کامپیوتر

آموزش پایتون – درس 1 payton
مقدمه

پایتون یک زبان اسکریپتی و بسیار قدرتمند و گسترده هست و این روزا می تونید آثاری از نفوذش رو تقریبا همه جا ببیند از پروژه های ساده و بسار کوچک گرفته تا پروژه های عظیم چون برخی از نرم افزار های NASA . شاید بپرسید دلیلش چیه ؟ خوب دلایل زیادی داره . اینم بگم که هر زبانی برای یک استفاده بخصوص طراحی شده و تو همون زمینه بهتر جواب میده . زبانی مثل Pascal برای آموزش برنامه نویسی , زبانهایی چونC و اسمبلی هم واسه برنامه های سیستمی و سیتم عامل و زبانی چون php برای طراحی سایت . و استفاده از هر یک به جای دیگری امکان پذیر ولی نا صحیح می باشد . حالا دیگه کسی نمی یاد gui خودش رو با C کار کنه !! علاوه بر اینکه Python زبانی عملی برای برنامه های کاربردی میباشد یه جورایی میشه ازش تو زمینه هایه دیگه ای مثلا برنامه نویسی سیستمی – رابط کاربری (gui) – کامپوننت – برنامه نویسی اینترنت – برنامه های عددی و محاسباتی – برنامه های پایگاه داده – پردازش تصویر – هوش مصنوعی – اشیا توضیع شده – شبیه سازی – روباتیک – برنامه نویسی موبایل – امنیت و شبکه و ... استفاده کرد !!!!

و اما چرا باید از پایتون استفاده کنیم ؟؟

پایتون شی گراست :

پایتون زاتا یک زبان شز گراست و از ویژگی های پیشرفته شی گرایی چون وراثت – چند شکلی – سربار گزاری عملگر و ... پشتیبانی می کند اگر شما با برنامه نویسی شی گرا آشنایی ندارید پایتون یک راه حل عالی واسه یاد گرفتنشه !!! نکته جالب و یک ویژگی منحصر به فرد پایتون که لقب چسب را بارای پایتون به ارمغان آورده امکان استفاده از کد ها و کلاس های نوشته شده در زبانهای دیگری چون ++C و Java هستش و یه جورایی کار چسباندن قطعات کد جدا و فقط نوشتن بدنه اصلی به عهده پایتون است .

پایتون یک زبان رایگان و باز متن هستش که این روزا بحث اکثر محافل شده . با کمی توجه به این نکته که دیر یا زود قانون کپی رایت (اون طوری که من از منابع موثق شنیدم 2 سال بعد !!)می یاد و فکر نمی کنم تو کشوری مثل ایران و پس از جوی مثل الان کسی حاضر بشه یه نر افزار رو با قیمت واقعی اون بخره ( مثلا 100 هزار تومن واسه ویندوز !!) پس می شه گفت تها گزینه واسه ما نرم افزار های باز متن و رایگان هستش البته تنها دلیل رایگان بودت این دسته از نرم افزار ها نیستش . موضوعات مهم دیگری هم هست که خودشون یه مقاله جدا هستن ...

پایتون یک زبان پورتابل یا قابل انتقال می باشد :

چون پایتون با زبان پورتابل C نوشته شده می تواند به صورت مجازی بر روی هر سیستمی کامپایل و اجرا شود . اگه یادتون باشه گفتم این یه زبان اسکریپتی یعنی در حالت معمول به فایل اجرایی تبدیل نمی شه بلکه یک ماشین مجازی فایل کد رو می خونه و همزمان اونارو تفسیر کرده و اجرا می کنه . پس شما می تونید یک برنامه رو تو ویندوز بنویسید و سپس انو بدون تغییر روی لینوکس یا مکینتاش یا هر سیستم عامل و سخت افزار دیگری که پایتون روی آن نصب باشد اجرا کنید .

پایتون قدرتمند است :

پایتون یه زبان چند رگه هستش . پایتون از زبانهای اسکریپتی (برای مثال : Tcl,Scheme,Perl) و زبانهای سیستمی (برای مثال : C++,C وJava مشتق شده . بنابراین تمام سادگی و راحتی کار زبان های اسکریپتی و ویژگی ها و قدرت زباهای سطح پایین را داراست .  پایتون قابلیت استفاده از کد های نوشته شده با سایر زبان ها را دارد :

این ویژگی یکی از پرکاربرد ترین و قوی ترین ویژگی های پایتون می باشد . شما می توانید قطعه از کد را در زبانی چون C و ++C و Java نوشت اونو تبدیل به فایل اجرایی کرد و سپس ازش در برنامه نوشته شده با پایتون استفاده کرد . و یا از توابع کتابخانه و کامپوننت هایی چون COM API استفاده کرد .

