آموزش Python – فصل اول : بخش اول – variables – expressions – statements (قسمت اول)

متغیر در پایتون چیست؟

اولین و پایه‌ای ترین مفهوم در یادگیری زبان برنامه نویسی پایتون آشنایی با متغیرها یا variable هاست. متغیرها ساختارهایی هستند که برای ذخیره مقادیر در برنامه‌نویسی مورد استفاده قرار می‌گیرند. متغیر در پایتون برای اشاره به مکان حافظه استفاده می‌شود. متغیر پایتون همچنین به‌ عنوان شناسه شناخته می‌شود.

در این بخش علاوه بر یادگیری مفهوم متغیر انواع Data type‌ها نیز معرفی می‌شوند که متغیرها می‌توانند انواع این داده‌ها رو بپذیرند. این Data type ها شامل:

رشته ها یا string‌ها  به دیتاهایی گفته میشود که به صورت دنباله ای از حروف استفاده میشود.مثل نام ها و عبارت ها و …

اعداد صحیح یا integer‌ها که ساده‌ترین مقادیر عددی مورد استفاده در محاسبات هستند.

اعداد اعشاری یا float که برای محاسبات با دقت بالا در برنامه‌نویسی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

متغیرهایی که مقادیر آنها به صورت درست یا نادرست (True /False)‌ هستند که به آن Boolean گفته می‌شود.

در تعریف متغیرها دو مورد باید رعایت شود. یکی متغیرها باید با حروف آغاز شوند. همچنین در تعریف متغیرها نباید از کلمات رزرو شده پایتون استفاده کرد. مثلا عبارت print در پایتون برای تعریف یک تابع استفاده شده و نباید متغیری به این نام تعریف کرد.

* در پایتون، نیازی به تعیین نوع متغیر نداریم زیرا پایتون یک‌زبان استنباطی است و به‌اندازه کافی باهوش است که نوع متغیر را به دست آورد.

تعریف متغیر در پایتون و قوانین نام‌گذاری آن‌ها

قوانین ایجاد و نام گذاری متغیرها در پایتون به‌صورت زیر است:

· نام متغیر باید با یک حرف یا کاراکتر زیرخط (اندرلاین_) شروع شود.

· نام متغیر نمی‌تواند با عدد شروع شود.

· یک نام متغیر فقط می‌تواند شامل کاراکترهای عددی و آندرلاین (_) (A-z، 0-9 و _) باشد.

· نام متغیرها به حروف کوچک و کوچک حساس هستند (ALI و ali متفاوت هستند).

· از کلمات رزرو شده در پایتون (کلمات کلیدی) نمی‌توان برای نام‌گذاری متغیر استفاده کرد.

· نام شناسه نباید حاوی هیچ فضای سفید(space) یا کاراکتر خاصی مانند (!، @، #،،، ^، &، *) باشد.

نمونه نام‌گذاری متغیر در پایتون:

نمونه‌هایی از شناسه‌های معتبر: a123، _n، n_9 و غیره.

نمونه‌هایی از شناسه‌های نامعتبر: 1a، n٪ 4، n 9 و غیره.

نام متغیرها می‌تواند گروهی از حروف و ارقام باشد، اما آن‌ها باید با یک حرف یا آندرلاین شروع شوند. توصیه می‌شود برای نام متغیر از حروف کوچک استفاده کنید.

اعلام متغیر و تخصیص ارزش

پایتون ما را ملزم به اعلام متغیر قبل از استفاده از آن در برنامه نمی‌کند. این به ما امکان می‌دهد یک متغیر در زمان موردنیاز ایجاد کنیم. ما نیازی به اعلام صریح متغیر در پایتون نداریم. وقتی هر مقداری را به متغیر اختصاص می‌دهیم، آن متغیر به‌طور خودکار اعلام می‌شود.

برای تخصیص مقدار به یک متغیر از عملگر Equal (=) استفاده می‌شود. 

وقتی ما یک متغیر را اعلان می‌کنیم، لازم است درک کنیم که مفسر پایتون چگونه کار می‌کند. فرایند ایجاد متغیرها تا حدودی با بسیاری از زبان‌های برنامه‌نویسی متفاوت است. پایتون زبان برنامه‌نویسی بسیار شیء گرا است. به همین دلیل است که هر مورد داده به نوع خاصی از کلاس تعلق دارد. به مثال زیر توجه کنید.

print("makhtabkhooneh")

خروجی به شکل زیر است :

Makhtabkhooneh

آبجکت پایتون یک عدد صحیح ایجاد می‌کند و آن را روی کنسول نمایش می‌دهد. در دستور چاپ بالا، یک شیء رشته ایجاد کرده‌ایم. بیایید نوع آن را با استفاده از تابع type () پایتون ساخته‌شده بررسی کنیم.

type("Makhtabkhooneh")  

خروجی به شکل زیر است :

<class 'str'>

در پایتون، متغیرها یک نام نمادین هستند که مرجع یا اشاره‌گر یک شیء هستند. متغیرها برای نشان دادن اشیاء با آن نام استفاده می‌شوند.

