boolean در پایتون چیست؟ – به زبان ساده + مثال و کد
Boolean در پایتون، جزو نوع دادههای اصلی است. این نوع داده فقط یکی از دو مقدار «True» یا «False» را در خود نگه میدارد. وجود نوع بولین برای نمایش «ارزش درستی» (Truth Value) عبارت یا شرط ضروری است. Boolean به عنوان مبنایی برای عملیات منطقی و کنترل جریان در برنامه نویسی عمل میکند. جدای از True و False، پایتون مقادیر دیگری را نیز در دستورات شرطی معادل بولین در نظر میگیرد. برای مثال مقدار None در پایتون به عنوان False تفسیر میشود. در ضمن، تمام مقدارهای عددی غیر صفر به عنوان True در نظر گرفته میشوند. به غیر از این موارد، پایتون انواع داده غیرعددی را نیز در زمینه بولین ارزیابی میکند. برنامه نویسان پایتون برای طراحی شرطها و عبارتهای بولی باید با تمام این قواعد و قوانین آشنا باشند.
- با سه ویژگی اصلی نوع داده Boolean در پایتون آشنا میشوید.
- چند مورد از کاربردهای عملی نوع داده Boolean را یاد میگیرید.
- روش درست استفاده از Boolean در ساختار حلقه while را میآموزید.
- با عملکرد Boolean در عبارتهای شرطی و مقایسهای آشنا میشوید.
- روش استفاده از عملگرهای منطقی برای نوشتن شرطهای پیچیده را یاد میگیرید.
- عملگرهای مقایسهای در پایتون را میشناسید و در عبارتهای بولی به کار میبرید.
در این مطلب از مجله فرادرس با نوع داده Boolean در پایتون آشنا میشوید. با درک این مطلب میتوانید دستورات شرطی کوتاهتر و خواناتری بنویسید. استفاده از این نوع دستورات، بازدهی و وضوح کلی کدهای پایتون را افزایش میدهد. ابتدا با ماهیت Boolean در پایتون آشنا میشوید. سپس روش استفاده از این نوع داده را بررسی میکنیم. بعد از آن هم با مثالهای ساده کاربردها و نکات فنی مربوط به بولین را توضیح دادهایم.
boolean در پایتون چیست؟
نوع داده Boolean یکی از مهمترین و بنیادیترین انواع داده در زبان برنامه نویسی پایتون است.
در فهرست پایین، سه اصل مهم را درباره نوع داده Boolean به شکل خلاصه و کامل توضیح دادهایم.
- نوع دادهای بنیادی است که فقط مقادیر «درست» (True) و «نادرست» (False) را نمایش میدهد.
- بولین امکان تصمیمگیری، مقایسه و اجرای بخشهای مشخصی از کد را بر اساس شرط فراهم میکنند.
- هر شی و مقداری در پایتون را میتوان با نوع داده بولین ارزیابی کرد. برای مثال تمام اعداد برابر با True هستند به غیر از صفر که معادل False است.
مقادیر بولین علاوه بر کمک به طراحی عبارتهای شرطی در ساختارهای منطقی و حتی دستورهای کنترلی حلقه while هم به کار برده میشوند. در بخشهای بعدی مطلب تمام این موارد را یک به یک بررسی کردهایم.
| موضوع | توضیح |
|---|---|
| مقادیر | True و False |
| کاربرد | شرطها، ساختار تصمیمگیری و غیره |
| مثال | عدد 5 برابر با True و عبارت 5==2 برابر با False |
| اهمیت | استفاده در if و while |
تا به این قسمت از مطلب، با مفهوم نوع داده Boolean در پایتون به طور کامل آشنا شدهاید. در ادامه از مثالهای مختلفی برای بررسی کاربرد و ویژگیهای این نوع داده استفاده خواهیم کرد. در صورت تمایل به مطالعه مطالبی مانند این مورد، پیشنهاد میکنیم که حتما اپلیکیشن مجله فرادرس را بر روی دستگاههای همراه خود نصب کنید.
برای نصب اپلیکیشن رایگان مجله فرادرس، کلیک کنید.