یادگیری و استفاده از پایتون بسیار راحت می باشد :

بی شک و حداقل از نظر من و بسیاری از برنامه نویسان پایتون این زبان یکی از آسان ترین زبان ها برای یادگیری و استفاده می باشد و از آن به عنوان یک زبان سریع برنامه نویسی یاد می کنند . این زبان نیازی به کامپایل ندارد و شما مستقما می توانید پس از نوشتد کد و با یک دستور آن را اجرا کنید . دستورات این زبان بسیار نزدیک به زبان انسان می باشد . برای مثال برنامه Hello World را که اولین برنامه ساده می باشد را در دو زبان C و Python مقایسه کنید :

#include
int main()
{
printf(“ Hello world “);
return 0;
}

ابتدا باید این برنامه را بنویسید و آن را یا دستوری چونcc helloworld.c -o hello کامپایل و سپس با دستور hello/. اونو اجرا کنید . اما بوسیله پایتون در یک فایل متنی بنویسید :

print “Hello World !!”

و با دستور python hi.py اونو اجرا کنید .  
با کم شدن حجم کد برنامه نویسی راحت تر و رفع اشکال و توسعه آن آسان تر می شود .

اهمیت پایتون :

یک برنامه دنباله ای از دستورات می باشد که نحوه انجام یک کار را برای رسیدن به هدفی از پیش تعیین شده بصورت دقیق مشخص نماید . این دستورات ممکن است برای حل یک فرومول ریاضی ، جستجوی یک داده ، نمایش اطلاعات یا هر چیز دیگری باشد . در اکثر زبانهای برنامه نویسی اهداف و مراحل مختلف و جداگانه ای وجود دارد . یک برنامه در حالت کلی باید بتواند اعمال زیر را انجام دهد .

دریافت داده

دریافت اطلاعات از کیبرد ، فایل یا سخت افزار و وسیله دیگر

خروج اطلاعات

هر برنامه باید بتواند اطلاعاتی را به خروجی چون صفحه نمایش ، فایل یا سخت افزار و وسیله دیگری ارسال کند

عملیات ریاضی

هر برنامه باید بتواند اعمال اصلی ریاضی چون ضرب ، تقسیم و ... را انجام و نتیجه را محاسبه نماید .

بررسی شرط

هر برنامه باید بتواند عبارات منطقی را مقایسه و نتیجه را محاسبه کند . برای مثال محاسبه بزرگتر یا کوچکتر بودن

تکرار

هر برنامه باید توانایی تکرار محدوده ای از کد را به تعداد مشخص داشته باشد .

تقریبا همه کارهایی که در طول فرایند اجرای یک برنامه انجام می گیرد یکی از حالت های ذکر شده می باشد . هنگام برنامه نویسی برنامه نویس مسئله موجود را با استفاده از روش های مختلف به بخش های کوچکتری تبدیل و هر کدام را بصورت جداگانه پیاده سازی می نماید . هر بخش دارای یک الگوریتم یا روش اجرا می باشد که منطق اصلی و روش انجام کار بصورت دقیق می باشد .

قطعه کد

قطعه کد قسمتی از برنامه می باشد که روند اجرای آن بصورت طبیعی و پشت سر هم نباشد . استفاده از حلقه و تابع در زبان سطح پايين موجب بوجود آمدن قطعه كد گرديد كه تقريبا هم قدمت با برنامه نويسي كامپيوتر مي باشد. برای مثال یک قطعه کد فقط در زمانی که شرط خاصی برقرار باشد اجرا می گردد یا قطعه ای از کد به دفعات زیاد و پشت سر هم و به تعداد از پیش تعیین شده ای تکرار می گردد . برای نشان دادن قطعه کد از نشانه ایی استفاده می گردد که محل شروع و اتمام کد را نشان می دهند . برای مثال استفاده از عباراتی چون begin و end در زبانهایی چون پاسکال یا دلفی نشان دهنده محل شروع و خاتمه قطعه کد می باشد . یا در زبان قوی و محبوب C از اکولاد باز (}) به عنوان شروع کننده قطعه کد و از اکولاد بسته ({) به عنوان خاتمه دهنده یک قطعه کد استفاده می گردد و کدی که مابین این دو باشد درون قطعه کد محسوب می گردد و جدا از روند اصلی برنامه .

