ภาษาไพธอน (Python) เป็นภาษาการเขียนโปรแกรมที่ได้รับความนิยมอย่างแพร่หลาย ในด้านอุตสาหกรรมและการศึกษา เนื่องจากมีความยืดหยุ่น ง่ายต่อการเรียนรู้ และสามารถนำไปใช้ในการพัฒนาโปรแกรมได้หลากหลายประเภท ตั้งแต่การพัฒนาเว็บไซต์ การวิเคราะห์ข้อมูล ไปจนถึงการสร้างปัญญาประดิษฐ์ (AI)
ภาษาไพธอนสามารถนำไปใช้ในการพัฒนาเว็บไซต์ที่มีประสิทธิภาพโดยใช้เฟรมเวิร์ก (Framework) เช่น Django และ Flask
Flask เป็นเฟรมเวิร์กที่เรียบง่ายเหมาะสำหรับการพัฒนาเว็บไซต์ขนาดเล็ก
Django เป็นเฟรมเวิร์กที่มีฟีเจอร์ครบถ้วน สามารถใช้สร้างเว็บไซต์ขนาดใหญ่ที่ซับซ้อนได้
การใช้ไลบรารีอย่าง Pandas ช่วยให้การจัดการข้อมูลเป็นเรื่องง่าย โดยสามารถอ่านข้อมูลจากไฟล์ CSV, Excel หรือฐานข้อมูล SQL
NumPy เป็นไลบรารีที่ช่วยในการจัดการและคำนวณข้อมูลในรูปแบบอาร์เรย์
Matplotlib และ Seaborn ใช้ในการสร้างกราฟและแผนภูมิ เพื่อช่วยในการวิเคราะห์ข้อมูล
การใช้ไลบรารี TensorFlow และ scikit-learn ในการสร้างและฝึกโมเดลการเรียนรู้ของเครื่อง
โมเดลสามารถใช้ในการทำนายผล วิเคราะห์ข้อมูล และพัฒนาปัญญาประดิษฐ์ในด้านต่าง ๆ เช่น การรู้จำภาพและการประมวลผลภาษาธรรมชาติ
ภาษาไพธอนสามารถใช้ในการพัฒนาเกมได้ โดยใช้ไลบรารี Pygame ที่ช่วยสร้างเกม 2D และ 3D เรียนรู้การจัดการกราฟิก เสียง และฟิสิกส์ของเกมได้อย่างง่ายดาย
ภาษาไพธอนสามารถใช้ในการควบคุมอุปกรณ์ฮาร์ดแวร์ต่าง ๆ เช่น เซ็นเซอร์ มอเตอร์ และไมโครคอนโทรลเลอร์ เช่น Raspberry Pi หรือ Arduino การสร้างโปรเจกต์ที่เชื่อมต่อกับ IoT (Internet of Things) เป็นที่นิยมในปัจจุบัน
1. การจัดการข้อมูลส่วนบุคคล
สามารถสร้างโปรแกรมเพื่อช่วยในการจัดระเบียบข้อมูลส่วนบุคคล เช่น การจัดการงบประมาณส่วนตัวหรือบันทึกการใช้จ่าย
2. การสร้างเครื่องมือในการทำงาน
การเขียนสคริปต์เพื่ออัตโนมัติการทำงานที่ซ้ำซาก เช่น การจัดส่งอีเมล หรือการสร้างรายงานโดยอัตโนมัติ
3. การวิเคราะห์ข้อมูลเพื่อการตัดสินใจ
โปรแกรมการวิเคราะห์ข้อมูลช่วยให้ธุรกิจสามารถตัดสินใจได้อย่างมีข้อมูลสนับสนุน เช่น การวิเคราะห์พฤติกรรมผู้บริโภคและการตลาด
4. การเรียนรู้ทักษะใหม่
การเรียนรู้ภาษาไพธอนช่วยให้พัฒนาทักษะการเขียนโปรแกรม ซึ่งสามารถนำไปใช้ในสาขาอาชีพต่าง ๆ ในอนาคต
