برنامه نویسی پایتون برای مبتدیان – به زبان ساده

«زبان برنامه نویسی پایتون» (Python Programming Language) از جمله زبان‌هایی است که به دلایل مختلف، طی سال‌های اخیر توجهات زیادی را هم از بخش صنعت و هم از بخش دانشگاهی به خود جلب کرده است. «نحو» (Syntax) ساده، ساختار ویژه، توانایی و کاربردهای این زبان در زمینه‌های گوناگون به ویژه مباحث نویی مانند «علم داده» (Data Science) موجب شده تا سازمان‌ها به دنبال استخدام برنامه‌نویسان پایتون و البته، افراد جویای کار و علاقه‌مندان به برنامه‌نویسی نیز به دنبال یادگیری پایتون باشند. زبان برنامه‌نویسی پایتون، آزاد و متن‌باز است و این یکی از ویژگی‌های مهم این زبان و از جمله دلایل محبوبیت قابل توجه آن به شمار می‌آید. در این مطلب، به طور کلی به مباحث اولیه‌ای که فرد برای فراگیری زبان پایتون به آن‌ها نیاز دارد اشاره و مقدمات یادگیری این زبان ارائه شده است. بنابراین، همانطور که از نام این مطلب یعنی «برنامه نویسی پایتون برای مبتدیان» مشخص است، این مطلب برای افرادی مبتدی و کسانی که قصد دارند از صفر شروع به یادگیری پایتون کنند مناسب محسوب می‌شود.

به کلیه مخاطبان توصیه می‌شود پیش از مطالعه این مطلب، نوشته «زبان برنامه نویسی پایتون (Python) — از صفر تا صد» را مطالعه کنند که در آن به چیستی زبان پایتون، دلایل محبوبیت آن، ویژگی‌های پایتون، مزایا و معایب برنامه‌نویسی به این زبان، کاربردهای پایتون، نسخه‌های مختلف پایتون و روش انتخاب از میان آن‌ها و تفاوت پایتون با دیگر زبان‌ها پرداخته شده است. همچنین، برای آشنایی هر چه بیشتر مخاطبان با زبان پایتون، چند کد مقدماتی با پایتون نیز ارائه شده است.

در مطلب برنامه نویسی پایتون برای مبتدیان، ساده‌ترین روش نصب پایتون و روش اجرای پایتون در «محیط توسعه یکپارچه» (Integrated development environment | IDE) بیان شده است. همچنین، روش نوشتن برنامه «Hello, World!‎» (سلام دنیا!) که اولین برنامه‌ای محسوب می‌شود که هر فرد هنگام فراگیری یک زبان برنامه‌نویسی جدید می‌نویسد، مورد بررسی قرار گرفته است. باید توجه داشت که پایتون، یک زبان برنامه‌نویسی «چند سکویی» (Cross-Platform) است؛ بدین معنا که روی پلتفرم‌های گوناگون مانند «ویندوز» (Windows)، «مک‌او‌اس» (MacOS) و «لینوکس» (Linux) اجرا می‌شود. همچنین، به جاوا و ماشین مجازی NET‎. نیز پورت شده است.

برای فراگیری روش نصب این زبان برنامه‌نویسی در سیستم‌عامل‌های گوناگون، به طور دقیق و همراه با جزئیات، مطالعه مطلب «نصب پایتون -- از صفر تا صد» توصیه می‌شود. البته، پایتون معمولا روی اغلب توزیع‌های گنو/لینوکس و مک به صورت پیش‌فرض نصب شده است، اما امکان دارد نسخه آن قدیمی باشد. بنابراین، فراگیری روش نصب آن و البته نصب جدیدترین نسخه زبان برنامه نویسی پایتون برای مبتدیان، مفید (و حتی الزامی) خواهد بود.

نصب پایتون برای مبتدیان

ساده‌ترین راه نصب زبان برنامه نویسی پایتون برای مبتدیان استفاده از Thonny IDE است. Thonny IDE همراه با آخرین نسخه از پایتون عرضه می‌شود. بنابراین، در ابتدای مسیر یادگیری، الزاما نیازی به نصب پایتون به طور جداگانه نیست.

