آشنایی با زبان برنامه‌نویسی Scala سکان آکادمی

عضویت در گروه‌ها یا انجمن‌های آنلاین مرتبط با برنامه‌نویسی، فرصتی عالی برای یادگیری از تجربیات دیگران و دریافت حمایت در لحظات دشوار است. شبکه‌هایی مانند “Discord”، گروه‌های تلگرامی یا انجمن‌های تخصصی، محیطی پویا برای پرسیدن سوال و دریافت بازخورد هستند. این فضا به افراد با مشغله زیاد کمک می‌کند تا جواب‌ سوالات خود را بدون نیاز به استاد راهنما بگیریند. داشتن یک هدف بزرگ، مثل استخدام به‌عنوان برنامه‌نویس، عالی است؛ اما برای حفظ انگیزه، اهداف کوچک‌تر و دست‌یافتنی تعیین کنید. این اهداف کوچک شما را در مسیر نگه می‌دارند و حس موفقیت ایجاد می‌کنند. مثلاً اگر به پیاده‌روی می‌روید، به پادکست‌های مرتبط با برنامه‌نویسی گوش دهید یا اگر پشت کامپیوتر هستید، چند دقیقه وقت بگذارید و کدهای کوتاهی تمرین کنید.

زبان برنامه‌نویسی اسکالا یک زبان کامپیوتری همه‌منظوره است که از هر دو سبک برنامه‌نویسی شیءگرا (Object Oriented Programming) و تابعی (Functional Programming) در مقیاس بزرگ‌تر پشتیبانی می‌کند. به لطف JVM، برنامه‌های نوشته شده با اسکالا از کارایی بسیار بالایی برخودارند، بالاخص هنگامی که JVM به واسطهٔ قابلیت JIT به حداکثر توان محاسباتی سیستم دست پیدا می‌کند. اسکالا بر روی ماشین مجازی جاوا (JVM) اجرا می‌شود و آن را به طور کامل با جاوا سازگار می‌کند. این به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد تا از کتابخانه‌ها و فریمورک‌های جاوا موجود استفاده کنند که به ویژه هنگام کار بر روی برنامه‌های کاربردی سازمانی یا ادغام با سیستم‌های قدیمی ارزشمند است. به لطف JVM، برنامه‌های نوشته شده با اسکالا از کارایی بسیار بالایی برخودارند، بالاخص هنگامی که JVM به واسطهٔ قابلیت JIT به حداکثر توان محاسباتی سیستم دست پیدا می‌کند . در این بخش کتاب آموزش زبان برنامه نویسی اسکالا را به زبان فارسی برای علاقمندان به یاد گیری برنامه نویسی آماده کردیم که در 51 صفحه و به صورت فایل PDF ارائه شده است.

اپلیکیشن‌های یادگیری برنامه‌نویسی یا مطالعه مقالات کوتاه می‌توانند گزینه‌های خوبی برای این لحظات باشند. نصب اپلیکیشن‌هایی مانند”Grasshopper” یا “SoloLearn” روی گوشی، که می‌توانید حتی در چند دقیقه مفاهیم ساده را یاد بگیرید. بعد از یک روز طولانی پر از کار یا درس، نشستن پشت کامپیوتر برای یادگیری یک مهارت جدید ممکن است سخت و طاقت‌فرسا به نظر برسد. خستگی ذهنی یکی از موانع بزرگ در مسیر یادگیری است، اما با انتخاب زمان‌هایی که انرژی بیشتری دارید، مثل صبح زود یا آخر هفته‌ها، می‌توانید این چالش را نیز به بهترین شکل ممکن مدیریت کنید. این ویژگی که از همان ابتدا از دهه شصت میلادی با شروع از زبان های Simula و Smalltalk پایه گذاری شد همواره مورد استقبال قرار گرفته است چنانچه تا به الان میتوان گفت امروزه تمامی زبان های موجود از این ویژگی پشتیبانی میکند . بسیاری از برنامه نویسان شاید حتی با مفهوم کلی این ویژگی آشنایی نداشته باشند اما به طور وسیع از این ویژگی ناخواسته استفاده میکنند.