چطور از Boolean در پایتون استفاده کنیم؟
استفاده از مقادیری با نوع Boolean در برنامه نویسی پایتون بسیار ساده است. به راحتی فقط کافی است که مقادیر True یا False را به متغیری تخصیص بدهیم یا اینکه مقدار متغیرهای خود را از عبارتهایی با ارزش Boolean دریافت کنیم. برای مثال، عبارتهای مقایسهای همیشه برابر با مقدار Boolean هستند.
برای نمونه فرض کنیم در زمان کار با دیکشنریها یا آرایههای پایتون لازم است که عبارتهای شرطی را با مقادیر بولین ارزیابی کنیم.
کاربردهای Boolean در پایتون
وجود عبارتهایی با مقدار Boolean به برنامه نویس اجازه میدهد که برنامههای پیچیدهتر و پویاتری بنویسد. این عبارتها تقریبا در تمام بخشهای مهم برنامه نویسی به کار برده میشود.
در این قسمت از مطلب، روش استفاده از مقادیر Boolean را در چند مفهوم مهم برنامه نویسی بررسی کردهایم.
| کاربرد | نقش Boolean |
|---|---|
| عبارتهای شرطی (if-else) | تعیین میکند کدام بخش از کد اجرا شود. |
| عبارتهای مقایسهای | نتیجه مقایسه را به صورت True یا False برمیگرداند. |
| حلقه while | مشخص میکند حلقه ادامه پیدا کند یا متوقف شود. |
| عملیات منطقی | ترکیب یا تغییر شرطها با and و or و not |
| فیلتر کردن دادهها | انتخاب دادهها بر اساس شرطهای مشخص |
عبارتهای شرطی
نوع داده Boolean یکی از اجزای بسیار مهم در عبارتهای شرطی است. عبارتهای شرطی در پایتون به برنامه نویس اجازه میدهند که با توجه به رویدادن اتفاق خاصی دستهای از کدها را اجرا کند. به بیان سادهتر اگر اتفاق «a» رویداد، کدهای بلوک اول اجرا بشوند. اما اگر اتفاق «b» رویداد، کدهای بلوک دوم اجرا شوند و همینطور تا به آخر.
برای نمونه در پایتون به این شکل میگوییم که اگر عبارت شرطی نوشته شده در دستور if برابر با مقدار True ارزیابی شد، بلوک کد زیر این دستور، اجرا میشود. اما اگر این شرط غلط بود، یعنی مقدار آن False شده، بلوک کد زیر عبارت else اجرا بشود.
بعد از اجرای کدهای بالا، خروجی زیر در کنسول پایتون نمایش داده میشود.
You are eligible to vote.عبارتهای مقایسه
عبارتهای مقایسهای نوع رایجی از کدها با ارزش Boolean هستند. با مقایسه کردن دو متغیر یا مقدار میتوانیم رابطه بین آنها را بررسی کنیم. در پایتون شش عملگر مقایسهای وجود دارند.
- ==: عملگر «==» برای بررسی برابری به کار برده میشود.
- !=: با کمک این عملگر، نابرابری را مقایسه میکنیم. یعنی اینکه اگر دو عملوند آن با همدیگر مساوی نباشند، نتیجه عبارت درست یا True ارزیابی میشود.
- <: از این عملگر برای بررسی رابطه «کوچکتر بودن» کمک میگیریم.
- >: با این عملگر رابطه «بزرگتر بودن» رابررسی میکنیم.
- <=: از این دستور برای بررسی رابطه «کوچکتر یا مساوی بودن» استفاده میکنیم.
- >=: با کمک این عملگر هم رابطه «بزرگتر یا مساوی بودن» را بررسی میکنیم.
اگر شرطهای ارزیابی شده برقرار باشند، عبارت مقایسهای برابر با True میشود. در غیر این صورت، مقدار این عبارت برابر با False خواهد شد. برای نمونه، به سناریو خاصی فکر کنید که در آن با توجه به سن کاربر میخواهیم مزایای خاصی به او داده شود. برای نوشتن این برنامه باید از عملگرهای مقایسهای استفاده کنیم. در واقع، مقدار سن کاربر را با آستانه سن مجاز مقایسه میکنیم.
