۱۰ مثال پایتون که به شما در یادگیری کمک می کنند

زبان پایتون به عنوان یکی از زبان‌های برنامه نویسی با یادگیری آسان می‌تواند انتخابی مناسب برای آن دسته از افرادی باشد که به دنبال یادگیری زبان برنامه نویسی جدیدی هستند. این زبان با ارائه امکانات مختلف، زبانی همه‌منظوره تلقی می‌شود و از آن می‌توان برای کارهای مختلفی نظیر پیاده‌سازی مدل‌های مبتنی‌بر هوش مصنوعی، تحلیل داده، ساخت بازی‌های کامپیوتری، طراحی سایت، طراحی اپلیکیشن‌های موبایل و سایر موارد استفاده کرد. مقاله حاضر، به ارائه 10 مثال برای پایتون می‌پردازد که به یادگیری سریع علاقمندان به این زبان کمک می‌کند. این 10 مثال پایتون مناسب افرادی هستند که تجربه برنامه نویسی با سایر زبان‌ها را دارند و با مفاهیم کلی برنامه نویسی آشنا هستند.

زبان برنامه نویسی پایتون

پایتون یکی از زبان‌های برنامه نویسی به حساب می‌آید که فرصت‌های شغلی متعددی را به وجود آورده است و برنامه‌ نویسان این حوزه، از درآمد و جایگاه شغلی خوبی برخوردارند. تاکنون کتابخانه‌های بسیاری با دسترسی باز در حوزه‌های مختلف برنامه نویسی برای زبان پایتون ارائه شده و همین امر این زبان را به یکی از محبوب‌ترین زبان‌های برنامه نویسی در سال‌های اخیر تبدیل کرده است. تصویر زیر، مقایسه‌ای از درصد کاربران این زبان و سایر زبان‌های برنامه نویسی را در سال 2021 نشان می‌دهد.

مقاله حاضر شامل 10 مثال برای پایتون است که به افراد برنامه نویس کمک می‌کند تا زبان پایتون را سریع و آسان یاد بگیرند. همچنین، افرادی که تجربه برنامه نویسی ندارند، می‌توانند با مطالعه مطالب آموزش مقدماتی برنامه نویسی نظیر «برنامه نویسی چیست؟‌ — از شروع یادگیری تا کسب درآمد» و «زبان برنامه نویسی پایتون (Python) چیست؟ — از صفر تا صد و به زبان ساده»، به دانش اولیه‌ای از این مهارت دست یابند.

خاطرنشان می‌شود تمامی مثال‌های ارائه شده در این مقاله، برای نسخه پایتون 3 نوشته شده‌اند و احتمال دارد برخی از کدهای مثال‌ها در نسخه 2 پایتون اجرا نشوند. با این حال می‌توان با اعمال تغییرات جزئی، از امکانات نسخه 3 نیز در نسخه 2 پایتون استفاده کرد. لازم به ذکر است که در ابتدای کدنویسی باید «محیط‌ مجازی» (Virtual Environment) پایتون ایجاد شود.

رشته‌ در پایتون

یکی از موارد مهمی که برنامه نویسان پایتون با آن سر و کار دارند، استفاده از «رشته‌» (String) است. در کارهای مختلف برنامه نویسی اعم از طراحی وب، طراحی بازی، تحلیل داده و سایر موارد از رشته‌ها استفاده می‌شود. در زبان پایتون، روش‌های مختلفی برای استفاده از رشته‌ها وجود دارد که در ادامه به برخی از این روش‌ها اشاره می‌شود.