جاوا اکوسیستم بسیار قدرتمندی در دنیای توسعهٔ نرم‌افزار دارد و مسلماً یادگیری این زبان نویدبخش آیندهٔ شغلی خوبی خواهد بود. پایگاه داده اس کیو لایت تمامی داده‌ها را در یک فایل واحد ذخیره می‌کند و برای برنامه‌های کوچک و متوسط، توسعه سریع و محیط‌های تعبیه‌شده مانند اپلیکیشن‌های موبایل و دستگاه‌های IoT بسیار مناسب است. این سیستم با زبان استاندارد SQL سازگار است و نیازی به تنظیمات پیچیده ندارد. این زبان ها در ۱۹۶۰ در مرکز محاسبات نروژی در اسلو، توسط اوله-یوهان دال و کریستین نیگارد توسعه یافتند. نحو آن نسبتاً به الگول ۶۰ وفادار است و همان‌طور که از نام آن پیداست، برای انجام شبیه‌سازی طراحی شده‌است. دوره‌های آموزش برنامه‌نویسی سبزلرن به‌دلیل آنلاین بودن و پشتیبانی مستمر، یک گزینه عالی برای دانشجویان و افراد شاغل است.

شاید در زبان جاوا ترفندهایی برای کوتاه کردن سورس‌ کد وجود داشته باشد اما آن را نمی‌توان جزو کاربردهای استاندارد جاوا دانست. اسکالا زبانی شییٔ‌گرا و فانکشنال است که در سال 2003 به دنیا عرضه شد و می‌توان گفت که روز به روز بر میزان محبوبیت این زبان افزوده می‌گردد و توسط شرکت‌های بیشتری مورد استفاده قرار می‌گیرد. Scala مثل هر زبان برنامه‌نویسی دیگه‌ای، مزایا و معایب خودش رو داره. یکی دیگه از ویژگی‌های Scala اینه که تایپ ایستا داره؛ یعنی نوع متغیرها قبل از اجرا تعیین می‌شه. ولی نیازی نیست خودت همیشه نوع رو تعریف کنی، و این کار توسط خود زبان انجام می‌شه؛ این یه تفاوت با زبان‌هایی مثل C داره که توشون باید حتماً نوع رو مشخص کنی.

امنیت تایپی بالای اسکالا و توانایی ایجاد کدهایی که هم سریع و هم مقیاس‌پذیرن، اون رو برای پروژه‌های داده‌محور مناسب کرده. اولین نسخه اسکالا که توسط دانشمند آلمانی، مارتین اودرسکی توسعه داده شد، در سال 2003 میلادی راه اندازی شد و از آن زمان تاکنون با موفقیت اجرا می شود. اگر از تصمیم گرفته‌اید از برنامه‌نویس اسکالا برای پروژه خود استفاده کنید، می‌توانید به‌راحتی برنامه‌ها و اپلیکیشن‌ها را توسعه دهید. اما اسکالا چه چیزی دارد که توجه کسب‌وکارها و پروژه‌های توسعه نرم‌افزار را به خود جلب کرده است؟ در این مقاله به بررسی پرسش فوق و همچنین این موضوع که اسکالا چیست و چگونه می‌تواند برای کسب‌وکار شما مفید باشد، می‌پردازیم. مدل هم‌زمانی مبتنی بر بازیگر و مجموعه‌های موازی اسکالا آن را برای ساخت برنامه‌های بسیار هم‌زمان و کارآمد با بهره‌گیری از پردازنده‌های چندهسته‌ای مناسب می‌کند.

