کتابخانه در برنامه نویسی چیست؟ برنامه کتابخانه

کلمه library یکی از پرکاربردترین کلمات در برنامه نویسی است. کتابخانه ها در برنامه نویسی بسیار مفید هستند. اگر در حال خواندن این مقاله هستید، پس به تازگی برنامه نویسی را شروع کرده اید یا به برنامه نویسی علاقه مند هستید. اگر هنوز اطلاعات کافی در مورد برنامه نویسی ندارید، بهتر است بخوانید برنامه نویسی چیست. در زیر می خواهیم به مفهوم کتابخانه در برنامه نویسی بپردازیم و کاربردهای آن را به شما بگوییم. با ما همراه باشید تا به ما بگویید چرا به عنوان یک برنامه نویس باید انواع کتابخانه ها را بشناسید و از آنها به بهترین شکل ممکن استفاده کنید.

منظور از کتابخانه در برنامه نویسی چیست؟

اگر به برنامه نویسی علاقه داشته اید، حتماً اصطلاح کتابخانه را شنیده اید. کتابخانه در لغت به معنای کتابخانه است. اما دقیقاً منظور از کتابخانه در برنامه نویسی چیست؟ کتابخانه مجموعه ای از کدهای از پیش ساخته شده است که توسعه دهندگان و برنامه نویسان می توانند از آنها برای توسعه نرم افزار خود استفاده کنند. به عبارت دیگر کتابخانه ها مجموعه ای از بخش های برنامه هستند که وظایف تخصصی را انجام می دهند.

به عنوان مثال، فرض کنید پروژه شما ساخت روزنامه دیواری است. برای ساخت روزنامه دیواری به مقوا، خودکار، چسب و … نیاز دارید. استفاده صحیح از این امکانات کافی است; مقوا، چسب و خودکار را از ابتدا نخواهید ساخت! فقط باید بدانید که چگونه از آنها به درستی استفاده کنید. اگر کمی باهوش باشید و این مثال را با کار یک برنامه نویس مقایسه کنید، مفهوم کتابخانه ها را به خوبی درک خواهید کرد. ساخت روزنامه دیواری پروژه مورد نظر برنامه نویس و وسایلی مانند چسب، مقوا و … است. همان کتابخانه هایی هستند که در دسترس برنامه نویس هستند. بنابراین می‌توانید ببینید که داشتن کتابخانه‌ها چقدر می‌تواند به یک برنامه‌نویس کمک کند تا کار خود را سرعت بخشد و بهبود بخشد.

کاربرد کتابخانه ها در برنامه نویسی چیست و چه مزیت هایی دارد؟

کتابخانه ها توسط برنامه نویسان در سراسر جهان نوشته می شوند و در اکثر زبان های برنامه نویسی وجود دارند. این کتابخانه ها می توانند بسیاری از ویژگی های مورد نیاز توسعه دهندگان را به برنامه اضافه کنند. به زبان ساده، کتابخانه ها امکاناتی را در اختیار برنامه نویسان قرار می دهند که برنامه نویسی را بسیار آسان تر و لذت بخش می کند. استفاده از کتابخانه ها مزایای زیادی دارد که در زیر به مهمترین آنها اشاره می شود.

افزایش سرعت برنامه نویسی

با استفاده از کتابخانه ها، توسعه دهندگان دیگر مجبور نیستند تمام قسمت های کوچک و بزرگ برنامه را از ابتدا بنویسند، بلکه می توانند با استفاده از کدهای از پیش نوشته شده، ماژول های مورد نظر را سریعتر طراحی کنند و برنامه را به سرعت توسعه دهند. .

ثبات بیشتر

کتابخانه های ارائه شده به برنامه نویسان در حال حاضر در سراسر جهان منتشر شده و توسط بسیاری از برنامه نویسان استفاده می شود. بنابراین شما اولین کسی نیستید که از این کدها استفاده می کند. این کتابخانه ها بارها پیاده سازی و تست شده اند و اگر مشکلی وجود داشت باید رفع می شد. به این ترتیب می توانید مطمئن باشید که این کدها پایدار هستند و هیچ باگ یا مشکل خاصی ندارند.

امنیت بالاتر

امنیت پروژه قطعا برای توسعه دهندگان بسیار مهم است. کتابخانه ها برای حفظ امنیت از قوانین خاصی پیروی می کنند. داشتن این قوانین باعث می شود کتابخانه ها از امنیت لازم برخوردار باشند و استفاده از آنها منجر به ایجاد باگ های امنیتی در پروژه شما نمی شود.

کاهش حجم کدها

یکی از مهمترین اصول در برنامه نویسی کاهش حجم کد و جلوگیری از افزونگی غیر ضروری است. کاهش اندازه کد نه تنها به خوانایی بیشتر کد شما کمک می کند، بلکه اشکال زدایی و یافتن خطاها را در کد شما آسان تر می کند. این سوال اهمیت بیشتری پیدا می کند، به خصوص زمانی که در پروژه های بزرگ و تیمی چندین واحد مختلف روی یک پروژه کار می کنند. با استفاده از کتابخانه ها می توانید از استفاده از کدهای تکراری در پروژه ها خودداری کنید.

امکان تست کتابخانه ها

استفاده از کتابخانه ها به شما این امکان را می دهد که در صورت بروز مشکل در کد، کدهای آماده را به صورت جداگانه آزمایش کنید و به راحتی باگ های برنامه خود را پیدا کنید.

