API در برنامه نویسی چیست و چه کاربردی دارد؟

API ها یا رابط‌های برنامه نویسی کاربردی (Application Programming Interfaces)، بخش مهمی از توسعه نرم‌افزار مدرن هستند. API ها به برنامه‌های مختلف اجازه می‌دهند تا با یکدیگر ارتباط برقرار کنند و توسعه‌دهندگان را قادر می‌سازند محصولات و خدمات نوآورانه‌ای ایجاد کنند. در این مطلب از مجله مکتب خونه به بررسی مفهوم API ها در برنامه نویسی می‌پردازیم که شامل موارد استفاده، مزایا و معایب آن‌ها می‌شود. ما همچنین در این مطلب نمونه‌های عملی استفاده از API های را ارائه خواهیم داد.

API در برنامه نویسی چیست؟

API در برنامه نویسی مجموعه‌ای از پروتکل‌ها، ابزارها و روال‌هایی هستند که به برنامه‌های نرم‌افزاری اجازه می‌دهند با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. API ها راه استاندارد شده‌ای را برای توسعه‌دهندگان فراهم می‌کنند تا بین سیستم‌های نرم‌افزاری مختلف ارتباط برقرار کرده و ساخت برنامه‌های پیچیده را آسان‌تر کنند.

انوع API

حال با مفهوم اینکه API چیست به صورت مختصر آشنا شدیم، برای بررسی عمیق‌تر این موضوع انواع API را مورد تحلیل واقع می‌دهیم. سه نوع API وجود دارد که در ادامه موردبررسی واقع خواهند شد.

API های وب

وب API ها  (web apis) برای اتصال برنامه‌های کاربردی وب استفاده می‌شوند و به آن‌ها امکان تبادل داده و عملکرد را می‌دهند. API های وب معمولاً با استفاده از درخواست‌ها و پاسخ‌های HTTP قابل دسترسی هستند و می‌توان از آن‌ها برای بازیابی داده‌ها از یک وب سرور، ارسال داده‌ها به سرور وب یا انجام اقدامات دیگر استفاده کرد.

API های محلی

API های محلی برای اتصال برنامه‌های در حال اجرا بر روی یک دستگاه استفاده می‌شوند. API های محلی معمولاً با استفاده از فراخوانی تابع قابل دسترسی هستند و به برنامه‌های مختلف اجازه می‌دهند منابع و داده‌ها را به اشتراک بگذارند.

API های سیستم

API های سیستم برای اتصال برنامه‌ها به سیستم‌عامل و منابع سخت‌افزاری استفاده می‌شوند. API های سیستم برای تعامل با سیستم فایل، دسترسی به دستگاه‌های سخت‌افزاری و انجام سایر وظایف در سطح سیستم استفاده می‌شوند.

API ها چگونه کار می‌ کنند؟

API ها با مجموعه‌ای از نقاط پایانی کار می‌کنند که می‌توانند برای دسترسی به داده‌ها یا عملکردها استفاده شوند. وقتی یک API ایجاد می‌شود، توسعه‌دهندگان تعیین می‌کنند که چه نقاط پایانی در دسترس هستند و به چه داده‌ها یا عملکردهایی می‌توان از طریق آن‌ها دسترسی داشت. این نقاط پایانی را می‌توان به عنوان نقاط ورودی به عملکرد یا داده‌های API در نظر گرفت.

هنگامی که یک برنامه درخواستی را به نقطه پایانی یک API ارسال می‌کند، API اقدام درخواستی را انجام می‌دهد یا داده‌های درخواستی را برمی‌گرداند و پاسخ را به برنامه فراخوانی ارسال می‌کند. این به برنامه‌ها اجازه می‌دهد بدون نیاز به دانستن نحوه پیاده‌سازی API یا نحوه ذخیره و مدیریت داده‌ها در بک‌اند، به عملکرد و داده‌های ارائه‌شده توسط API دسترسی داشته باشند و از آن‌ها استفاده کنند.