در مثال پایتون زیر، دو رشته تعریف شده‌اند:

name = "Joel"
job = "Programmer"

با استفاده از علامت «+» می‌توان این دو رشته را به صورت زیر به یکدیگر متصل کرد:

title = name + " the " + job

مقدار متغیر title در خروجی، به صورت زیر است:

>>>title
>"Joel the Programmer"

اما این روش در پایتون، روشی مناسب برای ترکیب کردن رشته‌های مختلف با یکدیگر نیست. در عوض، متد format()

 روش سریع‌تری برای ترکیب رشته‌ها است که به خوانایی کد نیز کمک می‌کند:

title = "{} the {}".format(name, job)

مقدار متغیر title در مثال بالا، به صورت زیر است:

>>>title
>"Joel the Programmer"

علامت {}

 یک «جانگهدار» (Placeholder) است که به ترتیب محل پارامترهای متد format()

 را مشخص می‌کند. مقدار پارامتر متغیر name با اولین {}

و مقدار پارامتر متغیر job با دومین {}

جایگزین می‌شوند. شایان ذکر است که می‌توان به تعداد دلخواه از {}

استفاده کرد اما باید تعداد جانگهدارها با تعداد پارامترها یکسان باشد.

نکته جالب این است که پارامترها می‌توانند مقادیری به غیر از رشته‌ها را هم بپذیرند. به عبارتی، می‌توان هر نوع پارامتری را در قالب رشته جایگزین جانگهدارها کرد. در ادامه مثالی برای این موضوع ارائه شده است:

age = 28
title = "{} the {} of {} years".format(name, job, age)

در مثال بالا، مقدار متغیر age از نوع عددی است که به صورت رشته در خروجی نمایش داده شده است:

>>>title
>"Joel the Programmer of 28 years"

مثال پایتون برای اتصال رشته‌ها

یکی دیگر از ترفندهای جذاب پایتون، استفاده از متد join()

 است. این متد، لیستی از رشته‌ها را به عنوان ورودی می‌گیرد و رشته‌ها را به یکدیگر متصل می‌کند و در خروجی، یک رشته برمی‌گرداند. مثال پایتون این متد به صورت زیر است:

availability = ["Monday", "Wednesday", "Friday", "Saturday"]
result = " - ".join(availability)

در مثال بالا، به منظور جدا کردن آیتم‌های لیست از علامت «-» استفاده شده است و این علامت در خروجی به منظور جدا کردن آیتم‌ها بین هر یک از آن‌ها درج می‌شود. استفاده از متد join()

نسبت به ویرایش دستی رشته‌ها سریع‌تر است. خروجی کدهای فوق در ادامه آمده است:

>>>result
>'Monday - Wednesday - Friday - Saturday'

در ادامه این مقاله به عبارت‌های شرطی در پایتون پرداخته شده است؛ پیش از آن، مجموعه دوره‌های آموزش پایتون به علاقه‌مندان معرفی شده است.

معرفی فیلم های آموزش پایتون

سایت تم آف یک مجموعه آموزشی برای آن دسته از افرادی فراهم کرده است که قصد یادگیری پایتون را دارند. افراد علاقمند به برنامه نویسی با زبان پایتون می‌توانند از مجموعه فیلم‌های آموزشی پایتون استفاده کنند. این دوره‌های آموزشی شامل فیلم‌های آموزشی مقدماتی تا پیشرفته و پروژه‌محور زبان پایتون می‌شوند. افراد می‌توانند از این دوره آموزشی جامع در راستای تقویت مهارت برنامه نویسی پایتون استفاده کنند و از آموزش‌های پروژه‌محور تم آف بهره بگیرند. در تصویر فوق تنها برخی از دوره‌های آموزشی مجموعه آموزش پایتون تم آف نمایش داده شده‌اند.

• برای دسترسی به همه آموزش های پایتون تم آف + اینجا کلیک کنید.

عبارت های شرطی در پایتون

عبارت‌های شرطی یکی از ارکان اصلی برنامه نویسی، به خصوص برنامه نویسی پایتون به حساب می‌آیند. استفاده از عبارات شرطی در پایتون ساده است و شباهت بسیاری به «شبه کد» (pseudocode) دارد. در ادامه، مثال‌هایی در پایتون برای عبارت‌ها و دستورات شرطی ارائه شده است.

