آموزش مقدماتی زبان برنامه نویسی پایتون

امروزه زبان‌های برنامه‌نویسی به‌وفور یافت می‌شوند، زبان‌هایی که هر یک نقاط ضعف و قوت خاصی را دارا هستند و مزیت‌هایی متنوع ارائه می‌دهند. اگر در حوزه‌ی برنامه‌نویسی به تحقیق پرداخته باشید، قطعا نام پایتون (Python) را زیاد شنیده‌اید. پایتون را می‌توان یکی از محبوب‌ترین زبان‌های برنامه‌نویسی در دنیا خطاب کرد.

از پایتون برای ساخت وب‌سایت‌ها و اپلیکیشین‌های بسیار محبوبی نظیر اینستاگرام، گوگل، اسپاتیفای و نت‌فلیکس استفاده شده و از همین‌رو زبان برنامه‌نویسی موردبحث اهمیتی ویژه دارد. از پایتون به‌طور معمول در حوزه‌ی علم داده‌ها و یادگیری ماشین هم استفاده می‌شود. تمامی این موارد دست‌به‌دست هم می‌دهند تا بتوانیم از پایتون به‌عنوان یک زبان برنامه‌نویسی ماندگار و منسوخ‌نشدنی یاد کنیم؛ زبانی برنامه‌نویسی که قرار است فعلا در بازار باقی بماند و توسط افراد زیادی مورداستفاده قرار گیرد.

درکنار قدرت بالا و توانایی انعطاف ‌زیاد، پایتون را می‌توان جزو زبان‌هایی به‌حساب آورد که افراد تازه‌کار می‌توانند در زمانی سریع نحوه‌ی کار کردن با آن‌ را یاد بگیرند. درواقع شمار زیادی از متخصصان، پایتون را نوعی زبان برنامه‌نویسی «تازه‌کارپسند» به‌حساب می‌آورند که شمار درخورتوجهی از علاقه‌مندان به دنیای کدنویسی، ابتدا به‌سراغ آن می‌روند.

روند توسعه‌ی زبان برنامه‌نویسی پایتون در دهه‌ی ۱۹۸۰ میلادی به‌رهبری خیدو فان روسوم، برنامه‌نویس هلندی، در مؤسسه‌ی پژوهشی Centrum Wiskunde & Informatica (موسوم‌به CWI) آغاز شد. پایتون را تا حد زیادی می‌توان زاده‌ی ذهن فان روسوم به‌حساب آورد، برنامه‌نویسی که از خودش به‌عنوان «فرمانروای نیک‌خواه و همیشگی» پایتون یاد می‌کند. البته فان روسوم در سال ۲۰۱۸ از مقام خود به‌عنوان رهبر پایتون کناره‌گیری کرد تا این وظیفه به شورای مدیریتی پایتون (Python Steering Council) داده شود.

پایتون در زمینه‌ی برنامه‌نویسی چه ضوابطی دارد؟ عمده‌ی کارشناسان پایتون را جایگزین زبان برنامه‌نویسی ABS می‌پندارند. پایتون نوعی زبان برنامه‌نویسی تفسیری سطح بالا است که در حوزه‌ی توسعه‌ی سریع نرم‌افزار (RAD) کاربرد زیادی دارد و می‌توان از آن به‌عنوان زبانی پویا (Dynamically Typed) هم یاد کرد که از قابلیت زباله‌جمع‌کن (Garbage Collector) بهره می‌گیرد و از پارادایم‌های چندگانه‌ی برنامه‌نویسی شامل شیءگرا، رویه‌ای (Procedural) و تابعی (Functional) پشتیبانی می‌کند. 

اگر تازه‌کار هستید و اصطلاح‌های مطرح‌شده در پاراگراف بالا شما را سردرگم کردند نگران نباشید. همین کافی است که بدانید یادگیری پایتون کاری نسبتا ساده است. همین زبان برنامه‌نویسیِ به‌اصطلاح ساده، مزیت‌هایی متعددی ارائه می‌دهد و قدرت و محبوبیت بسیار زیادی دارد. در ادامه زومیت را همراهی کنید تا به‌شما آموزش دهیم که چگونه می‌توانید کار با پایتون را شروع و نخستین اپلیکیشن خودتان را تولید کنید.

اولین کاری که باید برای استفاده از پایتون انجام دهید، دانلود برخی نرم‌افزارها است. اگر کاربر رایانه‌های ویندوزی هستید، باید برای دانلود یک مترجم پایتون (Python Interpreter) و همچنین یک محیط توسعه‌ی یکپارچه‌ی پایتون (Python IDE) اقدام کنید. مترجم پایتون چیست؟ مترجم به‌زبان ساده، همان نرم‌افزاری است که توانایی خواندن کد پایتون و اجرای آن را دارد. نصب کردن مترجم مثل این است که به رایانه آموزش دهید چگونه به زبانی بیگانه صحبت کند. 

