پایتون چیست؟ آموزش کامل و جامع Python

پایتون یک زبان برنامه‌نویسی سطح بالا، تفسیری و همه‌منظوره است که به خاطر خوانایی و سادگی کد شناخته می‌شود. این زبان از برنامه‌نویسی شی‌گرا و برنامه‌نویسی ساخت‌یافته پشتیبانی می‌کند.

# برنامه ساده پایتون برای چاپ سلام دنیا
def say_hello(name):
    return f"سلام {name}!"

print(say_hello("دنیا"))  # خروجی: سلام دنیا!

پایتون در اواخر دهه ۱۹۸۰ توسط گیدو ون روسوم در مرکز تحقیقات CWI هلند طراحی شد. اولین نسخه عمومی آن (پایتون ۰.۹.۰) در سال ۱۹۹۱ منتشر شد.

۱. سادگی و خوانایی

پایتون از سینتکس ساده و خوانا استفاده می‌کند که یادگیری آن را آسان می‌کند.

۲. چند پلتفرمی

برنامه‌های پایتون روی سیستم‌عامل‌های مختلف قابل اجرا هستند.

۳. کتابخانه‌های غنی

پایتون دارای مجموعه گسترده‌ای از کتابخانه‌های استاندارد و شخص ثالث است.

import numpy as np
import pandas as pd
import matplotlib.pyplot as plt

# ایجاد آرایه‌ای از اعداد
data = np.array([1, 2, 3, 4, 5])

# تبدیل به دیتافریم
df = pd.DataFrame(data, columns=['numbers'])

# رسم نمودار
plt.plot(data)
plt.show()

پایتون دارای انواع داده متنوعی است که برای کاربردهای مختلف مناسب هستند.

انواع داده پایه

# اعداد صحیح (int)
age = 25

# اعداد اعشاری (float)
price = 19.99

# رشته‌ها (string)
name = "پایتون"

# مقادیر بولین (bool)
is_active = True

# مقدار تهی (None)
empty_value = None

ساختمان‌های داده

# لیست‌ها (list)
numbers = [1, 2, 3, 4, 5]

# تاپل‌ها (tuple)
coordinates = (10, 20)

# دیکشنری‌ها (dict)
person = {
    "name": "علی",
    "age": 30,
    "city": "تهران"
}

# مجموعه‌ها (set)
unique_numbers = {1, 2, 3, 3, 4}  # تکرار حذف می‌شود

ساختارهای کنترلی در پایتون برای کنترل جریان برنامه استفاده می‌شوند.

دستورات شرطی

age = 18

if age < 13:
    print("کودک")
elif age < 20:
    print("نوجوان")
else:
    print("بزرگسال")

حلقه‌ها

# حلقه for
for i in range(5):
    print(i)

# حلقه while
count = 0
while count < 5:
    print(count)
    count += 1

توابع در پایتون بلوک‌های کد قابل استفاده مجدد هستند که می‌توانند ورودی دریافت کرده و خروجی تولید کنند.

def calculate_average(numbers):
    """
    محاسبه میانگین لیستی از اعداد
    """
    return sum(numbers) / len(numbers)

# استفاده از تابع
scores = [85, 92, 78, 90, 88]
average = calculate_average(scores)
print(f"میانگین نمرات: {average}")

# تابع با پارامترهای پیش‌فرض
def greet(name, greeting="سلام"):
    return f"{greeting} {name}!"

print(greet("علی"))  # سلام علی!
print(greet("مریم", "درود"))  # درود مریم!

پایتون یک زبان شی‌گرا است که از مفاهیم اصلی برنامه‌نویسی شی‌گرا پشتیبانی می‌کند.

class Car:
    def __init__(self, brand, model, year):
        self.brand = brand
        self.model = model
        self.year = year
        self.speed = 0

    def accelerate(self, amount):
        self.speed += amount
        return f"سرعت خودرو: {self.speed} کیلومتر بر ساعت"

    def brake(self, amount):
        self.speed = max(0, self.speed - amount)
        return f"سرعت خودرو: {self.speed} کیلومتر بر ساعت"

# ایجاد شی از کلاس
my_car = Car("تویوتا", "کمری", 2024)
print(my_car.accelerate(30))  # سرعت خودرو: 30 کیلومتر بر ساعت

پایتون دارای مجموعه گسترده‌ای از ماژول‌ها و کتابخانه‌ها است که کار با این زبان را آسان می‌کنند.

کتابخانه‌های استاندارد

# کار با تاریخ و زمان
from datetime import datetime
current_time = datetime.now()

# کار با فایل‌ها
with open('file.txt', 'w') as f:
    f.write('سلام دنیا!')

# کار با JSON
import json
data = {'name': 'علی', 'age': 30}
json_string = json.dumps(data)

# کار با سیستم عامل
import os
files = os.listdir('.')

کتابخانه‌های محبوب شخص ثالث

• NumPy - برای محاسبات عددی و آرایه‌ها
• Pandas - برای تحلیل داده
• Matplotlib - برای رسم نمودار
• Django - برای توسعه وب
• TensorFlow - برای یادگیری ماشین

علوم داده و هوش مصنوعی

پایتون زبان اصلی در حوزه علوم داده، یادگیری ماشین و هوش مصنوعی است.

توسعه وب

با فریم‌ورک‌های Django و Flask می‌توان برنامه‌های وب قدرتمند ساخت.

اتوماسیون و اسکریپت‌نویسی

پایتون برای خودکارسازی وظایف و نوشتن اسکریپت‌های سیستمی عالی است.

محیط‌های توسعه یکپارچه (IDE)

• PyCharm - محیط حرفه‌ای و قدرتمند
• Visual Studio Code - ویرایشگر سبک و قابل تنظیم
• Jupyter Notebook - برای علوم داده و یادگیری تعاملی

ابزارهای مدیریت بسته

• pip - نصب و مدیریت کتابخانه‌ها
• virtualenv - ایجاد محیط‌های مجازی
• conda - مدیریت محیط‌ها و بسته‌ها