به طور خلاصه، می‌توان گفت که هدف از ایجاد اسکالا طراحی یک جاوای بهینه‌تر بوده و جالب است بدانید که این زبان در JVM (ماشین مجازی جاوا) اجرا می‌شود. به منظور یاد گیری زبان برنامه نویسی Scala منابع و روش های گوناگونی موجود می باشد اما ما در این بخش روشی را که مبتنی بر مثال است را برای شما قرار داده ایم. شما با مطالعه این کتاب آموزشی برنامه نویسی مفید و پر استفاده با ویژگی ها و خصوصیات این زبان آشنا خواهید شد و در صورتی که علاقه داشته باشید می توانید بعداً به صورت جدی تر آن را ادامه دهید. اسکالا یک زبان برنامه نویسی همه‌منظوره و سطح بالا محسوب می‌شود که برای ترکیبی از پارادایم‌های برنامه نویسی شی‌ءگرا و برنامه نویسی تابعی (functional programming) طراحی‌شده است. این زبان توسط مارتین اودرسکی ایجاد و اولین بار در سال 2003 منتشر شد. اسکالا بر روی ماشین مجازی جاوا (JVM) اجرا می‌شود که آن را قادر می‌سازد تا از اکوسیستم وسیع کتابخانه‌ها و ابزار جاوا استفاده کند.

بهترین مطالب ویرگول درمورد توسعه و طراحی نرم‌افزار, آموزش و معرفی ابزار مرتبط, شیوه‌های توسعه‌ی نرم‌افزار, تجربیات توسعه‌دهندگان و... هیچ‌یک از زبان‌های Ruby، Java، Go، C, JavaScript و اکو سیستم‌های آن‌ها، دارای همه ویژگی‌های بالا نیستند. جهت یادآوری باید اشاره کنیم که Optional در جاوا 8 به عنوان کانتینری برای مقادیر اختیاری معرفی شده است. این یک کلاس مجرد است که با استفاده از دو کلاس Case به صورت Success و Failure بسط یافته است. Trait را نمی‌توان وهله سازی کرد؛ اما می‌توان به وسیله کلاس‌ها و شیءها آن را بسط داد. F تابعی است که یک int به عنوان ورودی می‌گیرد و یک int بازمی‌گرداند.

اگر در حوزه داده‌کاوی، توسعه نرم‌افزارهای بزرگ و یا علوم داده فعالیت دارید، یادگیری اسکالا می‌تونه ابزار بسیار مفیدی برای شما باشه. اسکالا (Scala) یکی از این زبان‌ها است که به‌عنوان جایگزینی برتر و انعطاف‌پذیرتر برای پایتون و جاوا توسعه پیدا کرده است. برخی از محبوب‌ترین وب‌سایت‌های جهان مانند توییتر (twitter)، eBay یا لینکدین (LinkedIn) در حال حاضر از زبان برنامه‌نویسی اسکالا به‌عنوان یکی از پرکاربردترین زبان‌های برنامه‌نویسی خود استفاده می‌کنند. اسکالا را می توان نسخه پیشرفته و ارتقا یافته جاو دانست، چون شما امکان استفاده از تمام کتابخانه های جاوا در اسکالا را دارید. در حال حاضر یادگیری هر دوی این زبانها جزو مهارتهای ضروری توسعه دهندگان محسوب می شوند. با اینکه اسکالا شباهت خیلی زیادی به جاوا دارد، اما ویژگیها و خصوصیات منحصر به فردی هم دارد که باعث متمایز شدن این زبان از جاوا و سایر زبانهای برنامه نویسی شده و محبوبیت اسکالا را بیشتر کرده است.

با افزایش کاربران و تقاضا و نزدیک شدن به اتمام قانون مور، روز به روز تقاضا برای تولید چنین نرم‌افزارهایی افزایش می‌یابد. زبان اسکالا دارای ویژگی‌هایی است که مختص چنین تقاضاهایی طراحی شده‌است. از آن جمله می‌توان به غیر قابل تغییر، تطابق الگوها و برنامه‌نویسی تابعی اشاره کرد. علاوه بر این، اسکالا حاصل جمع ویژگی‌های بسیاری از زبان‌های موجود در بازار است. سی شارپ و پایتون نیز دارای قابلیت‌هایی کم و بیش نزدیک به اسکالا هستند، اما شرایط اجرای متفاوتی دارند. برای آن‌که به اهمیت زبان اسکالا اشاره کنیم بهتر است توضیح کوتاهی در ارتباط با آپاچی کافکا اشاره کنیم.