ازطرفی IDE را داریم که مخفف عبارت Integrated Development Environment به‌معنی محیط توسعه‌ی یکپارچه است. IDE را می‌توان محیطی دیجیتالی به‌حساب آورد که می‌توانید کدهای پایتون را در آن تایپ کنید. ازطریق محیط توسعه‌ی یکپارچه امکان ذخیره و بازکردن فایل‌ها برای‌تان فراهم می‌شود، همچنین هنگامی که به اجرای کدها تمایل داشته باشید می‌توانید به مترجم پایتون متکی شوید. IDE رابط بین شما و پایتون برای توسعه‌ی اپلیکیشن است. 

جدیدترین مترجم پایتون را از لینک‌های زیر دانلود کنید (در نظر داشته باشید که ممکن است هم‌اکنون روی سیستم‌تان مترجم پایتون نصب شده باشد، به‌خصوص اگر از سیستم‌های عامل لینوکس یا macOS استفاده می‌کنید):

در زمینه‌ی محیط توسعه‌ی یکپارچه، گزینه‌هایی متعدد پیش‌روی شما قرار می‌گیرد که همگی مزیت‌هایی متنوع دارند. شماری از این IDEها رایگان هستند، اما برای استفاده از بقیه باید پول پرداخت کنید. البته نسخه‌های پولی قابلیت‌های پیشرفته‌ی زیادی دارند و پرداخت پول برای آن‌ها توجیه‌پذیر است. در ادامه می‌توانید شماری از گزینه‌های مناسب برای IDE را دانلود کنید:

PyCharm یکی از محیط‌های توسعه‌ی یکپارچه‌ی رایگان است و در بین محبوب‌ترین IDEها برای توسعه‌ی پایتون قرار می‌گیرد. شمار درخورتوجهی از کارشناسان، PyCharm را به بسیاری از کاربران پیشنهاد می‌کنند. البته روند نصب آن ممکن است اندکی پیچیده باشد. برای جلوگیری از هرگونه مشکل پیشنهاد می‌کنیم مراحل دقیق نصب آن را از وب‌سایت رسمی‌اش دنبال کنید.

 در پلتفرم موبایل شرایط بسیار ساده‌تر است، زیرا IDE و مترجم به‌درون اپلیکیشنی واحد منتقل شده‌اند. بنابراین پلتفرم موبایل می‌تواند گزینه‌ای بهتر برای تازه‌کاران باشد. به‌منظور آغاز کدنویسی در موبایل باید یک اپلیکیشن خاص را دانلود و استفاده کنید. بدین منظور گزینه‌های زیر را به‌شما پیشنهاد می‌کنیم:

در نظر داشته باشید که ابزارهای دیگری هم پیدا می‌شوند، بااین‌حال دو گزینه‌ی مطرح‌شده در بالا سرراست‌تر هستند و کار با آن‌ها برای تازه‌واردان در دنیای کدنویسی، ساده‌تر خواهد بود. درضمن بسیاری از ابزارها پولی هستند، اما می‌توانید به دو اپلیکیشن بالا به‌رایگان دسترسی پیدا کنید.

وقتی که مراحل بالا را انجام دادید و مترجم و محیط توسعه‌ی یکپارچه را نصب کردید، آماده هستید تا روند نوشتن کد اولین برنامه‌‌تان را آغاز کنید. پس وارد مرحله‌ی دوم شوید:

عقیده‌ای رایج وجود دارد که براساس آن به‌هنگام یادگیری هر زبان برنامه‌نویسی جدید باید کدی نوشت که عبارت «سلام دنیا» را روی صفحه‌نمایش به‌تصویر بکشد. افراد زیادی این کار را انجام می‌دهند تا رسما ورود خودشان را به دنیای برنامه‌نویسی اعلام کنند. به‌منظور رسیدن به این هدف، باید کد زیر را بنویسید:

PHPPrint(“Hello World”)

پس از تایپ عبارت بالا، گزینه‌ی Play را بزنید تا عبارت Hello World روی صفحه‌نمایش دستگاه ظاهر شود. اگر از پایتون ۲ استفاده می‌کنید، نیازی به استفاده از پرانتز در عبارت بالا ندارید. حال بگذارید به‌سرعت وارد مرحله‌ی بعد شویم. متغیر (Variable) در پایتون به‌چه معنا است؟ متغیر نوعی محفظه است که می‌توان از آن برای نشان‌دادن عدد یا بخشی از متن استفاده کرد.