مثال برای پایتون در مورد مقدارهای بولی

همانند سایر زبان‌های برنامه نویسی، خروجی عملگرهای مقایسه‌ای در زبان پایتون، مقادیر بولی (True یا False) هستند. در زیر، مثالی به زبان پایتون برای عملگرهای مقایسه‌ای مشاهده می‌شود:

>>>x = 10
>>>print(x == 10) # True
>>>print(x != 10) # False
>>>print(x  10) # False, same as != operator
>>>print(x > 5) # True
>>>print(x >>print(x >= 10) # True
>>>print(x 

عملگرهای Is و Not در پایتون

از عملگرهای ==

 ، !=

 و

 به منظور مقایسه مقادیر دو متغیر استفاده می‌شود. عملگر is

 نیز بررسی می‌کند آیا دو متغیر، به شئ مشابهی اشاره دارند یا هر یک از آ‌ن‌ها برای شئ جداگانه‌ای استفاده می‌شوند. در زیر، مثالی با زبان پایتون در خصوص این عملگرها مشاهده می‌شود:

a = [1,2,3]
b = [1,2,3]
c = a

خروجی عملگرهای is

و ==

برای مثال پایتون بالا به صورت زیر است:

>>>print(a == b) # True
>>>print(a is b) # False
>>>print(a is c) # True

مطابق دو مثال پایتون در زیر، می‌توان از عملگر not

 برای منفی کردن مقدار بولی استفاده کرد:

a = [1,2,3]
b = [1,2,3]
if a is not b:
   # Do something here

x = False
if not x:
   # Do something here

مثال پایتون برای عملگر ‌‌ In

عملگر in

 ، سریع‌ترین روش را برای بررسی وجود مقداری در یک شئ «قابل تکرار» (iterable) مانند لیست یا دیکشنری، ارائه می‌کند. در زیر، مثالی در پایتون از نحوه کاربرد این عملگر ارائه شده است:

availability = ["Monday", "Tuesday", "Friday"]
request = "Saturday"
if request in availability:
   print("I'm available on that day!")

عبارت های شرطی پیچیده با مثال پایتون

می‌توان با استفاده از عملگرهای or

 و and

 ، چندین عبارت شرطی را با یکدیگر ترکیب کرد. در زیر، برای این دو عملگر، مثالی به زبان پایتون ارائه شده است:

legs = 8
habitat = "Land"
if legs == 8 and habitat == "Land":
    species = "Spider"

اگر دو عبارتی که قرار است مقایسه شوند، مقدار True داشته باشند، خروجی عملگر and

نیز برابر با مقدار True است. در صورتی که حداقل یکی از دو عبارت مقدار True داشته باشد، خروجی عملگر or

نیز برابر با True است.

weather = "Sunny"
if weather == "Rain" or weather == "Snow":
    umbrella = True
else:
    umbrella = False

می‌توان در پایتون، مثال قبل را به صورت خلاصه به شکل زیر نوشت:

weather = "Sunny"
umbrella = weather == "Rain" or weather == "Snow"

خروجی متغیر umbrella در مثال بالا به صورت زیر است:

>>>umbrella
>False

حلقه‌ در پایتون

در این بخش، به توضیح انواع حلقه‌ها در زبان پایتون و نحوه استفاده از آن‌ها اشاره می‌شود. ابتدا به حلقه While و ارائه مثال پایتون برای آن پرداخته شده است.

مثال برای حلقه While در پایتون

ساده‌ترین نوع حلقه در پایتون، حلقه while

 است. این حلقه تا زمانی که مقدار عبارت شرطی آن برابر با مقدار True باشد، به صورت مداوم تکرار می‌شود. در زیر، مثالی از این حلقه آمده است:

i = 0
while i 

دستور بالا را می‌توان به صورت زیر نوشت:

i = 0
while True:
    print(i)
    if i >= 10:
    break

از دستور break

 به منظور خروج سریع از حلقه استفاده می‌شود. از دستور continue

 نیز زمانی استفاده می‌شود که لازم است ادامه دستورات داخل حلقه جاری نادیده گرفته شوند و گام حلقه یک واحد افزایش یابد.