سیمولا ۶۷ اشیاء، کلاس‌ها، زیر کلاس‌ها، متدهای مجازی، هم‌روال، شبیه‌سازی رویداد گسسته و ویژگی‌های جمع‌آوری زباله را معرفی کرد. سیمولا اولین زبان برنامه‌نویسی شی گرا در نظر گرفته شده‌است و چارچوبی برای بسیاری از ویژگی‌های زبان‌های شی گرای امروزی تهیه کرده‌است. یکی دیگر از دلایل اهمیت آن این است که سیمولا هنوز هم برای انواع مختلف از درس‌های دانشگاه استفاده می‌شود. اسکالا یک زبان برنامه نویسی چند پارادایم مدرن است که ترکیبی از برنامه نویسی شی گرا و تابعی است. زبان برنامه نویسی اسکالا یک زبان کامپیوتری همه منظوره است که از هر دو سبک برنامه نویسی شی گرا و کاربردی در مقیاسی بزرگ پشتیبانی می کند.

یکی از اجزای مهم زبان اسکالا، Scala IDE (محیط توسعه یکپارچه Scala) است و برای اتصال به ابزار Eclipse Java استفاده می شود. اسکالا به گونه ای طراحی شده است که می تواند به خوبی با JRE (محیط زمان اجرا جاوا) و چارچوب دات نت کار کند. همچنین اسکالا یک زبان برنامه نویسی استاتیک قوی است و تحت تأثیر زبان برنامه نویسی جاوا است. یکی از مهمترین شباهت‌های اسکالا و جاوا این است که می‌توانید زبا برنامه نویسی اسکالا را به همان روشی که جاوا را کدنویسی می‌کنید، کدنویسی کنید. همچنین می توان از بسیاری از کتابخانه های جاوا در اسکالا به همراه بسیاری از کتابخانه های شخص ثالث آن استفاده کرد. SQLite و SQLAlchemy ابزارهای قدرتمندی برای مدیریت و تعامل با پایگاه‌های داده در برنامه‌های پایتونی هستند.

جاوا اکوسیستم بسیار قدرتمندی در دنیای توسعهٔ نرم‌افزار دارد و مسلماً یادگیری این زبان نویدبخش آیندهٔ شغلی خوبی خواهد بود که در همین راستا می‌توانید به دورهٔ رایگان آموزش جاوا در سکان آکادمی مراجعه نمایید. هدف از این مقاله به هیچ وجه زیر سؤال بردن مزیت‌های زبانی همچون جاوا نیست بلکه صرفاً هدف این بود تا به معرفی زبان اسکالا و برخی از بارزترین مزیت‌هایش اشاره‌ای کرده‌ باشیم. ویژگی ارزیابی تنبل (lazy evaluation) تو Scala باعث می‌شه متغیرها فقط وقتی فراخوانی می‌شن که واقعاً نیاز باشه، و همین توی صرفه‌جویی حافظه کمک می‌کنه، ولی جاوا این قابلیت رو نداره. اضافه‌بار عملگرها (operator overloading) هم از امکانات اسکالاست که اجازه می‌ده معانی جدیدی برای عملگرها تعریف کنی، درحالی که توی جاوا همچین قابلیتی نداری. علیرغم اینکه اسکالا در میان زبان‌های معتبری مانند جاوا و پایتون با مشکل مواجه است، در طول سال‌ها، جایگاه ویژه‌ای را ایجاد کرده است که بهره‌وری و عملکرد بالا را ارائه می‌کند.