بیایید مثال زیر را نیز تحلیل کنیم :

در تصویر زیر، متغیر a به یک شیء صحیح اشاره دارد.

فرض کنید مقدار صحیح 70 را به یک متغیر جدید b اختصاص می‌دهیم.

a = 70

b = a

متغیر b به همان شیء اشاره می‌کند که به آن اشاره می‌کند زیرا پایتون شیء دیگری ایجاد نمی‌کند.

بیایید مقدار جدید را به b اختصاص دهیم. حال هر دو متغیر به اشیاء مختلف ارجاع داده می‌شوند.

a =70

b =90

اگر متغیر یکسانی را به دو مقدار متفاوت اختصاص دهیم، پایتون به‌طور مؤثر حافظه را مدیریت می‌کند.

هویت شیء در پایتون

در پایتون، هر شیء ایجادشده به‌طور منحصربه‌فرد  مشخص می‌شود. پایتون تضمین می‌کند که هیچ دو شیء شناسه یکسانی ندارند. تابع id () داخلی، برای شناسایی شناسه شیء استفاده می‌شود. به مثال زیر توجه کنید.

a = 50  

b = a  

print(id(a))  

print(id(b))  

متغیر واگذارشده a#

a = 500  

print(id(a))

خروجی :

140734982691168

140734982691168

2822056960944

140734982691168

140734982691168

2822056960944

ما b = a، a و b را هر دو به یک شیء یکسان اختصاص می‌دهیم. وقتی تابع id () را بررسی می‌کنیم، همان شماره را برمی‌گرداند. ما a را به 500 واگذار می‌کنیم. سپس به شناسه جدید شیء اشاره کرد.

نام‌های متغیر در پایتون

ما قبلاً در مورد نحوه اعلام متغیر پایتون معتبر بحث کرده‌ایم. نام متغیرها می‌تواند هر طولی داشته باشد که دارای حروف بزرگ، کوچک (A تا Z، a تا Z)، رقم (0-9) و آندرلاین (_) باشد. مثال زیر از نام متغیرهای معتبر را در نظر بگیرید.

name = "makhtabkhooneh"  

age = 20  

marks = 80.50  

print(name)  

print(age)  

print(marks)

خروجی :

Devansh
20
80.5
makhtabkhooneh

20

80.5

نام متغیرهای پایتون معتبر زیر را در نظر بگیرید.

name = "A"  

Name = "B"  

naMe = "C"  

NAME = "D"  

n_a_m_e = "E"  

_name = "F"  

name_ = "G"  

_name_ = "H"  

na56me = "I"  

print(name,Name,naMe,NAME,n_a_m_e, NAME, n_a_m_e, _name, name_,_name, na56me)  

خروجی به شکل زیر خواهد بود.

A B C D E D E F G F I

در مثال بالا، ما چند نام متغیر معتبر مانند نام، _name_ و غیره اعلام کرده‌ایم اما این‌گونه نام‌گذاری برای متغیر پایتون توصیه نمی‌شود زیرا وقتی سعی می‌کنیم کد را بخوانیم، ممکن است سردرگمی ایجاد شود. نام متغیر باید توصیفی باشد تا کد بیشتر خوانا شود.

اختصاص مقدار واحد به چند متغیر پایتون:

پایتون امکان اختصاص یک مقدار واحد به چندین متغیر را هم‌زمان با عملگرهای “=” می‌دهد.

مثلاً:

a = b = c = 100

print(a)

print(b)

print(c)

خروجی به شکل زیر خواهد بود :

100

100

100

تخصیص مقادیر مختلف به چند متغیر:

پایتون امکان افزودن مقادیر مختلف در یک خط واحد با عملگرهای “” را می‌دهد.

a, b, c = 10, 20.2, "makhtabkhooneh"

  

print(a)

print(b)

print(c)

خروجی به شکل زیر خواهد بود.

10
20.2
makhtabkhooneh

آیا می‌توانیم برای انواع مختلف از یک نام استفاده کنیم؟

اگر از یک نام استفاده کنیم، متغیر به مقدار و نوع جدیدی اشاره می‌کند.

a = 100

a = " makhtabkhooneh "

print(a)

خروجی :

makhtabkhooneh

عملگر + با متغیرها چگونه کار می‌کند؟

a = 100

b = 200

print(a+b)

a = "makhtab"

b = "khooneh"

print(a+b)

خروجی به شکل زیر خواهد بود.