مثال حلقه For در پایتون

استفاده از حلقه for

 در پایتون رایج‌تر است. حلقه for

در زبان پایتون مشابه حلقه for

در زبان‌های مبتنی‌بر زبان C نظیر زبان جاوا و زبان C#‎ نیست. این حلقه، مشابه حلقه foreach

 در سایر زبان‌های برنامه نویسی است. حلقه for

با استفاده از عملگر in

 ، روی شئ قابل تکرار نظیر لیست یا دیکشنری تکرار می‌شود.

weekdays = ["Monday", "Tuesday", "Wednesday", "Thursday", "Friday"]
for day in weekdays:
    print(day)

در مثال بالا، حلقه for

از ابتدای لیست weekdays شروع می‌شود و اولین مقدار لیست weekdays را به متغیر day تخصیص می‌دهد. سپس، مقدار متغیر day در خروجی چاپ می‌شود. در ادامه، مقدار بعدی لیست weekdays به متغیر day اختصاص داده می‌شود و سپس مقدار جدید این متغیر در خروجی چاپ می‌شود. این روند تا پایان لیست weekdays ادامه می‌یابد.

مثال متد range در حلقه for برای پایتون

چنانچه لازم باشد حلقه for

به تعداد x بار تکرار شود، می‌توان از تابع range()

 همانند مثال زیر استفاده کرد:

# Prints 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9
for i in range(10):
    print(i)

هنگامی که متد range()

فقط دارای یک پارامتر است، این متد شمارش حلقه را از مقدار صفر شروع و در هر بار تکرار، به گام حلقه یک واحد اضافه می‌کند. اگر در ورودی این متد، از دو پارامتر استفاده شود، متد range()

شمارش حلقه را براساس اولین مقدار پارامتر خود آغاز می‌کند و پارامتر دوم متد، مقدار نهایی تکرار حلقه را مشخص می‌کند. در مثال زیر، مقدار متغیر i در زمان شروع حلقه، برابر با عدد 5 است. در هر بار تکرار حلقه، یک واحد به مقدار i اضافه می‌شود و زمانی که مقدار i به عدد 9 می‌رسد، تکرار حلقه پایان می‌یابد.

# Prints 5,6,7,8,9
for i in range(5, 10):
    print(i)

با مشخص کردن سومین پارامتر برای متد range()

می‌توان مقدار گام‌های افزایشی حلقه را مشخص کرد. در مثال پایتون زیر، مقدار گام افزایشی حلقه برابر با 2 است که در هر بار تکرار حلقه، 2 واحد به شمارش‌گر حلقه اضافه می شود:

# Prints 5,7,9
for i in range(5, 10, 2):
    print(i)

مثال پایتون برای متد Enumerate

در سایر زبان‌های برنامه نویسی، اندیس آیتم‌های قابل تکرار در حین تکرار حلقه قابل دسترسی نیستند اما در پایتون می‌توان با استفاده از متد enumerate()

 به این اندیس‌ها دسترسی داشت. کد زیر، مثالی از پایتون برای متد enumerate()

است:

weekdays = ["Monday", "Tuesday", "Wednesday", "Thursday", "Friday"]
for i, day in enumerate(weekdays):
    print("{} is weekday {}".format(day, i))

خروجی دستور فوق در ادامه ملاحظه می‌شود:

>Monday is weekday 0
>Tuesday is weekday 1
>Wednesday is weekday 2
>Thursday is weekday 3
>Friday is weekday 4

روش دیگری برای دسترسی به اندیس آیتم‌های شئ قابل تکرار در پایتون وجود دارد که در مثال زیر مشاهده می‌شود. با این حال، استفاده از متد enumerate()

برای دسترسی به اندیس آیتم‌ها در حلقه رایج‌تر است.

i = 0
for day in weekdays:
    print("{} is weekday {}".format(day, i))
    i = i + 1