قطعه کد در پایتون

برخلاف زبانهای دیگری چون C و Pascal که از علایم و عباراتی چون {} و begin,end و ... برای نمایش شروع و پایان یک قطعه کد استفده می کنند پایتون دارای علامت یا عبارت خاصی برای این منظور نمی باشد ! و برای مشخص کردن محدوده یک قطعه کد (مثلا تابع ، دستورات شرطی ، حلقه ، کلاس و ... ) از فاصله گزاری اول دستورات استفاده می گردد . به این صورت که پس از خطی که بقیه دستورات زیر مجموعه آن می باشند به اندازه دلخواه فاصله یا تورفتگی داده می شود این فاصله های یکسان تا زمانی ادامه می یابد که محدوده دستور پایان یابد . که این روش باعث کاهش مقدار برنامه و خوانایی برنامه می شود .

از این روش در حالت معمول و برای خوانایی در زبانهای دیگر نیز استفاده می گردد و اکثر برنامه نویسان از تورفتگی کد برای افزایش خوانایی برنامه استفاده می کنند . پایتون با استفاده از این قابلیت هم مشکل خود را رفع کرده و هم الزامی برای رعایت این نظم و روند خاص برنامه نویسی بهره برده . به این ترتیب کد ها و برنامه های پایتون تقریبا استاندارد و ظاهر یکسانی را دارا       می باشند . برای مثال به کد زیر دقت کنید . این کد شکل و منطق کلی دستور شرطی If در پایتون می باشد

>>> name = 'python'

>>> lang = 'python'

>>> if lang == 'python':

...     print 'You Are in right way !'

...

You Are in right way !      

این یک مثال درست از قطعه کد می باشد . دستور چاپ دارای تورفتگی نسبت به دستور شرط می باشد . پس این دستور زیر مجموعه ای از شرط می باشد و در صورت درست بودن آن اجرا می گردد . اگر عبارت شرط حاوی دستورات بیشتری بود همه آن درست زیر دستور چاپ نوشته می شدند . در غیر اینصورت برنامه اجرا نشده و پیغام خطایی ظاهر می گردد . پس از تمام شدن قطعه کد باید دقیقا به زیر محل شروع شدن قطعه کد (در اینجا if) برگردید و ادامه برنامه رو دقیقا از زیر دستور اصلی قطعه کد ادامه بدهید .

در مثال بعدی یکی از دستورات داخل قطعه شرط (خط سوم) با دستور قبلی خود به اندازه یک فضای خالی فاصله دارد . برنامه اجرا نشده و با نمایش پیغامی محل وقوع خطا و نوع آن نمایش داده می شود .

 >>> if lang == 'python':

...     print 'You Are in right way !'

...   print 'go on'

  File "", line 3

    print 'go on'

                ^

IndentationError: unindent does not match any outer indentation level

پس اگر حتی دستور ساده ای چون دستور چاپ (print) را با فاصله (حتی یک فضای خالی) از سمت چپ بنویسید برنامه اجرا نخواهد شد . شاید این نوع خاص و منحصر به فرد در دفعات اول کمی سخت و تا حدودي مضحك بنظر آید اما یکی از مهمترین جنبه های پایتون می باشد که زیبایی خاصی به کد های نوشته شده می دهد و برنامه نویسی را لذت بخش و راحت می کند .

متغیر منطقی چیست؟

متغیرهای منطقی logicalVariable می توانند حامل یکی از دو مقدار درست یا غلط باشند.تصمیم گیری نیز بر همین اساس صورت می گیرد یعنی اگر این متغیر حامل مقدار درست باشد شرط قطعه کد مربوطه را به اجرا در می آورد. از دید دیگر این متغیر ساده ترین نوع یک عبارت منطقی است. عبارتهای منطقی را بطور مختصر می توان به دو دسته ساده و پیچیده تقسیم کرد. همه عبارت های منطقی به یکی از مقادیر درست یا غلط ختم می شوند. این عبارات با مقادیر و عملگر های منطقی ساخته می شوند که همگی دودویی هستند یعنی برای انجام عمل به دو عملوند احتیاج دارند.مقدماتی ترین این عملگرها از این قرارند:

…..