📘 یادداشت‌های جلسه صفر و یک | مبانی پایتون

🔰 مقدمه: شروع کار و اولین دستورات

به دنیای برنامه‌نویسی خوش آمدید! در پایتون، ما با دو مفهوم اساسی شروع می‌کنیم: متغیرها و دستورات.

متغیر (Variable) چیست؟ یک متغیر را مثل یک جعبه‌ی برچسب‌دار در نظر بگیرید. شما می‌توانید هر چیزی را داخل این جعبه بگذارید (یک عدد، یک متن،...) و یک برچسب (نام) روی آن بزنید. از این به بعد، هر وقت به آن نام اشاره کنید، پایتون می‌داند که منظور شما محتویات داخل آن جعبه است.

حال که تعریف متغیرها و معنی syntax (قواعد دستوری زبان یا همان گرامر برنامه‌نویسی) را دریافت کردید، آماده‌ی کدنویسی هستید.

a = 42
b = 100

📦 متغیرها (Variables) – جعبه‌های برچسب‌دار

در پایتون برای ساختن متغیر کافی است یک نام انتخاب کرده و با علامت = مقداری به آن بدهید. نام متغیر باید با حرف یا _ شروع شود و نمی‌تواند شامل فاصله یا کاراکترهای خاص باشد. همچنین نمی‌تواند از کلمات کلیدی پایتون (مانند print، if، for) استفاده کند.

x = 10
name = 'ali'
pi = 3.14

first_name = 'عرفان'
last_name = 'عمادی'

🖨️ دستور print() – نمایش خروجی

کامپیوتر به طور پیش‌فرض «ساکت» است. وقتی می‌نویسید a + b، کامپیوتر این محاسبه را در حافظه‌ی خودش انجام می‌دهد اما نتیجه را به شما نشان نمی‌دهد. برای اینکه به کامپیوتر بگوییم نتیجه‌ی کاری را به ما نشان دهد، باید صراحتاً از دستور print() (به معنی «چاپ کن») استفاده کنیم. هر چیزی که داخل پرانتزهای print() بگذارید، روی صفحه نمایش داده می‌شود.

print(a + b)

در زبان پایتون که زبان سطح بالا است، می‌توانیم اعمال ریاضی و منطقی را مانند کتاب درسی بنویسیم. علامت جمع، تفریق، ضرب و تقسیم را در پایتون می‌توان اجرا کرد و نتیجه را دید. همچنین می‌توانید عبارت‌های محاسباتی مانند ۶ + ۶ - ۴ * ۶ را مستقیماً داخل print() قرار دهید.

print(6 + 6 - 4 * 6)

# این یک کامنت است و اجرا نمی‌شود
print('سلام')

print('سلام، اسم من عرفان است')
print(10 * 5)  # همچنین می‌توانید محاسبات را مستقیم چاپ کنید

🧩 انواع داده (Data Types)

با بزرگ‌تر شدن برنامه‌ها، نیاز داریم داده‌های بیشتری را ذخیره کنیم. متغیرهای ما فقط «عدد» نگه نمی‌دارند. کامپیوتر باید بداند که داده‌ی داخل جعبه از چه «نوع» یا «جنسی» است تا بتواند عملیات درستی روی آن انجام دهد.

برای مثال، آیا شماره تلفن 091234567 یک عدد برای محاسبه است (مثلاً برای جمع زدن) یا فقط رشته‌ای از ارقام برای ذخیره و نمایش است؟ کامپیوتر این تفاوت را باید بداند.

مهم‌ترین انواع داده در پایتون عبارتند از:

• int (Integer): برای اعداد صحیح (مثل 42، -10، 200). اینها اعدادی هستند که برای محاسبات ریاضی استفاده می‌شوند.
• str (String): برای نوشته‌ها یا رشته‌ها. رشته‌ها همیشه داخل ' ' یا " " قرار می‌گیرند (مثل "سلام"، 'علی'، یا حتی "100"). اگر عددی داخل علامت نقل قول باشد، پایتون با آن مثل یک متن رفتار می‌کند نه یک عدد.
• float (Float): برای اعداد اعشاری (مثل 3.14، -0.5، 10.0).
• bool (Boolean): فقط دو مقدار True (درست) یا False (غلط).