การเขียนโปรแกรมเพื่อแก้ปัญหาใดปัญหาหนึ่งจนกระทั่งได้ผลลัพธ์ออกมาตามที่ต้องการนั้นไม่ใช่เรื่องยาก หากผู้เขียนโปรแกรมมีแนวคิดในการเขียนโปรแกรมที่ดี และทําการเขียนโปรแกรมตามแนวคิดที่ได้วางแผนไว้แต่สําหรับผู้เริ่มต้นการเขียนโปรแกรมอาจยังไม่เข้าใจหลักการในการเขียนโปรแกรมว่าต้องเริ่มต้นเขียนโปรแกรมอย่างไร ทําให้คิดว่าการเขียนโปรแกรมเป็นเรื่องยาก
การเขียนโปรแกรมนั้นมีขั้นตอนหลัก 5 ขั้นตอน ซึ่งไม่ว่าจะทําการเขียนโปรแกรมครั้งใดจะต้องตามขั้นตอนเหล่านี้ แต่หากผู้เขียนโปรแกรมมีความชํานาญเพียงพอ อาจข้ามขั้นตอนบางขั้นตอนได้
💻 ตัวอย่าง โปรแกรมรับค่าเลขจํานวนเต็ม 3 จํานวนและหาผลรวมของตัวเลขจํานวนเต็ม ทั้ง 3 จํานวน
ขั้นตอนที่ 1 การวิเคราะห์ปัญหา (Analysis)
ขั้นตอนนี้ถือว่าเป็นขั้นตอนที่สําคัญที่สุด ผู้เขียนโปรแกรมต้องวิเคราะห์ปัญหาให้ออกว่าจะต้องทําการเขียนโปรแกรมเพื่อแก้ปัญหาอะไร เพราะหากวิเคราะห์หรือมองปัญหาผิดจะทําให้เขียนโปรแกรมได้ผลลัพธ์ออกมาผิดไปจากสิ่งที่ต้องการด้วย และนอกจากจะวิเคราะห์ว่าปัญหาคืออะไรแล้ว จําเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องวิเคราะห์ด้วยว่าข้อมูลที่จะใช้ในโปรแกรมมีอะไรบ้าง
สิ่งที่โจทย์ต้องการ
รับค่าเลขจํานวนเต็ม 3 จํานวนและหาผลรวมของตัวเลขจํานวนเต็ม ทั้ง 3 จํานวน
ข้อมูลนำเข้าและข้อมูลส่งออก
กำหนดตัวแปรที่ใช้
กําหนดให้ X เก็บเลขจํานวนเต็มตัวที่ 1
กําหนดให้ Y เก็บเลขจํานวนเต็มตัวที 2
กําหนดให้ Z เก็บเลขจํานวนเต็มตัวที่ 3
กำหนดให้ SUM เก็บจำผลรวมของตัวเลขจำนวนเต็มทั้ง 3 จำนวน
ขั้นตอนที่ 2 การวางแผนแก้ไขปัญหา (Algorithm Design)
ขั้นตอนการวางแผนแก้ไขปัญหา คือ การนําปัญหาที่วิเคราะห์ได้จากขั้นตอนการวิเคราะห์ปัญหา มาวางแผนอย่างเป็นขั้นตอนว่าจะต้องเขียนโปรแกรมเพื่อแก้ปัญหาอย่างไร การวางแผนอย่างเป็นขั้นตอนนี้เรียกว่า ขั้นตอนวิธีหรืออัลกอริทึม (Algorithm)
ขั้นตอนการประมวลผล
เริ่มต้น
รับค่า เลขจํานวนเต็มตัวที่ 1, เลขจํานวนเต็มตัวที 2, เลขจํานวนเต็มตัวที่ 3
คำนวณ ผลรวมของตัวเลขจำนวนเต็มทั้ง 3 จำนวน จากสูตร
ผลรวมของตัวเลขจำนวนเต็มทั้ง 3 จำนวน = เลขจํานวนเต็มตัวที่ 1 + เลขจํานวนเต็มตัวที่ 2 + เลขจํานวนเต็มตัวที่ 3
แสดง ผลรวมของตัวเลขจำนวนเต็มทั้ง 3 จำนวน
จบการทำงาน
ผังงาน (Flowchart)
คือ การเขียนขั้นตอนวิธีหรืออัลกอริทึมโดยใช้สัญลักษณ์รูปภาพเป็นตัวสื่อความหมาย จากตัวอย่างสามารถเขียนผังงานได้ดังนี้
รหัสเทียม (Pseudo Code)
คือ การเขียนขั้นตอนวิธีหรืออัลกอริทึมโดยใช้ประโยคภาษาอังกฤษที่สื่อความหมายง่าย ๆ ซึ่งสามารถอ่านแล้วเข้าใจได้โดยทันที จากตัวอย่างสามารถเขียนรหัสเทียมได้ดังนี้