در این راستا، می‌توان گام‌های زیر را برای نصب و اجرای کد پایتون روی کامپیوتر دنبال کرد.

1. دانلود کردن Thonny IDE [+].
2. راه‌اندازی کردن نصاب برای نصب Thonny روی کامپیوتر.
3. رفتن به File > New و ذخیره‌سازی فایل با پسوند py.؛ برای مثال، hello.py یا example.py و دیگر موارد. کاربر می‌تواند هر نامی به فایل بدهد. اگرچه، نام فایل باید با پسوند py. به پایان برسد.
4. نوشتن کد پایتون در فایل و ذخیره کردن آن.

6. رفتن به Run > Run current script و یا به سادگی، فشردن دکمه F5 برای اجرای برنامه نوشته شده به زبان پایتون.

همانطور که پیش از این نیز بیان شد، روش بیان شده در بالا، ساده‌ترین روش نصب پایتون برای مبتدیان است. در ادامه روش نصب پایتون در سیستم‌عامل به طور خلاصه بیان و منبعی برای مطالعه بیشتر پیرامون روش نصب پایتون در سیستم‌عامل‌های گوناگون ارائه می‌شود. البته افراد مبتدی می‌توانند آموزش‌های اولیه خود را بدون استفاده از کامپیوتر هم بگذرانند. این افراد با نصب پایتون در اندروید می‌توانند بر روی گوشی‌های خود برنامه نویسی کنند.

نصب جداگانه پایتون برای مبتدیان

اگر کاربر قصد استفاده از Thonny را ندارد، در ادامه روشی برای نصب و اجرای آن در کامپیوتر بیان شده است. برای بهره‌مندی از آموزش کامل و تصویری نصب پایتون در سیستم‌عامل‌های گوناگون، مطالعه مطلب «نصب پایتون -- از صفر تا صد» یا مطلب «آموزش نصب پایتون در ویندوز ۷ – ساده و تصویری» توصیه می‌شود؛ زیرا در اینجا، فقط به طور مقدماتی به نصب زبان برنامه نویسی پایتون برای مبتدیان پرداخته شده است و جزئیات برای سیستم‌عامل‌های گوناگون مورد بررسی قرار نگرفته‌اند.

1. دانلود آخرین نسخه پایتون [+].
2. اجرای فایل نصاب و دنبال کردن گام‌ها برای نصب پایتون. در طول فرایند نصب، باید گزینه «Add Python to environment variables» را انتخاب کرد. این کار، پایتون را به متغیرهای محیطی اضافه می‌کند و کاربر را قادر می‌سازد تا زبان برنامه‌نویسی پایتون را از هر بخشی از کامپیوتر اجرا کند.

همچنین، می‌توان مسیری که پایتون در آن نصب می‌شود را انتخاب کرد.

پس از پایان یافتن نصب پایتون، می‌توان آن را اجرا کرد. با نوشتن عبارت «python» در خط فرمان، مفسر پایتون فورا فراخوانی می‌شود. برای برنامه‌نویسی به زبان پایتون، می‌توان کد را مستقیما در Python تایپ کرد و «دکمه ورود» (Enter Key | کلید انتر) را برای دریافت خروجی فشرد. با نوشتن ۱+۱ و فشردن دکمه ورود، خروجی ۲ نمایش داده می‌شود. این دستور را می‌توان به عنوان ماشین حساب استفاده کرد. برای خروج از این حالت، باید دستور ()quit را نوشت و دکمه ورود را فشرد.