بعد از اجرای کدهای بالا، خروجی زیر در کنسول پایتون نمایش داده میشود.
Not eligible for senior benefits.عملگرهای مقایسهای کاربرد بسیار زیاد و گستردهای در زمان برنامه نویسی دارند. ظاهر و روش کار این عملگرها تقریبا در بیشتر زبانهای برنامه نویسی مشترک است. با این حال هر زبانی هم ویژگیهای خاص خود را دارد.
حلقههای while
در حلقههای while هم باید از مقادیر Boolean استفاده کنیم. ساختار حلقه while به این صورت است که تا زمان درست بودن شرط خاصی این حلقه به کار خودش ادامه میدهد. توجه کنید که تمام عبارتهای شرطی را با مقدار Boolean ارزیابی میکنیم. اگر نتیجه Boolean عبارت شرطی برابر با False بشود، بلافاصله حلقه while متوقف شده و ادامه کار از کدهای بعد از بلوک حلقه پیگرفته میشود.
بعد از اجرای کدهای بالا، خروجی زیر در کنسول پایتون نمایش داده میشود.
0
1
2
3
4عملیات منطقی
در زبان برنامه نویسی پایتون، از مقادیر Boolean برای نمایش درستی عبارتها استفاده میشود. با کمک عملیات منطقی و عملگرهای Boolean میتوانیم عبارتهای مختلف را با همدیگر ترکیب کرده، مقایسه کنیم یا حتی آنها را برعکس کنیم. پایتون سه عملگر Boolean دارد.
- And
- Or
- Not
در کادر زیر، مثال سادهای را از کار بر روی مقادر بولی با کمک عملگرهای بولین نوشتهایم.
در زمان کار با تاپلها و دیکشنریها هم میتوانیم از عملیات منطقی برای فیلتر کردن دادهها یا مدیریت شرایط استفاده کنیم.
پیشنهاد فرادرس برای یادگیری هرچه بهتر پایتون چیست؟
روش یادگیری پایتون باید برای دانشجو جذاب باشد. از طرف دیگر لازم است که محتوای مفیدی هم ارائه شود. منابع متنوعی برای یادگیری زبانهای برنامهنویسی وجود دارند. به همین دلیل، روش مناسب برای هر فرد با توجه به شخصیت و علایق او فرق میکند. با این حال، هستند روشهایی که برای بیشتر افراد، مؤثر باشند. یکی از این نوع روشها، تماشای فیلمهای آموزشی است. این فیلمها چند ویژگی مهم دارند. برای مثال، همزمان حواس بینایی و شنوایی یادگیرنده را درگیر میکنند. در ضمن مثالهای مختلف در آنها به صورت عملی پیادهسازی میشوند.
فرادرس، بهترین تولیدکننده فیلمهای آموزشی در کشور است. در این وبسایت، مجموعه آموزشهای باکیفیتی برای یادگیری زبان برنامهنویسی پایتون تولید و منتشر شدهاند. پایتون جزو محبوبترین و کاربردیترین زبانهای برنامهنویسی در ایران و جهان است. برای همین، هم بازار کار خوبی دارد و هم اینکه افراد زیادی برای یادگیری آن تلاش میکنند.
در فهرست زیر، چند نمونه از آموزشهای سطح متوسط و پیشرفته پایتون را معرفی کردهایم. اگر مایل باشید، با کلیک روی تصویر بالا میتوانید به آموزشهای بیشتری دسترسی پیدا کنید.
- فیلم آموزش ویژوال پایتون، برنامه نویسی پایتون بدون کدنویسی با Visual Python + گواهینامه
- فیلم آموزش پروژه محور پایتون درباره حل ۲۰ مسئله کاربردی در برنامه نویسی + گواهینامه
- فیلم آموزش یادگیری تقویتی در Python + گواهینامه
- فیلم آموزش رسم نمودار داده ها با کتابخانه PyQtGraph در پایتون + گواهینامه
- فیلم آموزش الگوریتم جستجوی هارمونی در پایتون درباره مفاهیم و پیادهسازی + گواهینامه
در بخش بعد، روش استفاده از نوع داده Boolean را با کمک مثالهای کاربردی در پایتون، توضیح دادهایم.