API ها معمولاً از مجموعه‌ای از پروتکل‌ها و فرمت‌های استاندارد مانند HTTP، JSON و XML استفاده می‌کنند تا اطمینان حاصل کنند که داده‌ها به طور قابل اعتماد و ایمن بین برنامه‌ها منتقل می‌شوند. توسعه‌دهندگان می‌توانند از API ها برای ایجاد یکپارچگی سفارشی بین سیستم‌های نرم‌افزاری مختلف استفاده کنند و آن‌ها را قادر می‌سازد تا برنامه‌های پیچیده و نوآورانه بسازند.

کاربرد api در برنامه نویسی چیست؟

API ها (Application Programming Interfaces) به طور گسترده در برنامه نویسی برای اهداف مختلف استفاده می‌شوند. در اینجا برخی از کاربردهای رایج API ها آورده شده است:

یکپارچه‌سازی با سرویس‌های شخص ثالث

بسیاری از برنامه‌ها و سرویس‌ها برای ارائه عملکرد اضافی نیاز به تعامل با سایر سرویس‌های شخص ثالث دارند. APIها به توسعه دهندگان این امکان را می‌دهند که به راحتی با این سرویس‌ها مانند دروازه‌های پرداخت، پلتفرم‌های رسانه‌های اجتماعی یا خدمات ایمیل ادغام شوند.

ایجاد رابط‌های سفارشی

API ها را می‌توان برای ساخت رابط‌های سفارشی که با برنامه‌ها یا سرویس‌های موجود در تعامل است استفاده کرد. برای مثال، توسعه‌دهندگان می‌توانند داشبوردهای سفارشی یا ابزارهای گزارش دهی بسازند که داده‌ها را با استفاده از APIها از چندین منبع بازیابی می‌کنند.

توسعه برنامه‌های موبایل

API ها معمولاً در توسعه برنامه‌های تلفن همراه استفاده می‌شوند تا به برنامه اجازه دهند با سرویس‌های مبتنی بر وب یا سیستم‌های پشتیبان تعامل داشته باشد. این به توسعه دهندگان اجازه می‌دهد تا برنامه‌های تلفن همراهی ایجاد کنند که می‌توانند به داده‌ها از منابع مختلف دسترسی داشته باشند و آن‌ها را دست‌کاری کنند. برای مثال sdk api در برنامه نویسی اندروید از این نوع API ها است.

خودکارسازی گردش کار

API ها را می‌توان برای خودکارسازی گردش کار و ساده‌سازی فرآیندها استفاده کرد. به عنوان مثال، API ها می‌توانند برای راه‌اندازی خودکار اقدامات یا به‌روزرسانی‌ها در یک سیستم بر اساس تغییرات ایجاد شده در سیستم دیگر استفاده شوند.

به طور کلی، APIها روشی انعطاف‌پذیر و قدرتمند برای یکپارچه‌سازی سیستم‌های مختلف، خودکارسازی گردش کار و ایجاد برنامه‌ها و خدمات جدید ارائه می‌کنند. آن‌ها یک بلوک اساسی برای توسعه نرم‌افزار مدرن هستند.

پیشنهاد مطالعه: آموزش django rest framework به همراه ساخت یک API

rest api چیست؟

REST API مخفف عبارت Representational State Transfer Application Programming Interface است. نوعی API است که از درخواست‌های HTTP برای انجام عملیات CRUD (ایجاد، خواندن، به‌روزرسانی، حذف) بر روی منابع استفاده می‌کند که می‌توانند به عنوان اشیا یا موجودیت‌های داده در نظر گرفته شوند.

در یک REST API، منابع توسط URI های منحصربه‌فرد (شناسه منبع یکسان) شناسایی می‌شوند و از متدهای HTTP مانند GET، POST، PUT، PATCH و DELETE برای انجام عملیات روی آن منابع استفاده می‌شود.

از GET برای بازیابی یک منبع، POST برای ایجاد یک منبع جدید، PUT برای به‌روزرسانی یک منبع موجود، PATCH برای اصلاح یک منبع موجود، و DELETE برای حذف یک منبع استفاده می‌شود.