🔍 تابع type() – کشف نوع داده

برای دانستن نوع یک متغیر از تابع type() استفاده می‌کنیم. البته خود type() چیزی چاپ نمی‌کند (مثل محاسبات در حافظه انجام می‌شود)، پس نتیجه‌ی آن را به print() می‌دهیم تا به ما نشان داده شود:

a = 42
b_text = 'سلام'
c_text_number = '100'

print(type(a))           # 
print(type(b_text))       # 
print(type(c_text_number))# 

➕ چسباندن رشته‌ها (Concatenation)

عملگر + برای رشته‌ها به معنای چسباندن (Concatenation) است. به مثال زیر توجه کنید:

a = 'سل'
b = 'ام'
c = a + b   # سلام
print(c)

first_name = 'سارا'
last_name = 'علوی'
full_name = first_name + ' ' + last_name
print(full_name)  # سارا علوی

⚠️ خطای TypeError و تبدیل نوع

حالا بیایید یک int (عدد) را با یک str (نوشته) جمع کنیم. علامت + برای پایتون دو معنی دارد: «جمع ریاضی» برای اعداد، و «چسباندن» برای نوشته‌ها.

وقتی می‌خواهید یک عدد و یک نوشته را با + جمع کنید، پایتون گیج می‌شود! آیا باید محاسبه ریاضی انجام دهد یا باید آن‌ها را به هم بچسباند؟

a = 42
b_str = '100'
print(a + b_str)

اجرای این کد با خطا (Error) مواجه می‌شود. پایتون به شما خطایی به نام TypeError می‌دهد، که به زبان ساده یعنی: «خطای نوع داده! من نمی‌دانم چطور یک عدد را با یک نوشته جمع کنم. اینها دو جنس متفاوت هستند.»

برای رفع خطای بالا، باید هر دو طرف را از یک جنس (یعنی هر دو رشته) کنیم. ما نمی‌توانیم "سلام" را به عدد تبدیل کنیم، اما می‌توانیم هر عددی را به رشته تبدیل کنیم. برای این کار از تابع str() استفاده می‌کنیم:

a = 42
b_str = '100'
a_str = str(a)
c = a_str + b_str
print(c)  # '42100'

🔄 تبدیل نوع (Type Casting)

دلیل پرداختن به انواع داده‌ها این است که هر نوع داده کاربردهای خاص خود را دارد. همانطور که دیدیم، نمی‌توان int و str را مستقیماً با + جمع کرد. ما یاد گرفتیم که با str() هر چیزی را به رشته تبدیل کنیم. برعکس این کار هم ممکن است! به این کار تبدیل نوع (Type Casting) می‌گویند.

• int(): سعی می‌کند یک رشته یا عدد اعشاری را به عدد صحیح تبدیل کند.
• float(): سعی می‌کند یک رشته یا عدد صحیح را به عدد اعشاری تبدیل کند.
• str(): هر چیزی را به رشته تبدیل می‌کند.

age_str = '30'
age_int = int(age_str)
print(age_int * 2)  # 60

🔢 نوع داده float (اعداد اعشاری)

برای ذخیره اعدادی که بخش اعشاری دارند (مثل قیمت‌ها، میانگین، وزن یا دما) از نوع float (به معنی شناور) استفاده می‌کنیم. پایتون به صورت خودکار با دیدن ممیز (نقطه .)، نوع آن را float تشخیص می‌دهد.

k = 3.14
print(type(k))      # 
k_int = 3.0
print(type(k_int))  # 

k = 3.0
print(type(k))  # 

⚖️ تفاوت = و ==

این یکی از مهم‌ترین مفاهیم و رایج‌ترین اشتباهات مبتدیان است!

