Python for Everybody

1. برنامه‌نویسی خلاقیت و حل مسئله را تقویت می‌کند.

نوشتن برنامه‌ها (یا برنامه‌نویسی) یک فعالیت بسیار خلاقانه و پاداش‌دهنده است.

خروجی خلاقانه. برنامه‌نویسی تنها به دنبال کردن دستورالعمل‌ها محدود نمی‌شود؛ بلکه یک فرآیند خلاقانه است. این امکان را به افراد می‌دهد تا ایده‌های خود را بیان کنند، مشکلات را حل کنند و راه‌حل‌های نوآورانه بسازند. این فرآیند مفاهیم انتزاعی را به واقعیت‌های ملموس تبدیل می‌کند.

مهارت‌های حل مسئله. یادگیری برنامه‌نویسی تفکر انتقادی و مهارت‌های حل مسئله را پرورش می‌دهد. این مهارت به فرد می‌آموزد که مشکلات پیچیده را به مراحل کوچک‌تر و قابل مدیریت تقسیم کند و راه‌حل‌های منطقی توسعه دهد.

• تجزیه و تحلیل داده‌ها
• خودکارسازی وظایف
• ایجاد ابزارهای جدید

فراتر از برنامه‌نویسی حرفه‌ای. مهارت‌های به‌دست‌آمده از طریق برنامه‌نویسی در زمینه‌های مختلف ارزشمند هستند و به افراد این امکان را می‌دهند که از فناوری به‌طور مؤثر در حرفه‌های انتخابی خود استفاده کنند، صرف‌نظر از اینکه آیا به برنامه‌نویسان حرفه‌ای تبدیل می‌شوند یا خیر.

2. درک معماری سخت‌افزار کامپیوتر اساسی است.

واحد پردازش مرکزی (یا CPU) بخشی از کامپیوتر است که برای پرسش "بعد چه چیزی؟" طراحی شده است.

اجزای کلیدی. درک پایه‌ای از معماری سخت‌افزار کامپیوتر، از جمله CPU، حافظه اصلی، حافظه ثانویه و دستگاه‌های ورودی/خروجی، برای برنامه‌نویسان ضروری است. دانستن چگونگی تعامل این اجزا به نوشتن کد مؤثر و کارآمد کمک می‌کند.

نقش CPU. واحد پردازش مرکزی (CPU) مغز کامپیوتر است که دستورالعمل‌ها را با سرعت بسیار بالا اجرا می‌کند. درک نقش CPU به برنامه‌نویسان کمک می‌کند تا نیاز به الگوریتم‌های کارآمد و بهینه‌سازی کد را درک کنند.

• 3.0 گیگاهرتز به این معنی است که CPU سه میلیارد بار در ثانیه می‌پرسد "بعد چه چیزی؟"

سلسله‌مراتب حافظه. حافظه اصلی دسترسی سریع به داده‌ها را فراهم می‌کند، اما ناپایدار است. حافظه ثانویه ذخیره‌سازی پایدار را ارائه می‌دهد، اما کندتر است. درک این تعادل به برنامه‌نویسان کمک می‌کند تا تصمیمات آگاهانه‌ای درباره ذخیره‌سازی و بازیابی داده‌ها بگیرند.

3. زبان‌های برنامه‌نویسی پل ارتباطی بین نیت انسانی و اجرای ماشین هستند.

اگر این زبان را می‌دانستیم، می‌توانستیم به کامپیوتر بگوییم که وظایف تکراری را به نمایندگی از ما انجام دهد.

زبان‌های سطح بالا. زبان‌های برنامه‌نویسی مانند پایتون به گونه‌ای طراحی شده‌اند که نسبتاً برای انسان‌ها قابل خواندن و نوشتن باشند. آن‌ها پیچیدگی‌های زبان ماشین را پنهان می‌کنند و به برنامه‌نویسان این امکان را می‌دهند که بر حل مسئله تمرکز کنند.