انواع کتابخانه ها

کتابخانه ها دو دسته اصلی دارند، کتابخانه های ایستا و کتابخانه های پویا. همه کتابخانه ها بر اساس نحوه رفتارشان در یکی از این دو دسته کلی قرار می گیرند. در زیر به ویژگی ها و تفاوت های این دو نوع کتابخانه می پردازیم.

کتابخانه های ثابت یا ایستا (استاتیک)

کتابخانه های استاتیک چیزی بیش از یک سری فایل شی نیستند. فایل های شی منابع زبان ماشین کامپایل شده ما هستند. این نوع کتابخانه ها به دلیل ماهیتشان به آرشیو نیز معروف هستند. با استفاده از کتابخانه های ایستا، برنامه ای که در نهایت اجرا می کنید شامل تمام کدها و کتابخانه های استاتیک استفاده شده می شود.

کتابخانه های پویا یا قابل اشتراک گذاری

یک کتابخانه پویا یا اشتراکی فایلی است که برای به اشتراک گذاری توسط فایل های اجرایی در نظر گرفته شده است. نام این نوع کتابخانه نیز با توجه به ماهیت این کدها مانند کتابخانه های استاتیک انتخاب می شود. هنگامی که از کتابخانه های پویا استفاده می کنید، نیازی به کپی کردن کدها در برنامه خود ندارید. در این صورت اطلاعات لازم در مورد این کتابخانه ها در حافظه نوشته می شود و نیازی به افزودن کد به فایل اجرایی نیست.

بدین ترتیب در پایان کار فایل اجرایی حاصل حجم کمتری خواهد داشت. بنابراین برنامه هایی که از کتابخانه های پویا استفاده می کنند بسیار کوچکتر از برنامه هایی هستند که از کتابخانه های ایستا استفاده می کنند. عملکرد این کتابخانه ها به این صورت است که هنگام اجرای فایل، کد فراخوانی شده در حافظه مشترک بارگذاری می شود که می تواند توسط برنامه های دیگر استفاده شود.

استفاده از کتابخانه های پویا بهتر است یا استاتیک؟

به طور کلی استفاده از کتابخانه های پویا بهتر از کتابخانه های ایستا است زیرا:

• فایل اجرایی بسیار کوچکتر خواهد بود بنابراین به سرعت بارگیری می شود.
• کد شی تنها در صورتی بارگذاری می شود که توسط برنامه فراخوانی شود. در برنامه‌های بسیار پیچیده، تنها بخش کوچکی برای هر کار خاص اجرا می‌شود، در حالی که اگر از کتابخانه‌های استاتیک استفاده می‌شود، تمام کدها باید به صورت استاتیک بارگذاری شوند.
• از حافظه بهینه استفاده می شود. اگر چندین برنامه در حال اجرا وجود دارد که از کتابخانه های مشترک استفاده می کنند، کافی است یک نسخه از کتابخانه را در حافظه مشترک قرار دهید تا همه برنامه ها بتوانند از آن استفاده کنند.
• به روز رسانی و تغییر کتابخانه های پویا بسیار آسان تر و سریعتر از کتابخانه های استاتیک است.

توجه داشته باشید که علاوه بر مزایای فراوان استفاده از کتابخانه های پویا، استفاده از این نوع کتابخانه ها یک مشکل اساسی نیز دارد. مشکل این نوع کتابخانه این است که سیستم باید بداند که کتابخانه های پویا را در شروع برنامه و در حین اجرای برنامه کجا پیدا کند. حال اگر این کدها به سیستم دیگری منتقل یا منتقل شوند، اجرای برنامه مورد نظر خراب می شود. از طرفی مزیت کتابخانه های استاتیک این است که برنامه و کد شما شامل تمامی کتابخانه های لازم و کدهای مورد نیاز است و به صورت کاملا مستقل اجرا می شود.

تفاوت بین کتابخانه ها و چارچوب ها چیست؟

وقتی از کتابخانه ها استفاده می کنید، کل برنامه را کنترل می کنید و تصمیم می گیرید که چه زمانی و کجا یک کتابخانه را فراخوانی کنید. شکل دیگری از کنترل در درون وجود دارد. اما چارچوب چیست؟ فریم ورک ها در واقع چارچوب هایی هستند که کتابخانه ها و کلاس ها را در اختیار شما قرار می دهند و جریان کل برنامه را مدیریت می کنند. چارچوب ها کل جریان اجرای کد را کنترل می کنند. این فریم ورک ها نقاط شکست از پیش تعریف شده ای را به شما می دهند که می توانید با کدهای خود پر کنید.

نتیجه

استفاده صحیح از کتابخانه ها یکی از مهمترین مسائل در برنامه نویسی است. کتابخانه ها برنامه نویسی را آسان تر می کنند و کار توسعه دهندگان را سرعت می بخشند. در این مقاله سعی شده است مفهوم کتابخانه در برنامه نویسی توضیح داده شود و مزایا و کاربردهای آن را بررسی کنیم. حال اگر می خواهید به عنوان یک برنامه نویس حرفه ای کار کنید، باید انواع کتابخانه ها را بشناسید و بتوانید به بهترین شکل از آنها استفاده کنید. در این صورت می توانید به عنوان یک پروژه مستقل با افرادی که نیاز به استخدام یک برنامه نویس حرفه ای دارند کار کنید.