“`html

چیت شیت مفاهیم پایه پایتون: شروعی قدرتمند

پایتون به عنوان یکی از محبوب‌ترین و قدرتمندترین زبان‌های برنامه‌نویسی در جهان، به دلیل سادگی، خوانایی بالا و کتابخانه‌های گسترده، انتخاب اول بسیاری از توسعه‌دهندگان، دانشمندان داده و مهندسان است. این راهنما یک چیت شیت جامع از مفاهیم پایه پایتون است که به شما کمک می‌کند تا به سرعت اصول اساسی این زبان را یاد بگیرید و شروعی قدرتمند در دنیای پایتون داشته باشید. هدف این چیت‌شیت ارائه خلاصه‌ای مفید و کاربردی برای برنامه‌نویسان با سطوح مختلف، از مبتدی تا پیشرفته، است.

1. متغیرها و انواع داده در پایتون

متغیرها در پایتون برای ذخیره داده‌ها استفاده می‌شوند. بر خلاف بسیاری از زبان‌های دیگر، نیازی به تعریف نوع متغیر قبل از استفاده نیست. پایتون به طور خودکار نوع متغیر را بر اساس مقدار اختصاص داده شده تعیین می‌کند.

1.1. انواع داده اصلی

پایتون از انواع داده مختلفی پشتیبانی می‌کند که در زیر به مهم‌ترین آن‌ها اشاره می‌کنیم:

• اعداد (Numbers): شامل اعداد صحیح (int)، اعداد اعشاری (float) و اعداد مختلط (complex) می‌شوند.
• رشته‌ها (Strings): دنباله‌ای از کاراکترها هستند که بین علامت‌های نقل قول (تکی یا دوتایی) قرار می‌گیرند.
• لیست‌ها (Lists): مجموعه‌ای مرتب و قابل تغییر از عناصر هستند که می‌توانند از انواع داده مختلف باشند.
• تاپل‌ها (Tuples): مجموعه‌ای مرتب و غیرقابل تغییر از عناصر هستند.
• دیکشنری‌ها (Dictionaries): مجموعه‌ای از جفت‌های کلید-مقدار هستند که کلیدها باید یکتا و غیرقابل تغییر باشند.
• مجموعه‌ها (Sets): مجموعه‌ای نامرتب از عناصر یکتا هستند.
• بولی (Boolean): مقادیر درست (True) یا نادرست (False) را نشان می‌دهند.

1.2. مثال‌هایی از تعریف متغیرها

 # اعداد
 x = 10  # عدد صحیح
 y = 3.14  # عدد اعشاری
 z = 2 + 3j  # عدد مختلط

 # رشته‌ها
 name = "John Doe"
 message = 'Hello, world!'

 # لیست‌ها
 numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
 names = ["Alice", "Bob", "Charlie"]

 # تاپل‌ها
 coordinates = (10, 20)
 colors = ("red", "green", "blue")

 # دیکشنری‌ها
 person = {"name": "Alice", "age": 30, "city": "New York"}

 # مجموعه‌ها
 unique_numbers = {1, 2, 3, 4, 5}

 # بولی
 is_valid = True
 is_empty = False
 

1.3. تبدیل نوع داده

گاهی اوقات نیاز است که نوع داده یک متغیر را به نوع دیگری تبدیل کنیم. پایتون توابعی را برای این منظور فراهم کرده است:

• int(): تبدیل به عدد صحیح
• float(): تبدیل به عدد اعشاری
• str(): تبدیل به رشته
• list(): تبدیل به لیست
• tuple(): تبدیل به تاپل
• set(): تبدیل به مجموعه

 x = "10"
 y = int(x)  # y برابر با 10 (عدد صحیح) می‌شود

 z = 3.14
 w = str(z)  # w برابر با "3.14" (رشته) می‌شود
 

2. عملگرها در پایتون

عملگرها نمادهایی هستند که برای انجام عملیات بر روی متغیرها و مقادیر استفاده می‌شوند. پایتون از انواع مختلفی از عملگرها پشتیبانی می‌کند.