اجرای پایتون در محیط توسعه یکپارچه

می‌توان از هر نرم‌افزار ویرایش متنی برای نوشتن فایل اسکریپت پایتون استفاده کرد. در این راستا، تنها نیاز به ذخیره کردن کد نوشته شده در ویرایش‌گر با پسوند py. است. اما، استفاده از یک IDE می‌تواند کار برنامه‌نویسی را تا حد زیادی آسان‌تر کند. IDE یا محیط برنامه نویسی پایتون نرم‌افزاری است که ویژگی‌های مفیدی مانند تکمیل کد خودکار (Code Completion)، برجسته‌سازی و بررسی نحو، جستجو در فایل و دیگر موارد را برای برنامه‌نویسان جهت ساخت و توسعه نرم‌افزار فراهم می‌کند.

به هر حال، هنگام نصب پایتون در ویندوز و مک، یک IDE به نام «آی‌دی‌ال‌ای» (IDLE) که خود نیز به زبان پایتون نوشته شده است، نصب می‌شود. می‌توان از این محیط توسعه یکپارچه برای اجرای پایتون روی کامپیوتر استفاده کرد. این IDE برای افراد مبتدی بسیار عالی محسوب می‌شود. البته، این IDE همراه بسته‌های لینوکس عرضه نمی‌شود. هنگام باز کردن IDLE، یک شل پایتون تعاملی باز می‌شود.

اکنون می‌توان یک فایل جدید ساخت و آن را با پسوند py. ذخیره کرد. برای مثال، می‌توان فایل hello.py را ساخت. اکنون، ابتدا باید کد پایتون را در فایل نوشت. سپس، آن را ذخیره کرد. برای اجرای فایل باید به مسیر Run > Run Module رفت و یا دکمه F5 را زد.

یکی از بهترین روش‌ها برای کار با پایتون، استفاده از محیط کدنویسی «ویژوال استودیو کد» (Visual Studio Code) است. نصب این محیط و فعال‌سازی پایتون بر روی آن راه بسیار خوبی برای برنامه نویسی با پایتون است. لینک مطلب مربوط به نصب پایتون در ویژوال استودیو کد را در پایین قرار داده‌ایم.

اولین برنامه پایتون

اکنون که پایتون نصب و اجرا شد، کاربر می‌تواند اولین برنامه پایتون خود را بنویسد. در این راستا، می‌توان یک برنامه خیلی ساده «Hello World!‎» نوشت. «Hello, World!‎»، یک برنامه ساده است که جمله «Hello, World!‎» را به عنوان خروجی روی صفحه نمایش چاپ می‌کند.

این برنامه، بسیار ساده است و معمولا برای معرفی کردن یک زبان برنامه‌نویسی جدید به فراگیران آن زبان، مورد استفاده قرار می‌گیرد. کد زیر را در هر ویرایش‌گر متن یا محیط توسعه یکپارچه‌ای می‌توان نوشت و با عنون helloWorld.py ذخیره کرد.

سپس، باید فایل را اجرا کرد. خروجی به صورت زیر خواهد بود.

Hello world!

اکنون، فرد اولین برنامه خود را در زبان برنامه‌نویسی پایتون نوشته است. واضح است که نوشتن اولین کد در زبان برنامه‌نویسی پایتون، به سرعت و با سادگی قابل انجام است.

همین امر، از دلایل محبوبیت پایتون به شمار می‌آید.

چطور در کار با پایتون حرفه‌ای شویم؟

برای کسب مهارت در پایتون باید تمرینات خیلی بیشتری را بررسی کنید. نمونه سوالات زیادی در مجله فرادرس برای راهنمایی افراد تازه‌کار و حرفه‌ای منتشر شده‌اند. به عنوان مثال می‌توانیم به دو مطلب «تمرین پایتون مقدماتی» و «کدهای پایتون آماده کاربردی و ضروری» اشاره کنیم. مطلب اول تمرینات مبتدی را پوشش می‌دهد. مطلب دوم هم کامل‌تر است و هم تمرینات حرفه‌ای‌تری را پوشش می‌دهد.