متغیر فضایی رزروشده در حافظه است که داده‌ها روی آن ذخیره می‌شود. متغیر را محفظه‌ای حاوی داده‌ها تصور کنید که امکان تغییر داده‌های آن به‌واسطه‌ی برنامه‌نویسی فراهم می‌شود. برای تعریف‌کردن متغیر در کد باید عبارت را تایپ کنید و مقادیری خاص به آن اختصاص دهید. برای مثال می‌توانید عبارت زیر را را تایپ کنید:

PHPMyVariable = “Hi there!”Print(MyVariable)

به‌دنبال تایپ عبارت بالا پیام «!Hi there» روی صفحه‌نمایش ظاهر خواهد شد. به این نکته توجه داشته باشید که به‌منظور اجرای یک متغیر نیازی به استفاده از علامت کوتیشن (") ندارید. علامت‌های کوتیشن عینا ترجمه می‌شوند. در دنیای برنامه‌نویسی مجموعه‌ای از حرف‌های این چنینی را که در کوتیشن نشان داده می‌شوند رشته (String) می‌نامند. رشته‌ها را می‌توان نوعی متغیر به‌حساب آورد، اما متغیرهای متعدد دیگری هم وجود دارند. نوع دیگر متغیر، عدد صحیح (Integer) است، این متغیر همان‌طور که از نامش می‌شود فهمید، نماینده‌ی یک عدد صحیح است.

با درنظرگرفتن این توضیحات، می‌توانیم عبارت زیر را به‌منظور نمایش عدد ۳ روی صفحه، تایپ کنیم:

PHPMyVariable = 3Print(MyVariable)

برخی از زبان‌های برنامه‌نویسی از شما می‌خواهند به‌صراحت بیان کنید که می‌خواهید از چه متغیری استفاده کنید. برای مثال (”!String MyVariable = “Hello)، اما در پایتون، ابزار مترجم می‌تواند از روی خود متن نوع متغیر را تشخیص دهد. یکی از دلایلی که انجام چنین کاری را برای مترجم امکان‌پذیر می‌کند این است که پایتون درمقایسه با برخی زبان‌های برنامه‌نویسی نظیر جاوا از تنوع کمتری از متغیرها بهره می‌گیرد. برای مثال در پایتون خبری از متغیر بولین (Boolean) نیست. 

در حال حاضر در آموزش مقدماتی نیازی نیست که به دست‌و‌پنجه نرم‌کردن با دیگر انواع داده‌ها بپردازیم، اما بد نیست به‌صورت اولیه با آن‌‌ها آشنایی پیدا کنید. در هر صورت وقتی در پایتون عمیق‌تر شوید خواهید فهمید که این زبان برنامه‌نویسی شامل متغیرهای اعداد (Numbers)، رشته‌ها (Strings)، فهرست‌ها (Lists)، چندتایی‌ها (Tuples) دیکشنری‌ها (Dictionaries)‌ است. در نظر داشته باشید که خود متغیر اعداد از اعداد صحیح (Integers)، اعداد حقیقی ممیز شناور (Floats)، اعداد بزرگ (Longs) و اعداد مختلط (Complexes) تشکیل شده است. 

چه نیازی به متغیر وجود دارد؟ اصلا چرا باید بخواهید از متغیر استفاده کنید؟ زیرا متغیرها همان معیارهایی هستند که باعث پویایی کد شما می‌شوند. پویایی کد به‌ این معنی است که امکان تغییر نحوه‌ی رفتار اپلیکیشن‌تان برای شما فراهم می‌شود. درواقع به‌لطف پویایی، می‌توانید تعیین کنید که اپلیکیشن بسته‌به کاری که کاربر انجام می‌دهد به‌شکلی متفاوت عمل کند. البته تفاوت عملکرد اپلیکیشن به فاکتورهای دیگری نیز ارتباط خواهد داشت. 

کد زیر را در پایتون اجرا و نتیجه را مشاهده کنید تا گفته‌های بالا را بهتر درک کنید:

PHPMyVariable1 = 2MyVariable2 = 20Print(MyVariable1 * MyVariable2)

در نظر داشته باشید که به‌هنگام حرف زدن به زبان رایانه‌ها، علامت * نشان‌دهنده‌ی عمل ضرب است. 

