متغیر‌ها در پایتون (قسمت چهارم)

اگر شما هم به تازگی با زبان پایتون آشنا شده اید حتما به مفهوم متغیر ها برخورد کرده اید. متغیر ها پایه و اساس یک زبان برنامه نویسی هستند. درک اهمیت متغیرها در ذخیره‌ کردن یک مقدار و چگونه تغییر دادن آن، برای یادگیری هر زبان برنامه‌نویسی بسیار مهم و ضروری است. در ادامه با مفاهیم متغیر ها و نحوه تعریف آن ها و روش های کار با آن ها در پایتون آشنا می‌شویم

متغیر در برنامه نویسی چیست؟

هر برنامه ای که با داده ها کار می‌کند، به محلی نیاز دارد که داده ها را ذخیره کند و یا بتواند در طول اجرای برنامه به آن ها دسترسی داشته باشد. در برنامه نویسی متغیر ها این وظیفه را انجام می‌دهند. برنامه نویس می‌تواند با استفاده از مفهوم متغیر ها، اطلاعات مختلف را در حافظه ذخیره کند و یا بدون اینکه تغییری در ساختار کد ایجاد شود، تغییراتی در این داده ها ایجاد کند. می‌توان از متغیر ها برای ویرایش داده ها، ترکیب آن ها با دیگر مقادیر و کارهای دیگر استفاده کرد. با استفاده از متغیر ها کد ها بهینه تر می‌شوند.

مزایای استفاده از متغیرها در برنامه‌نویسی

استفاده از متغیرها در کدنویسی، نتایج مهمی را به‌دنبال دارد، از جمله این مزایا:

• مدیریت و کنترل بهتر داده‌ها
• بهینه ‌سازی کد و افزایش کارایی آن
• کاهش تکرار در کدنویسی

این مزایا باعث می‌شوند برنامه‌ها خواناتر، ساده تر شوند.

متغیر ها در پایتون

متغیر (Variable) در پایتون نامی است که به یک مقدار در حافظه اختصاص داده می‌شود تا با استفاده از این نام بتوانیم این مقدار را بخوانیم و یا ذخیره، بازیابی و پردازش کنیم. در واقع متغیرها ابزاری هستند که به ما اجازه می‌دهند داده‌ها را در طول اجرای برنامه مدیریت کنیم. یک خانه از حافظه را در نظر بگیرید که می‌خواهیم مقداری را در آن ذخیره کنیم. متغیر ها در واقع نامی هستند که خودمان روی این خانه از حافظه میگذاریم تا بتوانیم با داده های درون این خانه ی حافظه کار کنیم. اگر بخواهیم مقداری را به آن خانه اضافه کنیم ،آن را ویرایش کنیم، حذف کنیم، با دانستن نام آن خانه می‍توانیم به راحتی به داده دسترسی داشته باشیم و این کار ها را انجام دهیم.

همانطور که می‌دانید پایتون یک زبان محبوب، سطح بالا و ساده است. بر خلاف بسیاری از زبان های دیگر برنامه نویسی، در پایتون برای تعریف متغیر نیازی به تعیین نوع داده به‌صورت دستی نیست. پایتون یک زبان داینامیک‌ تایپ (Dynamically Typed) است و می‌تواند نوع داده را به‌ صورت خودکار از روی مقدار تشخیص ‌دهد. برای ایجاد یک متغیر در پایتون کافیست مقداری را به آن متغیر اختصاص دهیم یا اصطلاحا assign ‌کنیم.

برای آشنایی بیشتر با زبان پایتون در وبینار آشنایی با پایتون و بازار کار آن شرکت کنید.

 

نام‌گذاری متغیرها در پایتون

خصوصیات یک نام گذاری خوب برای متغیر ها به این صورت است :

• کوتاه و با معنی : نام متغیر بهتر است کوتاه و با معنی باشند.
• استفاده از حروف کوچک: بهتر است نام متغیر ها را با حروف کوچک بنویسیم .
• استفاده از آندرلاین (_) بین کلمات: اگر نامی انتخاب کنیم که چند کلمه ای باشد، بهتر است کلمات را با آندرلاین از هم جدا کنیم تا خوانا تر شوند.

نام گذاری متغیر ها در پایتون قوانین و دستورالعمل های خاص خودش را دارد که باید در برنامه نویسی آن ها را رعایت کنیم تا به مشکل نخوریم. این قوانین به صورت زیر هستند:

• شروع نام متغیر با عدد غیرمجاز است. مثلا نام گذاری یک متغیر به صورت 7fanavari اشتباه است.
• استفاده از حروف، اعداد و آندرلاین (_) در نام گذاری متغیر ها در پایتون مجاز است.
• در پایتون نام متغیر به حروف بزرگ و کوچک حساس است؛ بنابراین، بین fanavari و Fanavari تفاوت وجود دارد.