نکته دیگری که برای حرفه‌ای شدن در پایتون باید به آن توجه کنیم، توانای کار با کتابخانه‌های آن است. بیشترین قدرت پایتون زمانی در دستان برنامه نویسان قرار می‌گیرد که از کتابخانه‌های آن استفاده کند. تمام برنامه نویسان پایتون برای انجام پروژه‌های بزرگ باید از کتابخانه‌های پایتون استفاده کنند. فرادرس مجموعه آموزشی برای کار با کتابخانه‌های پایتون تولید و منتشر کرده است. در این مجموعه آموزش روش کار با کاربردی‌ترین و مهم‌ترین کتابخانه‌های پایتون، از سطوح پایه تا حرفه‌ای آموزش داده شده‌اند.

در فهرست زیر چند مورد از فیلم‌های آموزش کتابخانه‌های پایتون را معرفی کرده‌ایم. برای مشاهده فیلم‌های بیشتر بر روی تصویر بالا کلیک کنید.

• فیلم آموزش مقدماتی پردازش تصویر با «اپن سی وی» (OpenCV) در پایتون
• فیلم آموزش کتابخانه scikit-learn در پایتون، بررسی الگوریتم های یادگیری ماشین
• فیلم آموزش پروژه محور جنگو و پایتون درباره طراحی سایت و وب اپلیکیشن با فریمورک Django + گواهینامه
• فیلم آموزش تصویرسازی داده های آماری و رسم نمودار در پایتون با کتابخانه Seaborn
• فیلم آموزش کتابخانه Requests در پایتون برای ارتباط با وب سایت ها

محیط برنامه نویسی پایتون برای مبتدیان

در این قسمت از مطلب چند محیط برنامه نویسی را معرفی کرده‌ایم. این محیط‌ها برای کار توسط مبتدیان و حرفه‌ای‌ها مناسب هستند.

• «اتم» (Atom): ویرایشگر متن اتم به صورت اوپن سورس و رایگان ارائه شده است. این ویرایشگر متن در سیستم عامل‌های ویندوز، لینوکس و «MacOS» به خوبی کار می‌کند. اتم از پلاگین‌های نوشته شده با «Node.js» پشتیبانی می‌کند. همچنین سیستم کنترل نسخه گیت به شکل درونی در آن قرار دارد. اتم اپلیکیشن دسکتاپی است که با تکنولوژی‌های وب ساخته شده است. لینک دانلود اتم (+)
• «پایچارم» (PyCharm): پایچارم «محیط توسعه یکپارچه‌‌ای» (Integrated Development Environment | IDE) است که به طور اختصاصی برای برنامه نویسی با پایتون طراحی شده. این IDE توسط شرکت «JetBrains» توسعه داده شده است. لینک دانلود پایچارم (+)

• «ویژوال استودیو کد» (Visual Studio Code): مایکروسافت، نرم‌افزار ویژوال استودیو کد را به صورت رایگان تولید کرده و در اختیار برنامه نویسان قرار داده است. این کد ادیتوری بر روی سیستم‌ عامل‌های ویندوز، لینوکس و MacOS کار می‌کند. «VS Code» ویژگی‌های پیشرفته‌ای مانند ابزارهای دیباگینگ، «برجسته کردن بخش‌های مختلف سینتکس» (Syntax Highlighting)، تکمیل کد هوشمند، تکه‌کدهای آماده، گیت درونی و غیره را در اختیار برنامه نویسان قرار می‌دهد. لینک دانلود VS Code: (+)
• «اسپایدر» (Spyder): اسپایدر یکی از بهترین IDE-های اوپن سورس اختصاصی برای پایتون است. این IDE هم بر روی سیستم عامل‌های مختلف کار می‌کند. بیشترین کاربرد اسپایدر در حوزه برنامه نویسی علمی با زبان پایتون است. لینک دانلود اسپایدر (+)
• «آی دی ای وینگ» (Wing IDE): نرم‌افزار «Wing Python IDE» مانند بسته‌ای از IDE-های مختلف است. این بسته نرم‌‌افزاری توسط «Wingware» ساخته شده است. تمام ابزارهای آن به طور اختصاصی برای کار با زبان پایتون توسعه داده شده‌اند. لینک دانلود (+)

ادامه یادگیری پایتون برای مبتدیان

بعد از طی مراحل ابتدایی پایتون، لازم است که با مفاهیم پیشرفته آن آشنا شده و در حوزه‌های عملی قدم بگذاریم.