مثالهایی درباره استفاده از Boolean در پایتون
در این بخش از مطلب، چند مورد از مثالهای کاربردی برای استفاده از عبارتها و مقادیر Boolean را در برنامههای واقعی پایتون بررسی میکنیم.
تایید هویت کاربران
در دنیای توسعه نرمافزارهای کاربردی یا وبسایتها میتوانیم از مقادیر Boolean برای مدیریت اسکریپتهای تایید هویت کاربران استفاده کنیم.
به عنوان مثالی ساده، تکهای از برنامهای را مینویسیم که مسئول بررسی لاگین کردن کاربر است. اگر کاربر لاگین کرده است پیغام مناسبی درباره داشتن دسترسی به او نشان میدهیم. اما اگر هنوز در سیستم لاگین نکرده است با کمک پیغام مناسبی از او میخواهیم که اول از همه لاگین کند.
بعد از اجرای کدهای بالا، خروجی زیر در کنسول پایتون نمایش داده میشود.
Access granted.اعتبار سنجی دادهها
در زمان اعتبارسنجی دادههای وارد شده به برنامه نیز لازم است از مقادیر Boolean استفاده کنیم. در چنین موقعیتهایی برنامه را با کمک عبارتهای شرطی مینویسیم که داشتن شرایط لازم برای مقدار ورودی را بررسی میکنند. بعد از اینکه مقدار مورد نظر، تمام شرایط را داشت (یعنی عبارتهای شرطی مورد نظر True شدند) میتوانیم آن را ذخیره کرده یا در محاسبات خود به کار ببریم.
بعد از اجرای کدهای بالا، عبارت True به عنوان خروجی در کنسول پایتون نمایش داده میشود.
پرچمهای ویژگی
در فرایند توسعه نرمافزار برای تشخیص بودن یا نبودن ویژگیهای مختلف بر روی اشیا از فلگ یا «پرچم» (Flag) استفاده میکنیم. این Flag-ها با دادههایی از نوع Boolean مقداردهی میشوند. اگر مقدار Flag برابر با True بود یعنی ویژگی مورد نظر در شی وجود دارد. در غیر این صورت، شی ویژگی مورد نظر را ندارد.
با وجود Flag-ها مدیریت ویژگیها و تصمیم برای استفاده از آنها سادهتر میشود.
بعد از اجرای کدهای بالا، خروجی زیر در کنسول پایتون نمایش داده میشود.
New feature is currently disabled.تصمیم گیری در بازیها
در زمان اجرای پروژههای مربوط به بازیسازی با پایتون میتوانیم از مقادیر Boolean برای ذخیره و مدیریت وضعیتهای بازی استفاده کنیم. برای مثال در کادر زیر از متغیرهای Boolean برای تشخیص اینکه آیا کاربر مرحلهای از بازی را رد کرده است یانه یا اینکه آیا بازی متوقف شده است یا جریان دارد استفاده میکنیم.
بعد از اجرای کدهای بالا، خروجی زیر در کنسول پایتون نمایش داده میشود.
Congratulations! Moving to the next level.به عنوان نمونه دیگر با بررسی کردن چند شرط مختلف میتوانیم پیروز شدن بازیکن در مراحل بازی را بررسی کنیم.
بعد از اجرای کدهای بالا، خروجی زیر در کنسول پایتون نمایش داده میشود.
You won the level but missed the bonus!در کدهای بالا با ترکیب منطق Boolean و عملیات ریاضی بررسی میکنیم که آیا مراحل بازی به پایان رسیده است یا نه. همچنین بررسی میکنیم که آیا محاسبات مربوط به امتیاز بازیکن درست انجام شدهاند یا نه.
مدیریت عملیات Boolean
برای ترکیب چند عبارت شرطی یا بولین لازم است که حتما با عملگرهای Boolean مانند (and و or و not ) آشنا باشیم. با کمک این عملگرها میتوان چند عبارت بولی را به یک عبارت شرطی منسجم تبدیل کرد.
بعد از اجرای کدهای بالا، خروجی زیر در کنسول پایتون نمایش داده میشود.