2.1. عملگرهای محاسباتی

• +: جمع
• -: تفریق
• *: ضرب
• /: تقسیم (نتیجه همیشه عدد اعشاری است)
• //: تقسیم صحیح (نتیجه عدد صحیح است)
• %: باقیمانده تقسیم
• **: توان

2.2. عملگرهای مقایسه‌ای

• ==: برابر است با
• !=: برابر نیست با
• >: بزرگتر از
• <: کوچکتر از
• >=: بزرگتر یا مساوی با
• <=: کوچکتر یا مساوی با

2.3. عملگرهای منطقی

• and: و (AND)
• or: یا (OR)
• not: نقیض (NOT)

2.4. عملگرهای انتساب

• =: انتساب
• +=: جمع و انتساب
• -=: تفریق و انتساب
• *=: ضرب و انتساب
• /=: تقسیم و انتساب
• %=: باقیمانده تقسیم و انتساب
• //=: تقسیم صحیح و انتساب
• **=: توان و انتساب

2.5. عملگرهای عضویت

• in: بررسی اینکه یک مقدار در یک دنباله (مانند لیست، تاپل یا رشته) وجود دارد یا خیر.
• not in: بررسی اینکه یک مقدار در یک دنباله وجود ندارد یا خیر.

2.6. عملگرهای هویت

• is: بررسی اینکه دو متغیر به یک شیء در حافظه اشاره می‌کنند یا خیر.
• is not: بررسی اینکه دو متغیر به یک شیء در حافظه اشاره نمی‌کنند یا خیر.

 x = 10
 y = 5

 print(x + y)  # 15
 print(x - y)  # 5
 print(x * y)  # 50
 print(x / y)  # 2.0
 print(x // y) # 2
 print(x % y)  # 0
 print(x ** y) # 100000

 print(x == y) # False
 print(x != y) # True
 print(x > y)  # True
 print(x < y)  # False
 print(x >= y) # True
 print(x <= y) # False

 print(x > 5 and y < 10) # True
 print(x > 5 or y > 10)  # True
 print(not(x > 5))      # False

 numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
 print(3 in numbers)    # True
 print(6 not in numbers) # True

 a = [1, 2, 3]
 b = a
 c = [1, 2, 3]
 print(a is b)        # True (a و b به یک شیء اشاره می‌کنند)
 print(a is c)        # False (a و c به دو شیء متفاوت اشاره می‌کنند)
 

3. ساختارهای کنترلی در پایتون

ساختارهای کنترلی به شما اجازه می‌دهند جریان اجرای برنامه را کنترل کنید. پایتون از ساختارهای کنترلی شرطی و حلقوی پشتیبانی می‌کند.

3.1. دستور `if`، `elif` و `else`

دستور if برای اجرای یک بلوک کد در صورتی که یک شرط خاص درست باشد استفاده می‌شود. دستور elif (مخفف “else if”) برای بررسی چندین شرط به کار می‌رود و دستور else برای اجرای یک بلوک کد در صورتی که هیچ یک از شرط‌های قبلی درست نباشند استفاده می‌شود.

 x = 10

 if x > 0:
  print("x is positive")
 elif x < 0:
  print("x is negative")
 else:
  print("x is zero")
 

3.2. حلقه `for`

حلقه for برای تکرار بر روی عناصر یک دنباله (مانند لیست، تاپل، رشته یا محدوده) استفاده می‌شود.

 numbers = [1, 2, 3, 4, 5]

 for number in numbers:
  print(number)

 for i in range(5):  # تکرار از 0 تا 4
  print(i)
 

3.3. حلقه `while`

حلقه while برای تکرار یک بلوک کد تا زمانی که یک شرط خاص درست باشد استفاده می‌شود.

 i = 0

 while i < 5:
  print(i)
  i += 1
 

3.4. دستور `break` و `continue`

• break: برای خروج از یک حلقه به طور کامل استفاده می‌شود.
• continue: برای رد کردن تکرار فعلی حلقه و رفتن به تکرار بعدی استفاده می‌شود.

 numbers = [1, 2, 3, 4, 5]

 for number in numbers:
  if number == 3:
   break  # خروج از حلقه وقتی number برابر با 3 باشد
  print(number)

 for number in numbers:
  if number == 3:
   continue  # رد کردن تکرار وقتی number برابر با 3 باشد
  print(number)
 

4. توابع در پایتون

توابع بلوک‌های کد سازمان‌یافته و قابل استفاده مجدد هستند که می‌توانند ورودی دریافت کنند و خروجی تولید کنند. توابع به شما کمک می‌کنند کد خود را ماژولار و خوانا نگه دارید.