300

makhtabkhooneh

آیا می‌توانیم از + برای انواع مختلف متغیر در پایتون نیز استفاده کنیم؟

– عدم استفاده از انواع مختلف خطا ایجاد می‌کند.

a = 100

b = " makhtabkhooneh "

print(a+b)

خروجی به شکل زیر خواهد بود :

TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'int' and 'str'

نوع متغیرها در پایتون:

یک دسته بندی از نوع متغیرها در پایتون به صورت متغیرهای سراسری و متغیرهای محلی تعریف شده اند.

متغیرهای محلی آن‌هایی هستند که در داخل یک تابع تعریف و اعلام می‌شوند. ما نمی‌توانیم این متغیر را خارج از تابع فراخوانی کنیم.

این تابع از متغیر سراسری s استفاده می‌کند #

def f():

    s = "Welcome to makhtabkhooneh"

    print(s)

 

f()

خروجی :

Welcome to makhtabkhooneh

متغیرهای سراسری پایتون متغیرهایی هستند که خارج از یک تابع تعریف و اعلام می‌شوند و ما باید از آن‌ها در داخل یک تابع استفاده کنیم.

def f():

    print(s)

# Global scope

s = " Welcome to makhtabkhooneh"

f()

خروجی به شکل زیر است :

Welcome to makhtabkhooneh

کلمه کلیدی سراسری در پایتون:

کلمه کلیدی کلمه‌ای است که به کاربر اجازه می‌دهد متغیری را خارج از محدوده فعلی تغییر دهد. از آن برای ایجاد متغیرهای سراسری از محدوده غیرسراسری یعنی درون یک تابع استفاده می‌شود.

کلمه کلیدی سراسری در داخل یک تابع تنها زمانی استفاده می‌شود که می‌خواهیم کاری غیرمنتظره را انجام دهیم یا زمانی که می‌خواهیم متغیری را تغییر دهیم. برای چاپ و دسترسی به global نیاز نیست از آن استفاده کنیم.

قوانین کلمات کلیدی سراسری:

• اگر یک متغیر پایتون در هر قسمتی از بدن تابع یک مقدار اختصاص داده شود، فرض می‌شود که محلی است مگر اینکه صریحاً سراسری اعلام شود.
• متغیرهایی که فقط در داخل یک تابع به آن‌ها اشاره‌شده است به‌طور ضمنی سراسری هستند.
• ما از کلمه کلیدی global برای استفاده از متغیر سراسری در داخل یک تابع استفاده می‌کنیم.
• نیازی به استفاده از کلمه کلیدی سراسری خارج از یک تابع نیست.

انواع داده در پایتون:

انواع داده‌ها در پایتون عبارت‌اند از طبقه‌بندی یا دسته‌بندی اقلام داده. این نشان‌دهنده نوعی از ارزش است که می‌گوید چه عملیاتی را می‌توان روی یک داده خاص انجام داد. ازآنجاکه همه‌چیز در برنامه‌نویسی پایتون یک شیء است، انواع داده‌ها درواقع کلاس هستند و متغیرها نمونه (شیء) این کلاس‌ها هستند.

در زیر انواع داده استاندارد یا داخلی پایتون آمده است:

• Numeric (عددی)
• Sequence Type (رشته یا توالی)
• Boolean (بولی یا دودویی)
• Set (مجموعه)
• Dictionary (دیکشنری)

مثال :

# numberic

var = 123

print("Numbric data : ", var)

# Sequence Type

String1 = 'welcome to makhtabkhooneh'

print("String with the use of Single Quotes: ")

print(String1)

# Boolean

print(type(True))

print(type(False))

# Creating a Set with

# the use of a String

set1 = set("makhtabkhooneh")

print("\nSet with the use of String: ")

print(set1)

# Creating a Dictionary

# with Integer Keys

Dict = {1: 'makh', 2: 'tab', 3: 'khooneh'}

print("\nDictionary with the use of Integer Keys: ")

print(Dict)

خروجی به شکل زیر خواهد بود :

نتیجه گیری

تا اینجا یاد گرفتیم که متغیر در پایتون چگونه است و کاربردهای متغیر در پایتون چه چیزی هستند. همچنین نوع اعلان متغیرها را آموختیم و یاد گرفتیم که دو نوع متغیر سراسری و محلی در پایتون وجود دارد. امیدوارم که مقاله ما در رابطه با نحوه تعریف متغیرها در پایتون مورداستفاده شما قرارگرفته باشد.