High score, but no extra lives!چند نکته تکمیلی درباره نوع داده Boolean
در این بخش از مطلب، چند نکته مهم درباره نوع داده Boolean را در پایتون بررسی میکنیم. از این نوع در زمان طراحی بعضی از ساختمانهای داده نیز استفاده میشود. البته قبل از درک این موضوع باید با مفهوم ساختمان داده آشنا باشید. در صورت نیاز به کمک در این حوزه پیشنهاد میکنیم که فیلم آموزش ساختمان داده ها با پایتون + گواهینامه را در فرادرس مشاهده بکنید. به منظور کمک به مخاطبان مجله، لینک دسترسی مستقیم به این فیلم آموزشی را در پایین نیز قرار دادهایم.
ماهیت Boolean برای تمام مقادیر در پایتون
در پایتون تمام مقدارها در فضای Boolean به شکل درست یا غلط ارزیابی میشوند. بیشتر مقدارها به عنوان درست یا True در نظر گرفته میشوند. فقط چند مقدار مانند None و False و 0 و 0.0 و توالیهای خالی مانند '' و () و [] و نگاشت خالی {} هستند که به عنوان غلط یا False در نظر گرفته میشوند.
An empty list is considered Falseتابع bool در پایتون
تابعی درونی با عنوان bool() در پایتون وجود دارد. این تابع، معادل بولی مقادیر دریافت شده را برمیگرداند. یعنی فقط دو خروجی True یا False دارد. بیشترین کاربرد تابع bool() برای بررسی درستی عبارتها یا متغیرها در برنامههایی است که به صورت پویا مقداردهی میشوند.
بعد از اجرای کدهای بالا، خروجی زیر در کنسول پایتون نمایش داده میشود.
False
True
Falseعملگرهای Boolean
عملگرهای Boolean به عنوان عملگرهای منطقی هم شناخته میشوند. با کمک این عملگرها میتوانیم عبارتهای Boolean پیچیدهتری در پایتون بسازیم.
and و or و not سه مورد از عملگرهای اصلی Boolean هستند. در جدول پایین به شکل خلاصه این عملگرها را معرفی کرده و روش کار با هر کدام را توضیح دادهایم.
| عملگر | کاربرد | نتیجه True میشود اگر |
|---|---|---|
| and | ترکیب چند شرط | همه شرطها True باشند. |
| or | بررسی چند شرط جایگزین | حداقل یک شرط True باشد. |
| not | معکوس کردن شرط | مقدار عبارت False باشد و برعکس. |
در ادامه این بخش تمام عملگرها بالا را به شکل کاملتری بررسی کردهایم و درباره روش کار با هر کدام مثال سادهای را پیادهسازی میکنیم.
عملگر and
با کمک این عملگر میتوانیم چندین شرط مختلف را با همدیگر ترکیب کنیم. در این عملگر برای True ارزیابی شدن نتیجه نهایی عبارت باید تمام عملوندها True باشند. این ویژگی یا عملگر برای سناریوهایی مفید است که نتیجه نهایی به درست بودن چند شرط مختلف وابسته است.
بعد از اجرای کدهای بالا، عبارت True به عنوان خروجی در کنسول پایتون نمایش داده میشود.
عملگر Or
از این عملگر در سناریوهایی استفاده میکنیم که در آنها درست بودن یک شرط هم به تنهایی کافیست. فقط باید یک شرط درست باشد که کل عبارت True ارزیابی شود. این عملگر در موقعیتهایی به کار برده میشود که چندین شرط مجزا ولی کافی برای برقرار بودن عبارت کلی وجود داشته باشد. هر کدام از آنها که برقرار باشد نتیجه نهایی مورد نظر بدست میآید.
بعد از اجرای کدهای بالا، عبارت True به عنوان خروجی در کنسول پایتون نمایش داده میشود.
عملکرد not
این عملگر تکعملوندی است. not نتیجه عملوند خود را معکوس میکند. یعنی اگر عبارتی به تنهایی True باشد در کنار not به False تبدیل میشود. اگر این عبارت برابر با False باشد در کنار not به True تبدیل میشود. از این عملگر برای افزایش خوانایی و شفافیت هرچه بیشتر شرطها استفاده میکنیم.