4.1. تعریف تابع

برای تعریف یک تابع از کلمه کلیدی def استفاده می‌کنیم. ساختار کلی تعریف تابع به صورت زیر است:

 def function_name(parameters):
  # بلوک کد تابع
  return value
 

4.2. فراخوانی تابع

برای فراخوانی یک تابع، نام آن را به همراه پرانتز و آرگومان‌های مورد نیاز (در صورت وجود) می‌نویسیم.

 def greet(name):
  print("Hello, " + name + "!")

 greet("Alice")  # فراخوانی تابع greet با آرگومان "Alice"
 

4.3. آرگومان‌های پیش‌فرض

می‌توانید برای پارامترهای یک تابع مقادیر پیش‌فرض تعیین کنید. در این صورت، اگر هنگام فراخوانی تابع آرگومانی برای آن پارامتر ارائه نشود، مقدار پیش‌فرض استفاده می‌شود.

 def greet(name="World"):
  print("Hello, " + name + "!")

 greet()       # Hello, World!
 greet("Alice")  # Hello, Alice!
 

4.4. توابع Lambda (توابع بی‌نام)

توابع Lambda توابع کوچک و یک‌خطی هستند که می‌توانند بدون نام تعریف شوند. از کلمه کلیدی lambda برای تعریف توابع Lambda استفاده می‌شود.

 square = lambda x: x * x
 print(square(5))  # 25

 add = lambda x, y: x + y
 print(add(2, 3))  # 5
 

5. کار با رشته‌ها در پایتون

رشته‌ها در پایتون دنباله‌ای از کاراکترها هستند که بین علامت‌های نقل قول (تکی یا دوتایی) قرار می‌گیرند. پایتون توابع و عملگرهای قدرتمندی را برای کار با رشته‌ها فراهم کرده است.

5.1. ایجاد رشته

 str1 = "Hello"
 str2 = 'World'
 str3 = """This is a
 multiline string"""
 

5.2. دسترسی به کاراکترها

می‌توانید با استفاده از اندیس به کاراکترهای یک رشته دسترسی پیدا کنید. اندیس‌ها از 0 شروع می‌شوند.

 string = "Python"
 print(string[0])  # P
 print(string[1])  # y
 print(string[-1]) # n (آخرین کاراکتر)
 

5.3. برش رشته (Slicing)

می‌توانید بخشی از یک رشته را با استفاده از برش (slicing) استخراج کنید.

 string = "Python"
 print(string[0:3])  # Pyt
 print(string[2:])   # thon
 print(string[:4])   # Pyth
 print(string[:])   # Python (کل رشته)
 

5.4. توابع و متدهای رشته

پایتون متدهای زیادی برای کار با رشته‌ها ارائه می‌دهد. برخی از مهم‌ترین آن‌ها عبارتند از:

• len(): طول رشته را برمی‌گرداند.
• lower(): رشته را به حروف کوچک تبدیل می‌کند.
• upper(): رشته را به حروف بزرگ تبدیل می‌کند.
• strip(): فاصله‌های خالی ابتدا و انتهای رشته را حذف می‌کند.
• split(): رشته را بر اساس یک جداکننده به لیست تبدیل می‌کند.
• join(): عناصر یک لیست را با یک جداکننده به رشته تبدیل می‌کند.
• replace(): بخشی از رشته را با یک رشته دیگر جایگزین می‌کند.
• find(): اندیس اولین وقوع یک زیررشته را در رشته برمی‌گرداند (اگر زیررشته وجود نداشته باشد، -1 برمی‌گرداند).
• count(): تعداد دفعات وقوع یک زیررشته را در رشته برمی‌گرداند.
• startswith(): بررسی می‌کند که آیا رشته با یک زیررشته خاص شروع می‌شود یا خیر.
• endswith(): بررسی می‌کند که آیا رشته با یک زیررشته خاص تمام می‌شود یا خیر.

 string = "  Hello, World!  "

 print(len(string))           # 17
 print(string.lower())         #   hello, world!
 print(string.upper())         #   HELLO, WORLD!
 print(string.strip())         # Hello, World!
 print(string.split(","))       # ['  Hello', ' World!  ']
 print(",".join(["Hello", "World"])) # Hello,World
 print(string.replace("World", "Python")) #   Hello, Python!
 print(string.find("World"))       # 9
 print(string.count("l"))         # 3
 print(string.startswith("  "))     # True
 print(string.endswith("!  "))     # True
 

5.5. قالب‌بندی رشته (String Formatting)

پایتون روش‌های مختلفی برای قالب‌بندی رشته‌ها ارائه می‌دهد. یکی از رایج‌ترین روش‌ها استفاده از f-strings (از پایتون 3.6 به بعد) است.

 name = "Alice"
 age = 30

 print(f"My name is {name} and I am {age} years old.")
 