افزون بر این‌ها، امکان ترکیب رشته‌ها به روش‌هایی جالب برای‌تان فراهم می‌شود که نمونه‌ی آن را در زیر می‌توانید ببینید:

PHPFirstName = “Bill”LastName = “Gates”FullName = FirstName + “ “ + LastNameprint(FullName)

تا این مرحله توانستیم به سؤال «پایتون چیست» پاسخ دهیم و ماهیت کلی آن را مشخص کنیم. همچنین چندین کد ساده نوشتیم تا با نحوه‌ی کار آشنا شویم. نظرتان درمورد ساخت اپلیکیشنی که کاربر بتواند از آن استفاده کند و لذت ببرد، چیست؟ برای عملی‌کردن این کار، باید به کاربر امکان دهیم که با اپلیکیشن تعامل برقرار کند. این یعنی باید اپلیکیشن را به‌گونه‌ای بسازیم که توانایی دریافت فرمان‌های ورودی را داشته باشد. 

کد زیر را امتحان کنید:

PHPUserName = input(“Please enter your name: ”)Print(“Hello “ + UserName)

با کمی فکر کردن می‌توانید روند کلی کار را متوجه شوید. وقتی که از دستور input استفاده می‌کنید، پایتون به‌صورت بلادرنگ متن موجود در پرانتز را برای کاربر به‌نمایش درمی‌آورد و منتظر پاسخ او می‌ماند. از این رشته‌ی خاص می‌توان به‌عنوان نام کاربری (UserName) یاد کرد. در نظر داشته باشید که پایتون ۲ به‌جای input از raw_input استفاده می‌کند.

حال ورودی‌های موردنظرمان را داریم و به واسطه‌ی آن‌ها می‌توانیم با کاربر تعامل برقرار کنیم. حتی برخی از کدهای ساده را نیز اجرا کرده‌ایم. نظرتان چیست تمامی آنچه را که یاد گرفتیم در اپلیکیشنی کوچک و جالب کنار هم قرار دهیم؟ کد زیر را امتحان کنید. اپلیکیشنی که ازطریق این کد ساخته می‌شود به‌ کاربر اعلام می‌کند چقدر تا رسیدن به سن ۱۰۰ سالگی فاصله دارد:

JAVAUserAge = input("How old are you? ")YearsTo100 = 100 - int(UserAge)print("In ", YearsTo100, "years, you'll be a hundred!!")print("That is ", int(UserAge) * 360, " days! Or ", (int(UserAge) * 360) * 24, " hours. ")

پیش از به‌پایان رساندن آموزش مقدماتی پایتون بهتر است با مفهوم دیگری نیز در این زبان برنامه‌نویسی آشنا شوید، مفهومی که قطعا با آن برخورد خواهید کرد: دستورهای شرطی (Conditional Statements). یک دستور شرطی، فرمانی است که تنها در شرایطی خاص اجرا می‌شود. این موضوع به‌طور معمول یعنی اینکه ابتدا مقادیر متغیرها را بررسی کنید. به‌منظور استفاده از دستورهای شرطی در پایتون، باید از دستور If بهره بگیرید و به‌دنبال آن از تورفتگی (Indentation) استفاده کنید. 

برای مثال می‌توانید کد زیر را اجرا کنید:

PHPUserName = input(“Please enter your name:”)print(“Hello “ + UserName)if UserName == “Zoomit”:                print(“Admin mode enabled”) print(“What would you like me to do now?”)

در این برنامه، کدی که تورفته شده است تنها تحت یک شرط خاص اجرا می‌شود؛ اجرا شدن کد موردبحث وابسته‌به این است که کاربر حتما از نام کاربری Zoomit استفاده کند. درواقع شما در کد بالا تعیین می‌کنید که «اگر نام کاربری Zoomit باشد، کد تورفته اجرا شود». در نظر داشته باشید که به‌هنگام بررسی مقادیر متغیرها از دو علامت = استفاده می‌کنیم. زمانی به استفاده از یک علامت = روی می‌آوریم که در پی اختصاص‌دادن مقدار به متغیر باشیم. در مرحله‌ی بعد پیامی با متن «اکنون از من می‌خواهید چه کاری انجام دهم؟» روی صفحه ظاهر می‌شود.

با استفاده از این کدها و درس‌های ساده و پایه‌ای، می‌توانید برای تولید برخی ابزارها و اپلیکیشن‌ها اقدام کنید. ازطریق همین آموزش‌ها امکان ساخت پرسش‌نامه، ماشین‌حساب یا حتی یک دیتابیس ساده فراهم می‌شود. البته برای بهره‌گیری از قدرت کامل پایتون باید حتما با مفاهیمی نظیر توابع (Functions)، ماژول‌ها (Modules) و موارد مشابه آشنایی پیدا کنید. پایتون زبانی بسیار گسترده است و هرچه در آن عمیق‌تر شوید لذت بیشتری به شما منتقل خواهد شد.

شما کاربران زومیت چه دیدگاهی درمورد زبان برنامه‌نویسی پایتون دارید؟ لطفا تجربه‌ی خود را از کار با پایتون با ما در میان بگذارید.