مثال پایتون برای ساختار داده دیکشنری

دیکشنری مهم‌ترین نوع داده در پایتون است که در اکثر کدهای زبان پایتون از آن استفاده می‌شود. سریع بودن، استفاده آسان و خواناتر کردن کد از مزیت‌های مهم دیکشنری محسوب می‌شوند. برنامه نویسان با عناوین دیگری نظیر hash table و hash map با ساختار دیکشنری آشنا هستند. در اصل، به لیستی از جفت کلید-مقدار، دیکشنری گفته می‌شود. به منظور دسترسی به یک آیتم در یک لیست، از اندیس استفاده می‌شود در حالی که در دیکشنری برای دسترسی به یک مقدار خاص، باید از کلید استفاده کرد.

مثال برای اعلان دیکشنری پایتون

به منظور اعلان یک دیکشنری خالی، از دستور زیر در پایتون استفاده می‌شود:

d = {}

در زیر، مثالی از پایتون ارائه شده است که نحوه تخصیص مقدار به کلید را نشان می‌دهد:

d = {}
d["one_key"] = 10
d["two_key"] = 25
d["another_key"] = "Whatever you want"

در دیکشنری می‌توان از انواع داده به عنوان مقادیر کلیدها استفاده کرد. به منظور مقداردهی اولیه یک دیکشنری، می‌توان از روش زیر استفاده کرد:

d = {
    "one_key": 10,
    "two_key": 25,
    "another_key": "Whatever you want"
}

مثال‌های زیر، نحوه دسترسی به یک مقدار خاص در دیکشنری را با استفاده از کلیدهای دیکشنری نشان می‌دهند:

مثال 1:

d["one_key"]

خروجی مثال 1:

10

مثال 2:

d["another_key"]

خروجی مثال 2:

"Whatever you want"

مثال 3:

d["one_key"] + d["two_key"]

خروجی مثال 3:

35

استفاده از حلقه for برای دسترسی به آیتم‌های دیکشنری

با استفاده از حلقه for

می‌توان به کلیدهای دیکشنری به شکل زیر دسترسی داشت:

for key in d:
    print(key)

همچنین، می‌توان با استفاده از متد items()

 در حلقه for

 به کلیدها و مقادیر آن‌ها به طور همزمان دسترسی داشت:

for key, value in d.items():
    print(key, value)

در زیر، مثالی از پایتون ارائه شده است که با استفاده از دیکشنری، هر یک از ایالت‌های آمریکا را به پایتخت‌شان نگاشت می‌دهد:

capitals = {
    "Alabama": "Montgomery",
    "Alaska": "Juneau",
    "Arizona": "Phoenix",
    ...
}

با تعریف متغیری با عنوان state و تخصیص مقدار دلخواه به آن، می‌توان به پایتخت مربوط به متغیر state به صورت زیر دسترسی داشت:

state = "Pennsylvania"

>>>capitals[state]
>"Harrisburg"

حذف آیتم در دیکشنری پایتون

به منظور حذف یک آیتم از دیکشنری می‌توان از عملگر del

 استفاده کرد. با استفاده از این دستور، مقدار و کلید را به طور همزمان می‌توان از دیکشنری مورد نظر حذف کرد. در زیر، مثال پایتون این عملگر مشاهده می‌شود:

del (capitals['Alaska'])

جمع‌بندی

در مقاله حاضر با عنوان «۱۰ مثال پایتون که به شما در یادگیری کمک می‌کنند» به معرفی اولیه‌ای از زبان پایتون برای علاقمندان پرداخته شده است و مثال‌های کاربردی و اولیه‌ای از این زبان نیز ارائه شد. به عبارتی، هدف از این مقاله، معرفی جنبه‌های متمایز زبان پایتون در قالب ارائه مثال‌های مختلف بود تا افراد باتجربه در حوزه برنامه نویسی، با مطالعه این مثال‌های کاربردی، با مفاهیم اولیه‌ای از این زبان آشنا شوند و چنانچه مایل بودند، به مسیر یادگیری خود در این حوزه ادامه دهند.