• = (یک مساوی): عملگر انتساب (Assignment) است. این یک دستور است. یعنی «محتوای سمت راست را در متغیر (جعبه) سمت چپ بریز». (x = 5 یعنی 5 را در x بریز).
• == (دو مساوی): عملگر مقایسه (Comparison) است. این یک سوال است. یعنی «آیا دو طرف با هم برابر هستند؟». جواب این سوال همیشه True (درست) یا False (غلط) است.

x = 10
print(x == 10)  # True
print(x == 5)   # False

✅ نوع داده bool (بولی)

نوع داده bool (مخفف Boolean) فقط دو مقدار ممکن دارد: True (درست) یا False (غلط). نوع bool پاسخ تمام سوالات مقایسه‌ای در برنامه‌نویسی است.

x = 10
y = 5
print(x == 10)   # True
print(x == y)     # False
print(x > y)      # True
print(y < 2)      # False
print('test' == 'Test')  # False (پایتون به حروف بزرگ و کوچک حساس است)

a = 5
b = '5'
print(type(a))
print(type(b))
print(a == 5)
print(a == b)

⌨️ تابع input() – دریافت ورودی از کاربر

برنامه‌های واقعی نیاز دارند با کاربر تعامل داشته باشند و از او اطلاعات بگیرند. این کار با تابع input() انجام می‌شود.

name = input('لطفا نام خود را وارد کنید: ')
print('سلام، ' + name + '! به پایتون خوش آمدی.')

e = input()
print(e, type(e))

برای دریافت ورودی عددی از کاربر، باید بلافاصله خروجی input() را با int() (برای عدد صحیح) یا float() (برای عدد اعشاری) به عدد تبدیل کنیم. این روش صحیح و امن است.

age_str = input('سن خود را وارد کنید: ')
age_int = int(age_str)
print('شما 5 سال دیگر', age_int + 5, 'ساله خواهید شد.')

# یا به صورت خلاصه:
age = int(input('سن خود را وارد کنید: '))
print('شما پارسال', age - 1, 'ساله بودید.')

📝 مقداردهی چند متغیر در یک خط

در پایتون می‌توان در یک خط به چند متغیر مقدار داد (یک روش خلاصه‌نویسی):

x, y, z = 'انگور', 'لوز', 'موز'
print(x)
print(y)
print(z)

a, b, c = 'N', 'N', 'N'
print(a)
print(b)
print(c)

🔑 کلمات کلیدی (Keywords)

در پایتون کلماتی وجود دارند که برای دستورات خاصی رزرو شده‌اند (مثل print، if، else، for، while). به این‌ها کلمات کلیدی (Keywords) می‌گویند و شما نمی‌توانید از آن‌ها به عنوان نام متغیر (برچسب جعبه) استفاده کنید.

اگر بنویسید print = "سلام"، شما در واقع برچسب دستور «چاپ کن» پایتون را کَنده‌اید و برچسب «سلام» را روی آن چسبانده‌اید! از آن به بعد، پایتون دیگر نمی‌داند چطور چیزی را چاپ کند و کد شما خراب می‌شود. پس همیشه از نام‌های معنی‌دار و غیراختصاصی برای متغیرها استفاده کنید (مثل age، name، user_score).

🚀 پروژه عملی: تبدیل فارنهایت به سلسیوس

بیایید برنامه‌ای بنویسیم که دما را به فارنهایت از کاربر بگیرد (که ممکن است اعشاری باشد، پس از float استفاده می‌کنیم) و به سلسیوس تبدیل کند.

فرمول: C = (F - 32) * 5 / 9

روش مرحله‌به‌مرحله (خواناتر):

f_str = input('دما به فارنهایت: ')
f = float(f_str)
d = (f - 32) * 5 / 9
print('دمای شما به سلسیوس:', d)

روش خلاصه‌تر (در دو خط):

f = float( input('دما به فارنهایت: ') )
d = (f - 32) * 5 / 9
print('دمای شما به سلسیوس:', d)

✍️ تمرینات پایانی

📌 خلاصه و جمع‌بندی