مترجم‌ها و کامپایلرها. مترجم‌ها، مانند مفسرها و کامپایلرها، کد سطح بالا را به زبان ماشین تبدیل می‌کنند که CPU می‌تواند آن را درک کند. این فرآیند ترجمه به برنامه‌نویسان این امکان را می‌دهد که کدی بنویسند که در انواع مختلف سخت‌افزار قابل حمل باشد.

• پایتون یک مفسر است.
• C یک زبان کامپایل شده است.

مهارت‌های حل مسئله. یادگیری یک زبان برنامه‌نویسی شامل تسلط بر واژگان و گرامر آن، و همچنین توسعه توانایی "تعریف یک داستان" از طریق کد است که ایده‌ای را به کامپیوتر به‌طور منطقی و معنادار منتقل می‌کند.

4. متغیرها، عبارات و دستورات هسته کد پایتون را تشکیل می‌دهند.

یک دستور واحدی از کد است که مفسر پایتون می‌تواند آن را اجرا کند.

بلوک‌های ساختاری اساسی. متغیرها، عبارات و دستورات بلوک‌های ساختاری اساسی کد پایتون هستند. درک نحوه استفاده صحیح از آن‌ها برای نوشتن برنامه‌های کاربردی ضروری است.

متغیرها و نوع‌ها. متغیرها نام‌هایی هستند که به مقادیر اشاره می‌کنند و هر مقدار نوع خاصی دارد (مانند عدد صحیح، رشته، اعشاری). انتخاب نام‌های معنادار برای متغیرها و درک نوع‌های داده برای خوانایی و صحت کد بسیار مهم است.

• نام‌های متغیر به یادآوری دلیل ایجاد متغیر کمک می‌کنند.

عملگرها و عبارات. عملگرها نمادهای خاصی هستند که محاسبات را انجام می‌دهند و عبارات ترکیبی از مقادیر، متغیرها و عملگرها هستند. درک اولویت عملگرها و نحوه ساخت عبارات معتبر برای انجام محاسبات ضروری است.

5. اجرای شرطی به برنامه‌ها امکان تصمیم‌گیری می‌دهد.

عبارت بولی بعد از دستور if به عنوان شرط شناخته می‌شود.

کنترل جریان برنامه. دستورات شرطی (if، elif، else) به برنامه‌ها این امکان را می‌دهند که بلوک‌های مختلف کد را بر اساس شرایط خاص اجرا کنند. این به برنامه‌ها اجازه می‌دهد تا تصمیم‌گیری کنند و به ورودی‌های مختلف به‌طور پویا پاسخ دهند.

عبارات بولی. دستورات شرطی به عبارات بولی وابسته هستند که به‌طور کلی به True یا False ارزیابی می‌شوند. عملگرهای مقایسه‌ای (مانند ==، !=، >، <) و عملگرهای منطقی (مانند and، or، not) برای ساخت عبارات بولی استفاده می‌شوند.

• x > 0 and x < 10 تنها زمانی درست است که x بزرگ‌تر از 0 و کوچک‌تر از 10 باشد.

مدیریت خطا. بلوک‌های try و except به برنامه‌ها این امکان را می‌دهند که به‌طور مؤدبانه‌ای خطاها و استثناها را مدیریت کنند و از کرش کردن آن‌ها جلوگیری کنند. این به‌ویژه در هنگام کار با ورودی‌های کاربر یا منابع داده خارجی مفید است.

6. توابع قابلیت استفاده مجدد و مدولار بودن کد را ترویج می‌دهند.

وقتی یک تابع را تعریف می‌کنید، نام و توالی دستورات را مشخص می‌کنید.

سازماندهی کد. توابع توالی‌های نام‌گذاری شده‌ای از دستورات هستند که یک کار خاص را انجام می‌دهند. آن‌ها قابلیت استفاده مجدد، مدولار بودن و خوانایی کد را با تقسیم برنامه‌های بزرگ به واحدهای کوچک‌تر و قابل مدیریت ترویج می‌دهند.

