة بايثون على العديد من لغات البرمجة الأخرى:

• بوو، يستخدم بوو مسافة بادئة (الإزاحة)، بناء جملة ونموذج كائن مشابه لبايثون.[187]
• كوبرا، تستخدم مسافة البادئة وبناء الجملة مماثل لبايثون، وتشير في وثيقة شكر وتقدير على أن بايثون يعتبر الأول من بين اللغات التي أثرت عليها.[188]
• كافي سكريبت، لغة برمجة تتقاطع مع جافا سكريبت، تحتوي أيضا على بنية مستوحاة من بايتون.
• إيكما سكريبت/جافا سكريبت، استعارت التكرارات والمولدات من بايثون.[189]
• جي دي سي سكريبت، لغة برمجة تشبه إلى حد بعيد لغة بايثون، مدمجة في محرك لعبة غو دوت.[190]
• غو، مصمم من أجل «سرعة العمل بلغة ديناميكية مثل بايثون»[191] وتشارك نفس البنية لتقسيم المصفوفات.
• غروفي، صُممت بدافع الرغبة في جلب فلسفة تصميم البايثون إلى جافا.[192]
• جوليا، صُممت لتكون «قابلةً للاستخدام للبرمجة العامة مثل بايثون».[193]
• نيم يستخدم نيم مسافة بادئة (الإزاحة) وبناء جملة مشابه لبايثون [194]
• روبي، صرح مبتكر روبي، يوكيهيرو ماتسوموتو،: «أردت لغة نصية أقوى من لغة بيرل، وأكثر كائنية التوجه من بايثون. ولهذا السبب قررت تصميم لغتي الخاصة».[195]
• سويفت، لغة برمجة طورتها شركة آبل، لديها بعض النحو المستوحى من بايثون.[196]

كما قلدت لغات أخرى ممارسات تطوير بايتون. على سبيل المثال، أُستخدمت ممارسة طلب مستند يصف الأساس المنطقي، والقضايا المحيطة بتغيير اللغة (في Python، PEP) في تي سي إل،[197] إرلانغ،[198] وسويفت.[199]

في تعريف الطريقة البرمجية يجب وضع المعلمة ذات (self) التي تتوافق مع مثيل الصنف، التي يتم استدعاء طريقتها، بوضعها بشكل صريح كمعلمة. غالباً يبدو هذا الشكل غير أنيق برمجياً كما أنه ليس برمجة كائنية التوجه [200]

.لكن ذلك ضروري لإتاحة بعض البُنى البرمجية الهامة؛ ويتناسب مع فلسفة بايثون القائلة «الصريح أفضل من المضمن».[201]

وفي الإصدار 3.0 غالباً ما يُنتقد استدعاء تعريف الطريقة لنسخة الصنف الأساسية التي تصرح بالصنف وتتطلب مثيل.حيث يُرى أنه يتناقض مع مبدأ «لا تكرر نفسك (خطواتك)». بالمقابل، يمنع ذلك إعادة التسميات.في الأخير، حلت نقطة الخلاف في بايثون 3.0.[202]

كما يُنتقد الافتقار إلى أمان التنويع الثابت في بايثون.[203]

في الأنظمة ذات المعالجات متعددة الأنوية، وفي في سي بايثون، يوجد ما يسمى قفل المفسر العالمي (Global Interpreter Lock (GIL)) الذي له أداء فعّال لتنفيذات بايثون التي يتطلب استخدامها برمجيات حاسوبية متعددة الخيوط. بيد أن هذا القيد غير موجود في جايثون وآيرن بايثون.وحتى الآن، لا توجد مخططات رسمية تحل محل قفل المفسر العالمي. بدلاً من ذلك، يوصّى باستخدام عمليات متعددة تتواصل مع بعضها البعض بدلاً من تعدد الخيوط الحاسوبية.[204][205]

في التنفيذات المنتشرة، تكون سرعة التنفيذ أبطأ من سرعة العديد من اللغات المجمّعة وتستنزف الذاكرة أكثر،[ِ 2][206] ولكن سرعتها مشابهة لبيرل،[207] بي اتش بي، [208] دارت [209]، وروبي.[210] ويرجع ذلك غالبا إلى مبدأ بايثون «وضوح الكود له الأسبقية على السرعة».[211] تنصح بعض المواقع مثل دونالد نث وتوني هورار بعدم التحسين المبكر، لذا ظهرت مشاكل في السرعة لا يمكن حلها عن طريق تحسين كود بايثون، [212] عوضا من ذلك تستخدم مجمعات (أو محولات) آنية مثل باي باي أو يستعان بدوال حساسة للوقت في اللغات منخفضة المستوى مثل سي أو كايثون.

• أمثلة بايثون (بالإنجليزية)
• دورات بايثون 2 و3 (بالألمانية)
• دورات أونلاينمن جامعة أنواترلو (بالألمانية/بالانكليزية/بالفرنسية)
• موقع مدرسة البرمجة العربية (بالعربية)
• موقع هرمش (بالعربية)

• برمجة بايثون دوت نت: دروس بايثون لتحليل البيانات والذكاء الصنعي والواجهات الرسومية (بالإنكليزية)
• باي داتا: دروس بايثون لتعلم الألة وتحليل البيانات (بالانكليزية)
• بايثون الرائعة: قوائم متنوعة من المصادر تحتوي على مكتبات ودروس حسب الموضوع (بالانكليزية)
• أكاديمية حسوب (عربية)

• ثعبان رانجلنج للأطفال - تعلم البرمجة مع بايثون من قبل من قبل جيسون ر. بريجز للأطفال من عمر الثامنة، رخصة ابداعية (الإنكليزية)
• الثعبان المشاكس -تعلم البرمجة للأطفال، للأطفال من عمر الثامنة، رخصة ابداعية (ألمانية)