بعد از اجرای کدهای بالا، عبارت True به عنوان خروجی در کنسول پایتون نمایش داده میشود.
یادگیری پیاده سازی پروژه های پایتون
برنامه نویسان دورههای آموزشی زیادی را پشت سر میگذارند. در هر کدام از این دورهها مهارتها و مفاهیم مختلفی را میآموزند. اما در نهایت مهمترین توانایی، پیادهسازی نرمافزارهای کاربردی است. برای اجرای پروژههای عملی لازم است که بتوانید از مفاهیم و مهارتهای مختلف در کنار هم و به صورت ترکیبی استفاده کنید. زبان پایتون در حوزههای متنوعی به کار برده میشود. بنابراین پروژههای زیادی را میتوان با استفاده از آن پیادهسازی کرد. فرادرس تلاش میکند تا روش پیادهسازی پروژههای عملی پایتون را آموزش بدهد. در زمان اجرای این پروژهها لازم است از چند کتابخانه مختلف در کنار هم استفاده کنیم.
گاهی از اوقات باید با انواع ساختارهای حلقه در پایتون کار کنیم. به همین دلیل پیادهسازی پروژههای عملی تاثیری زیادی در یادگیری پایتون دارند. در پایین چند مورد از فیلمهای پروژهمحور پایتون را معرفی کردهایم.
- فیلم آموزش «الستیک سرچ» (ElasticsSearch) در پایتون، به صورت پروژه عملی ساخت برنامه Search
- فیلم آموزش مدیریت موجودی انبار در پایتون، پیاده سازی پروژه اپلیکیشن گرافیکی سیستم انبارداری
- فیلم آموزش ساخت داشبورد هوش تجاری با Streamlit، به صورت پروژه عملی + گواهینامه
- فیلم آموزش پیاده سازی سیستم لایک با AJAX در جنگو + گواهینامه
- فیلم آموزش ساخت چت روم با سوکت نویسی در پایتون درباره Socket Programming در Python
در صورت تمایل با کلیک بر روی تصویر زیر به صفحه اصلی این مجموعه آموزشی هدایت شده و فیلمهای پروژهمحور بیشتری را تماشا کنید.
مقادیر Boolean در خروجی تابع
توابع مختل اغلب اوقات برای اعلام اجرای درست یا ناموفق وظایف خود یا مشخص کردن وضعیت اشیا مختلف در خروجی مقدار Boolean برمیگردانند. این رفتار در توابع روش شفاف و سادهای برای ارتباط با دیگر بخشها برنامه و سایر توابع است.
در مثال زیر، تابعی را طراحی کردهایم که با استفاده از نوع داده بولین، زوج یا فرد بودن اعداد را در خروجی، اعلام میکند.
بعد از اجرای کدهای بالا، عبارت True به عنوان خروجی در کنسول پایتون نمایش داده میشود.
Number is even.جمعبندی
Boolean یکی از انواع داده مهم و کاربردی در پایتون است. این نوع داده فقط دو مقدار True و False را دریافت میکند. از این نوع در مقداردهی و ارزشگذاری بر روی عبارتهای شرطی استفاده میشود. پایتون چند عملگر اختصاصی هم برای کار بر روی مقادیر بولین دارد. با کمک عملگرهای and و or و not میتوانیم عبارتهای شرطی را به صورت ترکیبی به کار ببریم. با این تکنیک، برنامهها ساختار پویاتری بدست میآورند.
در این مطلب از مجله فرادرس نوع داده Boolean در پایتون را بررسی میکنیم. این نوع داده، کاربردهای بسیار گستردهای در حوزههای مختلف دارد. برای مثال میتوان به عبارتهای کنترلی در حلقههای while یا عبارتهای مقایسهای اشاره کرد. برنامه نویسان پایتون باید روش استفاده از دادههایی با نوع Boolean را بلد باشند. با کمک نوع داده بولی و عملگرهای منطقی میتوانیم ساختارهای پیچیدهای را برنامه نویسی بکنیم.