در قسمت بعد ابتدا چند مفهوم پیشرفته پایتون را معرفی می‌کنیم. سپس رایج‌ترین موقعیت‌های شغلی را توضیح می‌دهیم. قبل از ورود به دنیای پروژه‌های عملی بهتر است که با تمام این مفاهیم آشنایی داشته باشید.

مفاهیم پیشرفته پایتون

با اینکه یادگیری پایتون نسبت به زبان‌هایی مانند جاوا یا «++C» ساده‌تر است. اما مفاهیم پیشرفته‌ای دارد که به استحکام بیشتر کدها، سریع‌تر اجرا شدن برنامه و کاهش خطاهای آن کمک می‌کنند. در فهرست پایین ۱۰ مورد از مفاهیم پیشرفته پایتون را معرفی کرده‌ایم. بعضی از اعضای این فهرست تابع هستند و بعضی دیگر کتابخانه. برای آشنایی با کتابخانه‌های پرکاربرد پایتون برای تازه‌ کارها می‌‌توانید، مطلب مربوط به آن را در مجله فرادرس مطالعه کنید.

• تابع map()
• کتابخانه itertools
• توابع lambda
• مدیریت حالت‌های استثنا
• دکوراتورها
• ساختارهای پیمایش‌پذیر
• «Generator»-ها
• متدهای جادویی
• نخ‌ها
• عبارت‌های با قاعده

یادگیری این مفاهیم تاثیر بسیار زیادی در حرفه‌ای شدن برنامه نویسان دارد. آشنایی و مهارت کار با مفاهیم پیشرفته، افراد مبتدی را به برنامه نویسان حرفه‌ای تبدیل می‌کند.

در ادامه مطلب، تمام این موارد را به شکل مختصر و مفیدی توضیح داده‌ایم.

تابع map

در پایتون ساختار‌هایی پیمایش‌پذیری مانند لیست، تاپل، دیکشنری، مجموعه و آرایه وجود دارند. تابع map در پایتون برای کار بر روی این ساختار‌ها ارائه شده است. این تابع به برنامه نویسان کمک می‌کند که دستورالعمل خاصی را بر روی تمام اعضای لیست یا تاپل یا غیره بدون نیاز به نوشتن حلقه، اجرا کند. در خروجی تابع map() شی پیمایش‌‌پذیری به نام شیء map  برگشت داده می‌‌شود.

سینتکس نوشتن تابع map() به صورت زیر است.

همان‌طور که مشاهده می‌کنید تابع map() دو پارامتر دریافت می‌کند. این پارامتر‌ها را در فهرست پایین معرفی کرده‌ایم.

• function: پارامتر اول همان تابعی است که باید بر روی عناصر اعمال شود.
• iterable: پارامتر دوم هم همان شیء پیمایش‌پذیری است که عناصر آن را پردازش می‌کنیم. این شی می‌تواند لیست، تاپل و غیره باشد.

کتابخانه Itertools

itertools یکی از کتابخانه‌های استاندارد پایتون است. این کتابخانه با توجه به رویکرد «ارزیابی تنبل» (Lazy Evaluation) ابزارهای سریع و بهنیه‌ای را - از لحاظ مصرف حافظه - فراهم کرده است.

کتابخانه itertools برای کار با ساختار‌های پیمایش‌پذیری مثل لیست و تاپل ساخته شده است.این کتابخانه توابع کاربردی زیادی دارد. به عنوان مثال می‌توان به توابع count()  و cycle()  و repeat()  و accumulate()  و product()  و permutations()  و combinations()  اشاره کرد.

استفاده از این توابع نسبت به تکنیک‌های سنتی، کدها را تمیزتر و سریع‌تر می‌کند.