پارامترها و آرگومان‌ها. توابع می‌توانند آرگومان‌هایی به عنوان ورودی بپذیرند که به پارامترها درون تابع اختصاص داده می‌شوند. این به توابع اجازه می‌دهد تا بر روی داده‌های مختلف هر بار که فراخوانی می‌شوند، عمل کنند.

• def greet(name): نام پارامتر است.
• greet("Alice") "Alice" آرگومان است.

توابع مفید در مقابل توابع بی‌نتیجه. توابع مفید یک مقدار را برمی‌گردانند، در حالی که توابع بی‌نتیجه عملی را انجام می‌دهند اما چیزی برنمی‌گردانند. درک تفاوت این دو برای استفاده مؤثر از توابع بسیار مهم است.

7. تکرار وظایف تکراری را خودکار می‌کند.

این نوع جریان به عنوان یک حلقه شناخته می‌شود زیرا مرحله سوم دوباره به بالای حلقه برمی‌گردد.

ساختارهای حلقه. تکرار، با استفاده از حلقه‌های while و for، به برنامه‌ها این امکان را می‌دهد که وظایف تکراری را خودکار کنند. این برای پردازش حجم زیادی از داده‌ها یا انجام چندین بار یک عمل ضروری است.

حلقه‌های while. حلقه‌های while تا زمانی که یک شرط خاص درست باشد، به اجرای خود ادامه می‌دهند. مهم است که اطمینان حاصل شود که شرط در نهایت نادرست می‌شود تا از حلقه‌های بی‌نهایت جلوگیری شود.

• دستور break حلقه را ترک می‌کند.
• دستور continue به تکرار بعدی می‌پرد.

حلقه‌های for. حلقه‌های for بر روی یک دنباله از اقلام، مانند یک لیست یا یک رشته، تکرار می‌کنند. این یک راه راحت برای پردازش هر مورد در دنباله فراهم می‌کند.

8. رشته‌ها دنباله‌هایی از کاراکترها هستند که ابزارهای قدرتمند دستکاری دارند.

یک رشته دنباله‌ای از کاراکترها است.

عملیات رشته. رشته‌ها دنباله‌هایی از کاراکترها هستند که می‌توانند با استفاده از عملگرها و متدهای مختلف دستکاری شوند. درک عملیات رشته برای کار با داده‌های متنی ضروری است.

متدهای رشته. پایتون مجموعه‌ای غنی از متدهای رشته برای کارهایی مانند:

• len(): به‌دست‌آوردن طول یک رشته
• find(): جستجوی زیررشته‌ها
• split(): شکستن یک رشته به لیستی از کلمات
• upper(): تبدیل به حروف بزرگ
• lower(): تبدیل به حروف کوچک
• strip(): حذف فاصله‌های خالی

غیرقابل تغییر بودن. رشته‌ها غیرقابل تغییر هستند، به این معنی که پس از ایجاد نمی‌توانند تغییر کنند. عملیات‌هایی که به نظر می‌رسد رشته‌ها را تغییر می‌دهند در واقع رشته‌های جدیدی ایجاد می‌کنند.

9. فایل‌ها ذخیره‌سازی داده‌های پایدار را فراهم می‌کنند.

حافظه ثانویه زمانی که برق قطع می‌شود، پاک نمی‌شود.

پایداری داده. فایل‌ها راهی برای ذخیره‌سازی داده‌ها به‌طور پایدار فراهم می‌کنند، به‌طوری‌که حتی پس از پایان برنامه نیز می‌توان آن‌ها را بازیابی کرد. این برای برنامه‌هایی که نیاز به ذخیره و بارگذاری داده دارند، ضروری است.

