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.

فیلم آموزش برنامه نویسی پایتون + مثال های عملی در Python در فرادرس

کلیک کنید

در مثال پایتون زیر، دو رشته تعریف شده‌اند:

1name = "Joel"
2job = "Programmer"

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

1title = 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، متدformat() روش سریع‌تری برای ترکیب رشته‌ها است که به خوانایی کد نیز کمک می‌کند:

1title = "{} 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 متدformat() 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:

1age = 28
2title = "{} 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 متدjoin() 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:

1availability = ["Monday", "Wednesday", "Friday", "Saturday"]
2result = " - ".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 متدjoin()نسبت به ویرایش دستی رشته‌ها سریع‌تر است. خروجی کدهای فوق در ادامه آمده است:

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

فیلم آموزش برنامه نویسی پایتون پیشرفته – ترفندهای Python در فرادرس

کلیک کنید

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 فرادرس 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 فرادرس بهره بگیرند. در تصویر فوق تنها برخی از دوره‌های آموزشی مجموعه آموزش پایتون فرادرس نمایش داده شده‌اند.

• برای دسترسی به همه آموزش های پایتون فرادرس + 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:

1>>>x = 10
2>>>print(x == 10) # True
3>>>print(x != 10) # False
4>>>print(x <> 10) # False, same as != operator
5>>>print(x > 5) # True
6>>>print(x < 15) # True
7>>>print(x >= 10) # True
8>>>print(x <= 10) # True

عملگرهای Is و Not در پایتون

از عملگرهای== ،!= و<> به منظور مقایسه مقادیر دو متغیر استفاده می‌شود. عملگرis 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:

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

خروجی عملگرهایisو==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:

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

1x = False
2if not x:
3   # Do something here

مثال پایتون برای عملگر ‌‌ In

عملگرin ، 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:

1availability = ["Monday", "Tuesday", "Friday"]
2request = "Saturday"
3if request in availability:
4   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:

1legs = 8
2habitat = "Land"
3if legs == 8 and habitat == "Land":
4    species = "Spider"

اگر دو عبارتی که قرار است مقایسه شوند، مقدار True داشته باشند، خروجی عملگر andنیز برابر با مقدار True است. در صورتی که حداقل یکی از دو عبارت مقدار True داشته باشد، خروجی عملگر orنیز برابر با True است.

1weather = "Sunny"
2if weather == "Rain" or weather == "Snow":
3    umbrella = True
4else:
5    umbrella = False

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

1weather = "Sunny"
2umbrella = weather == "Rain" or weather == "Snow"

خروجی متغیر umbrella در مثال بالا به صورت زیر است:

>>>umbrella
>False

فیلم آموزش برنامه نویسی پایتون پیشرفته – ترفندهای Python در فرادرس

کلیک کنید

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، حلقهwhile 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:

1i = 0
2while i < 10:
3    print(i)
4    i = i + 1

دستور بالا را می‌توان به صورت زیر نوشت:

1i = 0
2while True:
3    print(i)
4    if i >= 10:
5    break

از دستورbreak به منظور خروج سریع از حلقه استفاده می‌شود. از دستورcontinue نیز زمانی استفاده می‌شود که لازم است ادامه دستورات داخل حلقه جاری نادیده گرفته شوند و گام حلقه یک واحد افزایش یابد.

فیلم آموزش برنامه نویسی پایتون پیشرفته – ترفندهای Python در فرادرس

کلیک کنید

مثال حلقه For در پایتون

استفاده از حلقهfor در پایتون رایج‌تر است. حلقهforدر زبان پایتون مشابه حلقهforدر زبان‌های مبتنی‌بر زبان C نظیر زبان جاوا و زبان C#‎ نیست. این حلقه، مشابه حلقهforeach در سایر زبان‌های برنامه نویسی است. حلقهforبا استفاده از عملگرin ، روی شئ قابل تکرار نظیر لیست یا دیکشنری تکرار می‌شود.

1weekdays = ["Monday", "Tuesday", "Wednesday", "Thursday", "Friday"]
2for day in weekdays:
3    print(day)

در مثال بالا، حلقهforاز 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 حلقهforبه تعداد x بار تکرار شود، می‌توان از تابعrange() همانند مثال زیر استفاده کرد:

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

هنگامی که متدrange()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، متدrange()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.

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

با مشخص کردن سومین پارامتر برای متدrange()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:

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

فیلم آموزش مهم ترین دستورهای زبان پایتون (رایگان) در فرادرس

کلیک کنید

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:

1weekdays = ["Monday", "Tuesday", "Wednesday", "Thursday", "Friday"]
2for i, day in enumerate(weekdays):
3    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.

1i = 0
2for day in weekdays:
3    print("{} is weekday {}".format(day, i))
4    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:

1d = {}

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

1d = {}
2d["one_key"] = 10
3d["two_key"] = 25
4d["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:

1d = {
2    "one_key": 10,
3    "two_key": 25,
4    "another_key": "Whatever you want"
5}

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

مثال 1:

1d["one_key"]

خروجی مثال 1:

10

مثال 2:

1d["another_key"]

خروجی مثال 2:

"Whatever you want"

مثال 3:

1d["one_key"] + d["two_key"]

خروجی مثال 3:

35

استفاده از حلقه for برای دسترسی به آیتم‌های دیکشنری

با استفاده از حلقهforمی‌توان به کلیدهای دیکشنری به شکل زیر دسترسی داشت:

1for key in d:
2    print(key)

همچنین، می‌توان با استفاده از متدitems() در حلقه for به کلیدها و مقادیر آن‌ها به طور همزمان دسترسی داشت:

1for key, value in d.items():
2    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:

1capitals = {
2    "Alabama": "Montgomery",
3    "Alaska": "Juneau",
4    "Arizona": "Phoenix",
5    ...
6}

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

1state = "Pennsylvania"

>>>capitals[state]
>"Harrisburg"

فیلم آموزش داده ساختارهای Dictionary و Set در پایتون (رایگان) در فرادرس

کلیک کنید

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:

1del (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.