توابع Lambda

کلمه lambda نام تابع نیست. بلکه به نوعی تکنیک برای تعریف توابع کوچک، بی‌نام و یک‌خطی گفته می‌شود. برای تعریف این نوع از توابع به‌جای استفاده از def، کلمه کلیدی lambda را به کار می‌بریم. این توابع هم می‌توانند چندین آرگومان مختلف دریافت کنند. اما فقط یک عبارت محاسباتی باید در آن‌ها نوشته شود. استفاده از این نوع توابع برای نوشتن عملیات یکبار مصرف و ساده مناسب است. استفاده تابع Lambda خوانایی کدها را بیشتر و قابل درک‌تر می‌کند.

مدیریت حالت‌های استثنا

در این قسمت، توضیح کوتاهی درباره مدیریت حالت‌های استثنا یا بلوک‌های try و except در پایتون نوشته‌ایم. به این نوع خطاها «استثنائات» یا (Exceptions) گفته می‌شود.

خطاهای استثنا زمانی روی می‌دهند که برنامه به خوبی کار می‌کند اما ناگهان جریان عادی آن به‌هم می‌خورد. به عنوان نمونه‌ای از این اتفاقات می‌توان به خطای تقسیم بر صفر در حین اجرای برنامه یا استفاده از اندیس نامعتبر اشاره کرد.

در زبان پایتون برای مدیریت حالت‌های استثنا کدها را در بلوک‌های try  و except  و finally  قرار می‌دهیم.

• try: این بلوک شامل کدی است که احتمال دارد خطا بدهد.
• except: در زمان روی دادن خطا، کدهای داخل این بلوک برای مدیریت آن اجرا می‌شوند.
• finally: استفاده از این بلوک اختیاری است. کدهای این بلوک بدون توجه به رویدادن خطا یا اجرای بدون خطای کدها در آخر برنامه اجرا خواهند شد.

دکوراتورها

از «دکوراتور‌ها» (Decorators) در پایتون برای اضافه کردن توانایی‌های بیشتر به توابع - بدون تغییر دادن کدهای اصلی آن‌ها - استفاده می‌شود. دکوراتور‌ها مانند توابع معمولی هستند اما به عنوان ورودی، تابع می‌پذیرند. سپس بر روی آن‌ تابع، تغییراتی اعمال کرده و نتیجه را در خروجی برمی‌گردانند.

ساختارهای پیمایش‌پذیر

ساختار‌ پیمایش‌پذیر در پایتون به ظرفی گفته می‌شود که می‌تواند مقادیر مختلفی را در خود ذخیره کند. به عنوان نمونه می‌‌توانیم از لیست، تاپل، مجموعه و دیکشنری نام ببریم.

در ماژول collections  از پایتون چند ظرف اختصاصی‌سازی شده دیگر هم وجود دارند.

• namedtuple:‌ تاپلی که دارای بخش‌های نام‌گذاری شده است.
• OrderedDict: زیرمجموعه‌ای از کلاس دیکشنری که ترتیب اشیاء وارد شده به آن را بخاطر می‌سپارد.
• counter: از این شیء برای شمارش اشیاء دیگر استفاده می‌‌شود.
• chainMap: چند دیکشنری مختلف را با همدیگر ترکیب کرده و یک شیء دیکشنری ایجاد می‌کند.

Generator-ها

Generator در پایتون به نوع خاصی از توابع گفته می‌شود که به‌جای برگرداندن مقدار مشخص، توالی از اشیاء را برمی‌گردانند. منظور از توالی این است که با هر بار اجرای تابع ممکن است مقادیر متفاوتی در خروجی ظاهر شوند. تمام این مقادیر در کنار هم، توالی پیمایش‌پذیر را ایجاد می‌کنند. از این توابع برای ساخت اشیاء پیمایش‌پذیر سفارشی استفاده می‌شود.

در توابع «Generator» به‌جای return  از کلمه کلیدی yield  استفاده می‌کنیم. روش کار Generator-های پایتون به این صورت است:

• «هربار که تابع اجرا می‌شود، کلمه yield  اجرای تابع را متوقف کرده و فقط یک مقدار را برمی‌گرداند. در اجرای بعدی، خروجی بعدی برگشت داده می‌شود و همان‌طور تا به آخر.»