ขั้นตอนที่ 3 การเขียนโปรแกรม (Coding)
ในขั้นตอนนี้เป็นการนําขั้นตอนวิธีหรืออัลกอริทึมจากขั้นตอนการวางแผนแก้ไขปัญหา มาเขียนโปรแกรม ให้ถูกต้องตามหลักไวยากรณ์ (Syntax) ของภาษาไพทอน จากตัวอย่างสามารถเขียนโปรแกรมได้นี้
ขั้นตอนที่ 4 การทดสอบโปรแกรม (Testing)
ขั้นตอนนี้เป็นการนําผลลัพธ์จากขั้นตอนการเขียนโปรแกรม มาทําการรัน (Run) โดยทดสอบป้อนค่า X, Y และ Z เข้าไปในโปรแกรม และตรวจสอบผลลัพธ์ที่ได้ว่าถูกต้องหรือไม่ ให้ทดสอบหลาย ๆ ครั้ง หากผลลัพธ์ที่ได้ถูกต้องแสดงว่าโปรแกรมที่เขียนขึ้นถูกต้องแล้ว แต่หากผลลัพธ์ถูกบ้างหรือผิดบ้างหรือผิดทุก ครั้งแสดงว่าโปรแกรม ที่เขียนขึ้นผิดพลาดผู้เขียนโปรแกรมต้องตรวจสอบและแก้ไขโปรแกรมใหม่อีกครั้ง
ขั้นตอนที่ 5 การจัดทําคู่มือประกอบโปรแกรม (Documentation)
จุดประสงค์ที่สําคัญของขั้นตอนการจัดทําคู่มือ คือ ช่วยให้ผู้อื่นศึกษาซอร์สโค้ด (Source Code) ของโปรแกรมได้ง่ายขึ้น ซึ่งจะเป็นประโยชน์มากสําหรับการพัฒนาโปรแกรมในอนาคต เพราะจะช่วยให้ศึกษาซอร์สโค้ด (Source Code) ได้ง่ายและรวดเร็ว การจัดทําคู่มือไม่มีกฎเกณฑ์ระบุไว้แน่นอน แต่ผู้เขียนโปรแกรมควรจัดทําคู่มือให้มีรายละเอียดมากที่สุด จากตัวอย่างสามารถจัดทําคู่มือได้ดังนี้
เทคนิคการเขียนโปรแกรมคอมพิวเตอร์ ส่งผลให้การเขียนชุดคําสั่งต่าง ๆ ในโปรแกรมมีระเบียบแบบแผนยิ่งขึ้นด้วยการวิเคราะห์ และออกแบบโปรแกรมก่อนที่จะเขียนโปรแกรมจริง ดังนั้น จุดประสงค์สําคัญของเทคนิคการเขียนโปรแกรมคอมพิวเตอร์ จึงประกอบด้วย
1. เพื่อสร้างโปรแกรมให้มีคุณภาพและทํานายได้ว่าจะเกิดอะไรขึ้นในโปรแกรม
โปรแกรมที่เขียนขึ้นมาเพื่อใช้งานโดยทั่วไป จะต้องมีจุดมุ่งหมายการทํางานอย่างใดอย่างหนึ่งเสมอ เช่น การคํานวณภาษีเงินได้ การคํานวณรายได้ การแก้ไขข้อมูล หรือการสั่งพิมพ์รายงาน แต่อย่างไร ก็ตาม หากโปรแกรมที่เขียนขึ้นมาอย่างไม่เป็นระบบ จะมีความสับสน มีการใช้คําสั่งที่วกวน กลับไปกลับมาสิ่งเหล่านี้ส่งผลให้ในบางครั้งไม่สามารถทํานายได้ว่า โปรแกรมจะทํางานได้ตามที่ต้องการได้อย่างถูกต้องหรือไม่ ดังนั้น การทํานายผลการทํางานของโปรแกรมที่ส่งผลต่องานต่าง ๆ จึงเป็นเรื่องสําคัญ
2. เพื่อสร้างโปรแกรมที่ง่ายต่อการปรับปรุงและแก้ไข