برخی از شرکت‌ها/مؤسسات نام برده تمام یا بخشی از نرم‌افزارهای موجود خود را که با PHP، Ruby ، ... این مراحل به شما کمک می‌کند تا پایگاه داده اس کیو لایت را در پروژه Flask خود پیکربندی کرده و بتوانید از امکانات اس کیو ال الکمی برای مدیریت پایگاه داده بهره‌برداری کنید. SQLAlchemy یک کتابخانه‌ی ORM (Object-Relational Mapping) برای زبان پایتون است که ارتباط بین اشیاء پایتونی و جداول پایگاه داده را فراهم می‌کند. با استفاده از اس کیو ال الکمی، توسعه‌دهندگان می‌توانند بدون نیاز به نوشتن مستقیم دستورات SQL، با داده‌های پایگاه داده تعامل کنند. در سال 1966، C.A.R.Hoare مفهوم ساخت کلاس رکورد را معرفی کرد، که دال و نیگارد آن را با مفهوم پیشوندی و ویژگی‌های دیگری برای برآورده کردن نیازهای خود برای مفهوم فرایند تعمیم داده شده گسترش دادند. دال و نیگارد مقاله خود در اعلان‌های کلاس‌ها و زیر کلاس‌ها در کنفرانس کاری IFIP روی زبان‌های شبیه‌سازی در اسلو، در مه ۱۹۶۷ ارائه دادند.

حتی می‌تونی این توابع رو تو همدیگه قرار بدی و با متد کاری (currying) ساختارشون رو تغییر بدی. برخی از مزایای اسکالا این است که در مقایسه با جاوا که به خطوط کد بیشتری نیاز دارد، زمان کمتری برای کدنویسی نیاز دارد. اسکالا همچنین از ابزارها و APIهای قوی بهره می برد که می توان از آنها برای ایجاد برنامه های مختلف استفاده کرد. با این کار پروژه ساخته شده و می‌توانیم فایل‌های اسکالا را به آن اضافه کرده و برنامه بنویسیم. برای اضافه کردن فایل جدید مانند پروژه های جاوا بر روی پوشه src کلیک راست کرده و گزینه new را انتخاب کرده و بعد از آن گزینه File را انتخاب می کنیم. از طرف دیگر، وقتی ویژگی‌های جدید اضافه می‌شوند یا نیاز به ایجاد تغییرات یا به‌روزرسانی‌هایی در کدها است، کار با کد تمیز آسان‌تر است؛ زیرا اشکالات فنی کمتری تولید می‌کند.

همچنین Scala از سبک برنامه‌نویسی تغییرناپذیر استفاده می‌کنه، که برای کارهای همزمان (concurrency) و پردازش موازی خیلی مفیده. اسکالا بهترین زبان برنامه نویسی برای متخصصان مشتاق نرم افزار، دانشمندان داده، مهندسان داده و متخصصان تحلیلگر است. برنامه‌نویسان می‌توانند اسکالا را به همان روشی کدنویسی کنند که جاوا را کدنویسی می‌کنند. با این وجود، یادگیری آن به اندازه زبان‌های دیگر مانند Go آسان نیست. خواندن یک کد اسکالا به عنوان یک مبتدی می‌تواند تا حدودی دشوار باشد؛ اما زمانی که در آن مهارت یافتید، توسعه اپلیکیشن می‌تواند به روشی کاملاً کارآمد صورت بگیرد. فرقی نمی کند در برنامه نویسی مبتدی باشید یا حرفه ای، به هر حال اگر دنبال زبان سریعی هستید که بهترین ویژگیها را در اختیارتان بگذارد، اسکالا بهترین گزینه برای شماست.