API های REST به‌گونه‌ای طراحی شده‌اند که بدون حالت باشند، به این معنی که سرور هیچ حالت کلاینت را بین درخواست‌ها حفظ نمی‌کند. این امکان مقیاس‌پذیری بیشتر و ذخیره آسان پاسخ‌ها را فراهم خواهد کرد.

API های REST به طور گسترده برای برنامه‌ها و سرویس‌های مبتنی بر وب مورد استفاده قرار می‌گیرند، زیرا آن‌ها یک راه استاندارد برای دسترسی و دست‌کاری منابع از طریق وب ارائه می‌دهند. آن‌ها اغلب همراه با فرمت‌های داده JSON (JavaScript Object Notation) یا XML (EXtensible Markup Language) برای تبادل داده بین برنامه‌ها و سرویس‌ها استفاده می‌شوند.

پیشنهاد مطالعه: آموزش restful api در لاراول

مزایای API در برنامه نویسی

API در برنامه نویسی طیف وسیعی از مزایای را برای توسعه‌دهندگان نرم‌افزار فراهم می‌کنند، از جمله موارد زیر:

• قابلیت استفاده مجدد: API ها را می‌توان در برنامه‌های مختلف مورد استفاده مجدد قرار داد و به توسعه‌دهندگان این امکان را می‌دهد که محصولات و خدمات جدید را سریع و کارآمد بسازند.
• انعطاف‌پذیری: API ها روشی انعطاف‌پذیر برای اتصال سیستم‌های نرم‌افزاری مختلف ارائه می‌کنند و توسعه‌دهندگان را قادر می‌سازند تا ادغام‌های سفارشی را ایجاد کنند که نیازهای خاص آن‌ها را برآورده کند.
• امنیت بهبودیافته: API ها روشی امن برای تبادل داده‌ها و عملکرد بین برنامه‌ها ارائه می‌دهند و از داده‌های حساس در برابر دسترسی غیرمجاز محافظت می‌کنند.
• مقیاس‌پذیری: API ها را می‌توان برای ایجاد برنامه‌های مقیاس‌پذیر که می‌توانند حجم زیادی از ترافیک و داده را مدیریت کنند، استفاده کرد.
• زمان توسعه سریع‌تر: API ها می‌توانند با ارائه عملکردهای از پیش ساخته شده‌ای که می‌توانند به سرعت و به راحتی در برنامه‌ها ادغام شوند، روند توسعه را تسریع بخشند.

معایب API در برنامه نویسی چیست؟

در حالی که API در برنامه نویسی مزایای زیادی ارائه می‌دهد، معایبی نیز برای آن وجود دارد که از جمله مهم‌ترین آن‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• کارکرد محدود: API ها ممکن است عملکرد محدودی داشته باشند که این ویژگی اجرای ویژگی‌های پیچیده یا گردش کار سفارشی را دشوار می‌کند.
• خطرات امنیتی بالقوه: اگر API ها به درستی اجرا نشوند، می‌توانند خطرات امنیتی ایجاد کنند. توسعه‌دهندگان باید اطمینان حاصل کنند که API ها ایمن هستند و داده‌های حساس از دسترسی غیرمجاز محافظت می‌شوند.

برنامه‌ های کاربردی API در برنامه نویسی

در اینجا چند مثال کاربردی از استفاده از API در برنامه نویسی آورده شده است که توسعه‌دهندگان می‌توانند با استفاده از زبان‌های برنامه نویسی مختلفی مانند پایتون، سی شارپ، جاوا، جاوا اسکریپت و غیره از آن استفاده کنند.

API آب و هوا

توسعه‌دهندگان می‌توانند از OpenWeatherMap API برای دسترسی به داده‌های آب و هوای زمان واقعی از سراسر جهان استفاده کنند. با ادغام این API در برنامه‌های خود، توسعه‌دهندگان می‌توانند اطلاعات به‌روز آب و هوا را در اختیار کاربران قرار دهند.