اگر از کلمه کلیدی return  استفاده کنیم، اجرای تابع به شکل کامل متوقف می‌کند.

متدهای جادویی

به «متدهای جادویی» (Magic Methods)، متدهای «Dunder» هم گفته می‌شود. این نوع از متدها توابع مخصوصی هستند که نام آن‌ها با دو خط آندرلاین «ــ» در ابتدا و انتها نوشته می‌شود. برای نمونه می‌توانیم به توابع جادویی __add__()  و __str__()  و __round__()  اشاره کنیم. متدهای Dunder به صورت خودکار توسط پایتون در زمان اجرا عملیات مختلف فراخوانی می‌شوند. به عنوان مثال، کد number + 5 معادل دستور number.__add__(5) است. استفاده از متدهای جادویی می‌‌تواند اجرای کدها را کمی سریع‌تر بکند. زیرا فراخوانی‌های تابع اضافی را حذف می‌کند.

نخ‌ها

نخ به کوچک‌ترین واحد پردازشی گفته می‌شود که سیستم‌ عامل‌ها می‌توانند زمان اجرای آن را تنظیم کنند. پایتون برای کمک به اجرای برنامه‌ها به صورت «چندنخی» (Multithreading)، کلاس Thread  را ارائه داده است.

چند نخی در پایتون به اجرای همزمان نخ پردازش‌های مختلف می‌کند. با این کار، سرعت اجرای برنامه‌ها بیشتر می‌شود. قبلا از ماژول thread  در پایتون برای این کار استفاده می‌شد. ولی اکنون باید از ماژول پیشرفته‌تر threading  استفاده کنیم.

عبارت‌های با قاعده

در پایتون از «عبارات با قاعده» (Regular Expressions) برای کشف رشته‌های مختلف در متن‌ها استفاده می‌‌شود. عبارت‌های با قاعده با نام «رجکس» (RegEx) هم شناخته می‌شوند.

فرض کنیم که در رشته داده شده به دنبال عبارت‌هایی می‌گردیم که از الگوی خاصی پیروی می‌کنند - مانند ایمیل‌ها - برای انجام سریع‌تر این کار بهتر است از رجکس‌ها استفاده کنیم. رجکس‌ها قدرتمند، سریع و کوتاه هستند. برای کار با رجکس در پایتون باید از ماژول re  استفاده کنیم. در این ماژول، توابعی مانند findall()  و search()  و split()  وجود دارند که به شناسایی الگوهای مختلف، کمک می‌کنند.

موقعیت‌های شغلی برای برنامه نویسان پایتون

در این قسمت از مطلب آموزش پایتون برای مبتدیان، چند مورد از رایج‌ترین فرصت‌های شغلی پایتون را معرفی کرده‌ایم. البته کاربرد پایتون در صنعت بسیار گسترده است. اما سعی کردیم که مشهور‌ترین آن‌ها را در حوزه برنامه نویسی بررسی کنیم.

تحلیل گر داده

تحلیل‌گران داده از پایتون برای مدیریت و تجزیه و تحلیل داده‌ها استفاده می‌کنند. آن‌ها برای کار کردن بر روی داده و مصور‌سازی آن از کتابخانه‌هایی مانند پانداس و «Matplotlib» استفاده می‌کنند.

در مراحل پیشرفته‌تر و برای توسعه مدل‌های یادگیری ماشین هم کتابخانه‌هایی مانند «SciPy» و «Scikit-Learn» به کار برده می‌شوند. متخصصان ارشد تحلیل‌گر داده در حوزه‌هایی مانند «تدوین استراتژی داده‌ها» و «رهبری تیم‌های تحلیل داده» مشغول به کار می‌شوند.