عملیات فایل. برای کار با فایل‌ها، ابتدا باید آن‌ها را با استفاده از تابع open() باز کنید و نام فایل و حالت (مانند خواندن، نوشتن) را مشخص کنید. سپس می‌توانید داده‌ها را از فایل بخوانید یا به آن بنویسید.

• open('filename.txt', 'r'): یک فایل را برای خواندن باز می‌کند.
• open('filename.txt', 'w'): یک فایل را برای نوشتن باز می‌کند (محتوای موجود را بازنویسی می‌کند).
• open('filename.txt', 'a'): یک فایل را برای الحاق باز می‌کند (به محتوای موجود اضافه می‌کند).

مدیریت خطا. مهم است که از بلوک‌های try و except برای مدیریت خطاهای احتمالی هنگام کار با فایل‌ها، مانند فایل پیدا نشد یا مجوز رد شده، استفاده کنید.

10. لیست‌ها، دیکشنری‌ها و تاپل‌ها ساختارهای داده‌ای چندمنظوره هستند.

یک لیست دنباله‌ای از مقادیر است.

سازماندهی داده. لیست‌ها، دیکشنری‌ها و تاپل‌ها ساختارهای داده‌ای چندمنظوره هستند که به شما امکان می‌دهند مجموعه‌های داده را سازماندهی و ذخیره کنید. انتخاب ساختار داده مناسب برای دستکاری مؤثر داده‌ها بسیار مهم است.

لیست‌ها. لیست‌ها دنباله‌های قابل تغییر از مقادیر هستند که با اعداد صحیح ایندکس می‌شوند. آن‌ها از عملیات مختلفی مانند افزودن، درج، حذف و مرتب‌سازی پشتیبانی می‌کنند.

• append(): یک عنصر را به انتهای لیست اضافه می‌کند.
• insert(): یک عنصر را در یک موقعیت خاص درج می‌کند.
• remove(): اولین وقوع یک عنصر خاص را حذف می‌کند.
• sort(): لیست را به ترتیب صعودی مرتب می‌کند.

دیکشنری‌ها. دیکشنری‌ها نگاشت‌هایی بین کلیدها و مقادیر هستند. آن‌ها جستجوهای سریع بر اساس کلیدها را فراهم می‌کنند و برای ذخیره‌سازی داده‌ها به‌صورت ساختاریافته مفید هستند.

تاپل‌ها. تاپل‌ها دنباله‌های غیرقابل تغییر از مقادیر هستند. آن‌ها مشابه لیست‌ها هستند، اما پس از ایجاد نمی‌توانند تغییر کنند.

11. عبارات منظم امکان تطابق الگوهای پیچیده را فراهم می‌کنند.

قدرت عبارات منظم زمانی به وجود می‌آید که کاراکترهای خاصی را به رشته جستجو اضافه کنیم که به ما اجازه می‌دهد به‌طور دقیق‌تری کنترل کنیم که کدام خطوط با رشته مطابقت دارند.

شناسایی الگو. عبارات منظم ابزاری قدرتمند برای جستجو و استخراج زیررشته‌هایی هستند که با یک الگوی خاص مطابقت دارند. آن‌ها راهی مختصر و انعطاف‌پذیر برای تعریف معیارهای جستجوی پیچیده فراهم می‌کنند.

کاراکترهای خاص. عبارات منظم از کاراکترهای خاص برای نمایش الگوهای مختلف استفاده می‌کنند، مانند:

• ^: مطابقت با ابتدای یک خط
• $: مطابقت با انتهای یک خط
• .: مطابقت با هر کاراکتر
• \s: مطابقت با یک کاراکتر فاصله
• \S: مطابقت با یک کاراکتر غیر فاصله
• *: مطابقت با صفر یا بیشتر وقوع‌ها
• +: مطابقت با یک یا بیشتر وقوع‌ها

متد findall(). متد findall() یک رشته را برای تمام زیررشته‌هایی که با یک عبارت منظم مطابقت دارند جستجو می‌کند و آن‌ها را به‌صورت یک لیست برمی‌گرداند.