API توییتر

توسعه‌دهندگان می‌توانند از API توییتر برای دسترسی به داده‌ها از پلت فرم رسانه‌های اجتماعی محبوب استفاده کنند. با ادغام Twitter API در برنامه‌های خود، توسعه‌دهندگان می‌توانند مشتریان Twitter سفارشی ایجاد کرده یا داده‌های Twitter را برای اهداف تحقیقاتی تجزیه‌وتحلیل کنند.

Google Maps API

توسعه‌دهندگان پایتون می‌توانند از Google Maps API برای دسترسی به نقشه‌ها و داده‌های مکان استفاده کنند. با ادغام این API در برنامه‌های خود، توسعه‌دهندگان می‌توانند خدمات مبتنی بر مکان، مانند برنامه‌ریزی مسیر یا توصیه‌های تجاری محلی را ارائه دهند.

API یوتیوب

توسعه‌دهندگان می‌توانند از YouTube API برای دسترسی به ویدیوها از پلتفرم محبوب اشتراک‌گذاری ویدیو استفاده کنند. با ادغام این API در برنامه‌های خود، توسعه‌دهندگان می‌توانند مشتریان YouTube سفارشی ایجاد کرده یا داده‌های YouTube را برای اهداف تحقیقاتی تجزیه‌وتحلیل کنند.

مثالی از استفاده API در برنامه نویسی

در این بخش مثالی از توابع API در برنامه نویسی پایتون برای بازگرداندن وضعیت آب و هوا ارائه شده که قطعه کد این برنامه به صورت زیر است:

import requests
from pprint import pprint

api_key = 'YOUR_API_KEY'
city = 'New York'
url = f'http://api.openweathermap.org/data/2.5/weather?q={city}&appid={api_key}&units=metric'

response = requests.get(url)

if response.status_code == 200:
    data = response.json()
    pprint(data)
else:
    print('Failed to retrieve weather data')

در این آموزش API، ابتدا ماژول‌های لازم را وارد شده‌اند که این شامل درخواست‌هایی برای ایجاد درخواست‌های HTTP و pprint برای چاپ داده‌های بازگشتی است. سپس در این برنامه کلید API و نام شهری را که می‌خواهیم داده‌های آب و هوا را برای آن بازیابی کنیم، تنظیم شده است. ما همچنین URL API را با پارامترهای مناسب می‌سازیم، از جمله پارامتر appid که حاوی کلید API ما است.

سپس با استفاده از requests.get()‎ یک درخواست GET به URL API می‌دهیم و کد وضعیت پاسخ را بررسی می‌کنیم تا مطمئن شویم درخواست موفقیت‌آمیز بوده است. اگر کد وضعیت 200 باشد، داده‌های پاسخ را با استفاده از روش json ()‎ به فرمت JSON تبدیل می‌کنیم و سپس داده‌ها را با استفاده از ()pprint چاپ خواهیم کرد. اگر کد وضعیت 200 نباشد، یک پیام خطایی چاپ می‌شود که نشان می‌دهد داده‌های آب و هوا قابل بازیابی نیست.

توجه داشته باشید که برای استفاده از کد بالا باید برای یک کلید API رایگان از وب‌سایت OpenWeatherMap ثبت‌نام کنید. می‌توانید جای YOUR_API_KEY در کد را با کلید API خود جایگزین کنید.

سخن پایانی

API ها به بخش مهمی از توسعه نرم‌افزار مدرن تبدیل شده‌اند و توسعه‌دهندگان را قادر می‌سازند محصولات و خدمات نوآورانه‌ای ایجاد کنند که در غیر این صورت امکان‌پذیر نبود. در این مقاله به بررسی مفهوم API در برنامه نویسی، از جمله کاربردها، مزایا و معایب آن‌ها پرداخته‌ایم. ما همچنین نمونه‌های عملی استفاده از API ها در برنامه نویسی پایتون را ارائه کرده‌ایم. همان‌طور که توسعه نرم‌افزار به تکامل خود ادامه می‌دهد، API ها ابزاری حیاتی برای اتصال سیستم‌های نرم‌افزاری مختلف و ساخت برنامه‌های کاربردی پیچیده باقی خواهند ماند.