متخصص یادگیری ماشین

متخصصان این حوزه، از زبان برنامه نویسی پایتون برای ساخت مدل‌های یادگیری ماشین استفاده می‌کنند. آن‌ها بر روی مفاهیم «ML»، تقویت مدل‌ها، مهندسی ویژگی و ساخت شبکه‌های عصبی با کتابخانه‌هایی مانند «تنسورفلو» (TensorFlow) یا «Keras» کار می‌کنند.

متخصصان ارشد یادگیری ماشین، وظایفی مانند استقرار مدل‌ها، استفاده از الگوریتم‌های پیشرفته و رهبری پروژه‌های هوش مصنوعی را برعهده می‌گیرند.

توسعه وب

توسعه‌دهندگان وب، از فریم‌ورک‌های اختصاصی پایتون مانند «فلسک» (Flask) یا «جنگو» (Django) برای ساخت اپلیکیشن‌های تحت وب استفاده می‌کنند. این افراد کارهایی مانند توسعه اپلیکیشن، متصل کردن پایگاه‌های داده و مدیریت سیستم‌های احراز هویت کاربران را برعهده می‌گیرند.

وظایف حرفه‌ای این افراد شامل توسعه فول‌استک، طراحی «API»-های «RESTful»، ساخت سیستم‌های مقیاس‌پذیر و مدیریت پروژه‌های مختلف است.

مهندس اتوماسیون

مهندس اتوماسیون از زبان برنامه نویسی پایتون برای نوشتن اسکریپت‌های اتوماسیون و ادغام ابزارهای خودکار‌سازی با همدیگر استفاده می‌کند. به عنوان مثال، برای خودکارسازی وظایف مربوط به وب، از اسکریپت‌نویسی پایه و ابزارهایی مانند فریم‌ورک «Selenium» استفاده می‌شود. در حالت پیشرفته هم باید کارهایی مانند «خودکار‌سازی پردازش‌های رباتیک» (Robotic Process Automation | RPA) و غیره انجام داده شود.

متخصصان ارشد این حوزه، انجام وظایفی مانند تمرکز بر روی استراتژی‌های اتوماسیون و مدیریت پروژه را بر عهده می‌گیرند.

مهندس نرم افزار

مهندس نرم‌افزار وظیفه طراحی ساختار کلی سیستم‌های نرم‌افزاری را برعهده دارد. آن‌ها انجام وظایفی مانند موارد زیر را برعهده می‌گیرند.

• طراحی سیستم
• ادغام عناصر سیستمی
• حفظ امنیت
• طرحی پایگاه داده
• و مدیریت «سیستم‌های با دسترسی بالا» (High-Availability Systems)

متخصصان ارشد این حوزه می‌توانند در موقعیت‌های شغلی مانند معماری استراتژی سازمان‌های بزرگ و مدیریت اجرای پروژه‌های پیشرفته، مشغول به کار شوند.

جمع‌بندی

زبان برنامه‌نویسی پایتون به دلیل سینتکس ساده، ساختار منعطف و کاربردهای گسترده‌، به ویژه در علم داده، محبوبیت زیادی در صنعت و دانشگاه کسب کرده است. این زبان اوپن سورس و چندپلتفرمی است. یعنی آن که روی سیستم‌عامل‌های مختلف مانند ویندوز، MacOS و لینوکس اجرا می‌شود. یکی از روش‌های توصیه شده برای مبتدیان، نصب پایتون با استفاده از Thonny IDE است. به عنوان روش بعدی توصیه می‌شود که ابتدا ویژوال استودیو کد را نصب کنیم و سپس پایتون را به آن اضافه کنیم. استفاده از این محیط‌ها نوشتن و اجرای کدهای پایتون را آسان می‌کند.

در این مطلب از مجله فرادرس روش نصب و اجرای پایتون برای مبتدیان آموزش داده شده است. بنابراین کار خود را با نوشتن برنامه ساده «Hello, World!» به‌عنوان اولین گام یادگیری شروع کردیم. هچنین چند فیلم و مطلب آموزشی مفید در انتهای مطلب معرفی شده‌اند.