12. برنامه‌های شبکه‌ای ارتباط و بازیابی داده را تسهیل می‌کنند.

یک سوکت بسیار شبیه به یک فایل است، با این تفاوت که یک سوکت واحد یک اتصال دوطرفه بین دو برنامه فراهم می‌کند.

سوکت‌ها. سوکت‌ها راهی سطح پایین برای برقراری اتصالات شبکه‌ای بین دو برنامه فراهم می‌کنند. آن‌ها به برنامه‌ها این امکان را می‌دهند که داده‌ها را از طریق اینترنت ارسال و دریافت کنند.

پروتکل HTTP. پروتکل انتقال ابرمتن (HTTP) پروتکل شبکه‌ای است که وب را قدرت می‌دهد. درک HTTP برای ساخت برنامه‌های وب و بازیابی داده‌ها از سرورهای وب ضروری است.

• دستور GET یک سند را از یک سرور وب درخواست می‌کند.

کتابخانه urllib. کتابخانه urllib راهی سطح بالاتر برای تعامل با سرورهای وب فراهم می‌کند و جزئیات پروتکل HTTP را مدیریت می‌کند و بازیابی صفحات وب و منابع دیگر را آسان‌تر می‌کند.

13. خدمات وب تبادل داده‌های ساختاریافته را از طریق APIها ارائه می‌دهند.

وقتی یک برنامه مجموعه‌ای از خدمات را در API خود در وب در دسترس قرار می‌دهد، ما این خدمات را خدمات وب می‌نامیم.

APIها. رابط‌های برنامه‌نویسی کاربردی (APIها) قراردادهایی را بین برنامه‌ها تعریف می‌کنند و مشخص می‌کنند که چگونه می‌توانند با یکدیگر تعامل داشته باشند. خدمات وب APIها را در وب در دسترس قرار می‌دهند و به برنامه‌ها این امکان را می‌دهند که به داده‌ها و عملکردهای برنامه‌های دیگر دسترسی پیدا کنند.

فرمت‌های داده. XML و JSON فرمت‌های رایجی برای تبادل داده‌ها بین برنامه‌ها هستند. JSON به سرعت به فرمت انتخابی تبدیل می‌شود به دلیل سادگی و تطابق مستقیم با ساختارهای داده بومی.

• XML برای داده‌های سبک سندی مناسب‌تر است.
• JSON برای تبادل دیکشنری‌ها، لیست‌ها یا سایر اطلاعات داخلی مناسب‌تر است.

امنیت. کلیدهای API و OAuth برای تأمین امنیت خدمات وب و کنترل دسترسی به داده‌ها استفاده می‌شوند.

14. برنامه‌نویسی شی‌گرا پیچیدگی را از طریق مدولار بودن مدیریت می‌کند.

به نوعی، برنامه‌نویسی شی‌گرا روشی برای سازماندهی کد شماست به‌طوری‌که می‌توانید به 50 خط از کد زوم کنید و آن را درک کنید در حالی که در حال حاضر 999,950 خط دیگر کد را نادیده می‌گیرید.

سازماندهی کد. برنامه‌نویسی شی‌گرا (OOP) یک پارادایم است که کد را به اشیاء سازماندهی می‌کند، که داده‌ها (ویژگی‌ها) و رفتارها (متدها) را در خود جای می‌دهند. این امر قابلیت استفاده مجدد، مدولار بودن و نگهداری کد را ترویج می‌دهد.

کلاس‌ها و اشیاء. کلاس‌ها الگوهایی برای ایجاد اشیاء هستند. آن‌ها ویژگی‌ها و متدهایی را که اشیاء آن کلاس خواهند داشت تعریف می‌کنند. اشیاء نمونه‌هایی از کلاس‌ها هستند.

• class PartyAnimal: یک کلاس را تعریف می‌کند.
• an = PartyAnimal() یک

آخرین به‌روزرسانی:: March 21, 2025