اسکالا بسیار مقیاس‌پذیر است و این ویژگی یکی از دلایلی است که تعداد زیادی از شرکت‌های مدرن آن را ترجیح می‌دهند. با استفاده از اسکالا توسعه‌دهندگان می‌توانند پارادایم‌ها را مطابق میل خود ترکیب کنند. با بزرگ‌تر شدن پروژه، مزایای استفاده از اسکالا هم بیشتر نمایان می‌شود. در مقایسهٔ با جاوا در این برنامهٔ ساده، نیازی به تعریف کلاس نداشتیم و چیزی نیز به‌عنوان static معرفی نشده‌است؛ در اصل با به‌بکاربردن کلمهٔ کلیدی object در اینجا ما یک Singleton ایجاد کرده‌ایم. با افزایش محبوبیت اسکالا، تقاضا برای توسعه‌دهندگان اسکالا افزایش‌یافته است.

در حال حاضر زبان برنامه نویسی Scala  به‌طور گسترده‌ در بسیاری از موسسات استفاده می‌شود. امروزه اکثر شرکت‌ها، نحوه طراحی تمام یا بخشی از نرم‌افزارهای موجودشان را، با اسکلا جایگزین کرده‌اند. به صورت رسمی در اوایل سال ۲۰۰۴ این برنامه برای پلتفرم جاوا منتشر گردید، همچنین در ژوئن همان سال برای سیستم Net Framework  انتشار یافت. با Scala می‌تونی کدی کوتاه‌تر و خواناتر بنویسی، چون ویژگی‌هایی مثل استنباط نوع (type inference) و عبور تابع (function passing) داره که جاوا این‌ها رو نداره. همین ویژگی‌ها به Scala کمک می‌کنن الگوهای برنامه‌نویسی رو به شکلی ساده و ایمن پیاده‌سازی کنه.

برای بسیاری از افراد، اولین قدم در یادگیری برنامه‌نویسی گیج‌کننده است. انتخاب زبان مناسب، پیدا کردن منابع یادگیری، و تصمیم‌گیری درباره مسیر شغلی ممکن است باعث شود احساس کنید که نمی‌دانید از کجا باید شروع کنید. اما این سردرگمی بخشی طبیعی از این فرآیند است و با داشتن یک برنامه گام‌به‌گام و کمک گرفتن از منابع معتبر، به‌راحتی قابل حل است. شرکت Typesafe بزرگترین حامی و پشتیبان زبان و پلتفرم اسکالا است که تاکنون موفقیت‌ها و جذب سرمایه خوبی داشته‌است. فعالیت اصلی این شرکت در ارائه خدمات تجاری آموزشی و مشاوره‌ای در زمینه ساخت نرم‌افزارهای نوین با قدرت پاسخگویی به تعداد کاربران بالاست که در اصطلاح به این نوع نرم‌افزارها، نرم‌افزارهای Reactive می‌گویند. Typesafe به صورت رسمی به توسعه کامپایلر اصلی اسکالا و ابزارهای مرتبط همچون چارچوب تولید نرم‌افزارهای توزیعی Akka، چارچوب Play، محیط توسعه یکپارچه (IDE) و … می‌پردازد.

با تشریح تمام این مزایای اسکالا نسبت به جاوا، باید تصویر واضحی از اینکه چرا امروزه با چنین سرعتی در حال پیشرفت است، دریافت کرده اید. برخی از شرکت های بزرگتر زمان حاضر، مانند توییتر، لینکدین، اینتل و غیره برای توسعه محصولات بزرگ به این زبان برنامه نویسی متکی هستند. اسکالا در پردازش داده، محاسبات توزیع‌شده و توسعه وب استفاده می‌شود و زیرساخت مهندسی داده بسیاری از شرکت‌ها را تأمین می‌کند. به گفته W3Techs، اگرچه اسکالا از نظر محبوبیت و ترافیک در جایگاه پایین‌تری قرار دارد، اما در مقایسه با پرکاربردترین زبان‌های برنامه‌نویسی مانند جاوا، ASP.NET یا PHP رشد ثابتی را نشان داده است. SQLAlchemy یک کتابخانه‌ی قدرتمند Object-Relational Mapper (ORM) برای زبان برنامه‌نویسی Python است.