در ادامه چند نمونه از نام گذاری های مناسب و نامناسب را آورده ایم

• user_name
• my_condition
• second_number
• user_input

چند نمونه از نام‌گذاری‌های غیر معتبر هم به صورت موارد زیر هستند:

• user name
• if
• 2num
• input

یک نکته بسیار قابل توجه در نام گذاری این است که بهتر است نام هر مقدار مفهوم داشته باشد. تصور کنید یک کد 2000 خطی دارید که در نام گذاری متغیر ها دقت نکردید و نام آن ها را با x و y مشخص کرده اید. حالا چند ماه از نوشتن آن کد گذشته است. وقتی دوباره به آن کد برمیگردید احتمالا متوجه کدی که خودتان زدید نمی‌شوید. چراکه داده های شما نام خوبی ندارند و دلیل استفاده از ان متغیر را متوجه نمی‌شوید.

در مقاله پایتون چیست با مزیت های پایتون و بازار کار آن آشنا شوید

کلمات رزرو شده در پایتون

زبان پایتون، یک سری کلمه رزرو شده دارد که برای عملگر های خاصی در نظر گرفته شده اند و از قبل تعیین شده اند. استفاده از این کلمات رزرو شده به عنوان اسم متغیر ممنوع است و باید از آن پرهیز کرد. اما این کلمات رزو شده نیز به حروف کوچک و بزرگ حساس هستند. یعنی اگز یک کلمه رزرو شده با حروف کوچک نوشته شده باشد، استفاده از همان نام با حروف بزرگ یه عنوان نام متغیر مانعی ندارد.  در ادامه این کلمات رزو شده را معرفی میکنیم:

ایجاد یک متغیر در پایتون

همانطور که پیش تر گفتیم ، پایتون یک زبان داینامیک تایپ است (Dynamically Typed) است . داینامیک تایپ یعنی می‌تواند به صورت خودکار نوع داده را از روی مقدارش تشخیص ‌دهد. همین باعث می‌شود در پایتون برای ایجاد هر متغیر نیازی به مشخص کردن نوع داده نداشته باشیم.

در برنامه نویسی  با انواع مختلفی داده سر و کار داریم. در واقع هر داده شامل نوع خاصی از اطلاعات است و با دانستن نوع این داده (Data Type) در واقع درک میکنیم که چه عملیاتی روی این داده مجاز است. نوع داده مثل یک برچسب است که روی متغیر میچسبد تا مشخص کند این متغیر حاوی عدد، رشته متنی، لیستی از آیتم ها و یا مقدار صحیح و غلط (True/ False) است. در برنامه نویسی میتوانیم متغیر های متفاوتی که شامل این داده ها هستند را ایجاد کنیم.

پایتون  انواع مختلفی از داده‌ها را دارد که در ادامه ان مقاله ان ها را معرفی می‌کنیم:

1. اعداد صحیح (Integer)

اعداد صحیح، در واقع اعداد کامل بدون بخش اعشاری هستند . فرقی ندارد اعداد مثبت یا منفی باشند. عدد صفر نیز یک integer است. برای مثال :

age = 30

score = 500

number =  – 2

همه این متغیر ها از نوع int یا integer هستند

2. اعداد ممیز شناور (Floating Point Number)

این نوع داده ها اعداد اعشاری هستند که در واقع شامل یک نقطه اعشار هستند. به آن ها float number می‌گویند. برای مثال:

pi = 3.14159

price = 19.99

num = -2.6

3. رشته‌ها (String)

رشته‌ها از جنس حروف و کلمه هستند. این نوع داده  دنباله‌ای از کاراکترها هست که برای ذخیره متن استفاده می‌شود. برای تعریف این متغیر ها باید مقادیر آن ها درون  تک کوتیشن (‘ ‘) و یا دابل کوتیشن (” “) قرار گیرند. رشته‌ها در پایتون غیرقابل تغییر (Immutable) هستند. برای مثال :

 “سارا” = name

“message = ” Hello

“username = “ali

4. مقادیر Boolean 

این متغیر ها فقط دو مقدار ممکن را می‌پذیرد: True (صحیح) یا False (غلط). این مقادیردرتصمیم گیری و شرطی کردن استفاده می‌شوند. برای مثال:

is_active = True

is_valid = False

5. لیست‌ها (List)