โปรแกรมที่เขียนขึ้นมาเพื่อใช้งานโดยทั่วไป จะมีการปรับปรุงแก้ไขในอนาคต ซึ่งการปรับปรุง แก้ไขโปรแกรมอาจเกิดจากความต้องการใหม่ ๆ ของผู้ใช้ที่มีการเปลี่ยนแปลง หรือมีความต้องการอื่น ๆ เพิ่มเติม เช่น การเปลี่ยนแปลงสูตรการคํานวณภาษีมูลค่าเพิ่มที่รัฐบาลประกาศใช้ใหม่ ดังนั้น หากโปรแกรมถูก เขียนขึ้นด้วยวิธีลัด เช่น มีการใช้คําสั่ง GOTO เพื่อข้ามการทํางานอย่างไม่มีเหตุผล โปรแกรมเหล่านั้นจึงยากต่อ การตรวจโปรแกรมและสูญเสียเวลาโดยใช่เหตุ ดังนั้น จุดประสงค์ของเทคนิคการเขียนโปรแกรมคอมพิวเตอร์ จึงต้องการให้โปรแกรมอ่านง่าย หลีกเลี่ยงการใช้คําสั่งข้ามการทํางานโดยไม่จําเป็น
3. เพื่อให้ขั้นตอนการพัฒนาโปรแกรมมีระบบระเบียบยิ่งขึ้น
การเขียนโปรแกรมแบบเก่า ๆ ย่อมก่อให้เกิดปัญหายุ่งยากในด้านการสื่อสารระหว่าง โปรแกรมเมอร์กับนักวิเคราะห์ระบบ ดังนั้น การเขียนโปรแกรมที่มีการแยกโปรแกรมออกเป็นโมดูลย่อย ๆ นักวิเคราะห์ระบบจึงสามารถแจกจ่ายงานเขียนโปรแกรมให้กับทีมงานแต่ละคน และสามารถควบคุมการพัฒนาโปรแกรมภายในทีมงานได้ และสามารถนําโปรแกรมโมดูลย่อยเหล่านั้นมารวมกันเพื่อทดสอบการทํางานของ โปรแกรมทั้งระบบได้อย่างมีคุณภาพ
4. เพื่อให้การพัฒนาโปรแกรมมีความรวดเร็วและประหยัดต้นทุน
สําหรับจุดประสงค์สําคัญของเทคนิคการเขียนโปรแกรมคอมพิวเตอร์ในส่วนนี้เป็นผลพลอยได้อันเกิดจากการพัฒนาโปรแกรมมีระบบระเบียบ โปรแกรมคอมพิวเตอร์จะพัฒนาสําเร็จได้รวดเร็วขึ้น ค่าใช้จ่ายในการพัฒนาโปรแกรมลดลง ก่อให้เกิดต้นทุนที่ต่ําลงมานั่นเองการเขียนโปรแกรมคอมพิวเตอร์ เพื่อให้บรรลุตามจุดประสงค์สําคัญดังกล่าว ดังนั้น เทคนิคการเขียนโปรแกรมคอมพิวเตอร์ จะมีแนวทางในการประยุกต์ใช้งานดังนี้
เขียนผังงานเข้าใจง่าย
ใช้โครงสร้างที่ควบคุมง่าย เช่น การควบคุมลูปเพื่อทําซ้ํา หรือ การตรวจสอบเงื่อนไข
แตกปัญหาที่ซับซ้อนให้ง่ายลงด้วยการแตกโปรแกรมออกเป็นโมดูลย่อย
ออกแบบโปรแกรมให้ง่ายเข้าไว้ และหากมีการส่งผ่านข้อมูลระหว่างโมดูล ต้องกําหนดการ ส่งผ่านข้อมูลระหว่างโมดูลให้ชัดเจน
สามารถควบคุมความซับซ้อนของโปรแกรมได้
ปรับปรุงโปรแกรมให้อ่านง่าย
สื่อสารกับผู้ใช้งานให้มีความเข้าใจตรงกันในด้านของความต้องการ
เป็นวิธีการที่สามารถถ่ายทอดความรู้กันได้
สามารถสื่อสารภายในทีมงานให้เข้าใจตรงกัน
ช่วยลดข้อผิดพลาดภายในโปรแกรม
สามารถนําโปรแกรมกลับมาใช้ เช่น การทําเป็นโปรแกรมย่อยที่เป็นมาตรฐานฟังก์ชันที่ผู้ใช้สามารถเรียกใช้งานได้จากไลบรารี โดยเพียงส่งผ่านข้อมูลเพื่อประมวลผล ทําให้ไม่จําเป็นต้องเขียนโปรแกรมขึ้นมาใหม่