لیست‌ها مجموعه‌ای مرتب (ordered) از آیتم‌ها هستند که می‌توانند شامل انواع داده‌های مختلف باشند. آن ها انعطاف‌پذیر و قابل تغییر (Mutable) هستند، به این معنی که می‌توانیم عناصر آن‌ها را پس از ایجاد، اضافه، حذف یا تغییر دهیم. لیست‌ها با براکت [] تعریف می‌شوند. برای مثال :

[my_list = [10, “ali”, True , 2.25

6. تاپل‌ها (Tuple)

تاپل‌ها نیز مانند لیست‌ها دنباله‌ای از آیتم‌ها هستند، اما تفاوت ان ها با لیست ها در این است که غیرقابل تغییر (Immutable) هستند . همین ویژگی باعث می‌شود تاپل‌ها سریع‌تر از لیست‌ها باشند ودر زمان هایی که سرعت مهم است و یا برای داده‌هایی که نباید تغییر کنند (مانند مختصات جغرافیایی)، مناسب باشند. تاپل‌ها با پرانتز () تعریف می‌شوند. مثال :

coordinates = (10, 20, “ali”)

7. مجموعه‌ها (Set)

مجموعه ها متشکل شده از آیتم‌های یکتا  و نامرتب هستند. در واقع یک مجموعه نمی‌تواند دو آیتم تکراری داشته باشد. مجموعه‌ها برای انجام عملیات ریاضی مجموعه‌ها مانند اجتماع، اشتراک و تفاضل بسیار کارآمد هستند. مجموعه‌ها با آکولاد { } تعریف می‌شوند. برای مثال :

unique_numbers = {1, 5, 8, 7, 6}

در مقاله اپراتور ها در پایتون با عملگر ها بیشتر آشنا شوید

متغیر های محلی و سراسری در پایتون

برای کسی که می‌خواهد پایتون را به خوبی و به صورت حرفه ای دنبال کند، دانستن مفهوم متغیر های محلی و دامنه (Scope) متغیرها نیز کنار مفاهیم متغیر و انواع داده بسیار ضروری است.  در واقع دامنه متغیر چگونگی دسترسی به یک متغیر را مشخص می‌کند. در پایتون، بسته به محل ایجاد یک متغیر، آن متغیر می‌تواند متغیر محلی (Local Variable) و یا متغیر سراسری (Global Variable) باشد.

متغیر محلی (Local Variable) چیست؟

متغیر هایی که درون توابع یا کلاس ها تعریف می‌شوند متغیر محلی نام دارند. این متغیر ها فقط درون همان تابع یا کلاس قابل دسترسی هستند. به عبارت دیگر، خارج از همان تابع، این متغیر ناشناخته خواهد بود.

 :  ()def introducing_local_variable

“local_var = “hello

print(“local_var”)

()introducing_local_variable

print(“local_var”)

پس از اجرای این کد ابتدا یک بارhello چاپ می‌شود چون دستور print اول داخل تابع هست و داخل تابع متغیرlocal_var شناخته شده است. اما پس از آن میبینیم که با خطای name ‘local_var’ is not defined مواجه می‌شویم. چراکه دستور print دوم خارج از تابع است و به همین دلیل متغیر local_var دیگر شناخته شده نیست.

متغیر سراسری (Global Variable) چیست؟

متغیر هایی که بیرون از تمامی کلاس ها و توابع (در سطح اصلی برنامه) تعریف می‌شوند متغیر های سراسری نام دارند و در تمام نقاط کد چه بیرون از کلاس ها و توابع و چه داخل آن ها قابل دسترسی هستند (به شرطی که در تابع متغیر همنام دیگری تعریف نشده باشد.) مثال :

“global_var = “hello

 :()introducing_global_variable

print (“global_var”)

پس از اجرای این کد ابتدا یک بارhello چاپ می‌شود. چراکه global_var متغیر سراسری است و همه جا شناخته می‌شود.

تابع type()‎  در پایتون چیست؟

تابع تایپ ()type تابعی است که با استفاده ازآن ، می‌توانیم نوع یک متغیر را تشخیص دهیم. در ادامه نوع کارکرد این تابع را بررسی میکنیم:

number = 20

(type (number)) print

پس از اجرای این کد خروجی می‌دهد که : <‘ class int ‘ > در واقع متغیر number را از نوع int یا همان integer تشخیص می‌دهد. و یا در مثال دیگری :

“name = “ali

(type (name)) print

پس از اجرای این کد خروجی می‌دهد که : <‘ class str ‘ > در واقع متغیر name را از نوع str یا همان string تشخیص می‌دهد.

بنابراین هر بار که می‌خواهیم نوع یک داده را بدانیم از دستور type استفاده میکنیم.

در دوره های آموزشی یادگیری پایتون خانه فناوری تهران توسط اساتید مجرب پایتون را بیاموزید

سوالات متداول