6. کار با لیست‌ها در پایتون

لیست‌ها در پایتون مجموعه‌ای مرتب و قابل تغییر از عناصر هستند. عناصر یک لیست می‌توانند از انواع داده مختلف باشند.

6.1. ایجاد لیست

 numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
 names = ["Alice", "Bob", "Charlie"]
 mixed = [1, "Hello", 3.14, True]
 empty_list = []
 

6.2. دسترسی به عناصر لیست

می‌توانید با استفاده از اندیس به عناصر یک لیست دسترسی پیدا کنید. اندیس‌ها از 0 شروع می‌شوند.

 numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
 print(numbers[0])  # 1
 print(numbers[2])  # 3
 print(numbers[-1]) # 5 (آخرین عنصر)
 

6.3. برش لیست (Slicing)

می‌توانید بخشی از یک لیست را با استفاده از برش (slicing) استخراج کنید.

 numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
 print(numbers[0:3])  # [1, 2, 3]
 print(numbers[2:])   # [3, 4, 5]
 print(numbers[:4])   # [1, 2, 3, 4]
 print(numbers[:])   # [1, 2, 3, 4, 5] (کل لیست)
 

6.4. تغییر عناصر لیست

لیست‌ها قابل تغییر هستند، بنابراین می‌توانید عناصر آن‌ها را تغییر دهید.

 numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
 numbers[0] = 10
 print(numbers)  # [10, 2, 3, 4, 5]
 

6.5. توابع و متدهای لیست

پایتون متدهای زیادی برای کار با لیست‌ها ارائه می‌دهد. برخی از مهم‌ترین آن‌ها عبارتند از:

• len(): طول لیست را برمی‌گرداند.
• append(): یک عنصر را به انتهای لیست اضافه می‌کند.
• insert(): یک عنصر را در یک اندیس خاص در لیست درج می‌کند.
• extend(): عناصر یک لیست دیگر را به انتهای لیست اضافه می‌کند.
• remove(): اولین وقوع یک عنصر خاص را از لیست حذف می‌کند.
• pop(): عنصر موجود در یک اندیس خاص را از لیست حذف می‌کند و مقدار آن را برمی‌گرداند (اگر اندیس مشخص نشود، آخرین عنصر حذف می‌شود).
• index(): اندیس اولین وقوع یک عنصر خاص را در لیست برمی‌گرداند.
• count(): تعداد دفعات وقوع یک عنصر خاص را در لیست برمی‌گرداند.
• sort(): لیست را به صورت صعودی مرتب می‌کند (به صورت inplace).
• reverse(): ترتیب عناصر لیست را برعکس می‌کند (به صورت inplace).
• copy(): یک کپی سطحی از لیست ایجاد می‌کند.
• clear(): تمام عناصر لیست را حذف می‌کند.

 numbers = [1, 2, 3, 4, 5]

 numbers.append(6)
 print(numbers)  # [1, 2, 3, 4, 5, 6]

 numbers.insert(0, 0)
 print(numbers)  # [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6]

 numbers.extend([7, 8, 9])
 print(numbers)  # [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

 numbers.remove(0)
 print(numbers)  # [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

 popped_element = numbers.pop(2)
 print(numbers)  # [1, 2, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
 print(popped_element) # 3

 print(numbers.index(5)) # 3

 print(numbers.count(2)) # 1

 numbers.sort()
 print(numbers)  # [1, 2, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

 numbers.reverse()
 print(numbers)  # [9, 8, 7, 6, 5, 4, 2, 1]

 numbers_copy = numbers.copy()

 numbers.clear()
 print(numbers)  # []
 print(numbers_copy) # [9, 8, 7, 6, 5, 4, 2, 1]
 

7. ماژول‌ها و کتابخانه‌ها در پایتون

ماژول‌ها فایل‌هایی هستند که حاوی کد پایتون (توابع، کلاس‌ها، متغیرها) هستند. کتابخانه‌ها مجموعه‌ای از ماژول‌ها هستند که برای انجام وظایف خاص طراحی شده‌اند. استفاده از ماژول‌ها و کتابخانه‌ها به شما کمک می‌کند کد خود را سازمان‌یافته‌تر و قابل استفاده مجدد نگه دارید و از نوشتن کد تکراری جلوگیری کنید.

7.1. وارد کردن ماژول‌ها

برای استفاده از یک ماژول، ابتدا باید آن را با استفاده از دستور import وارد کنید.

 import math

 print(math.sqrt(16))  # 4.0
 print(math.pi)    # 3.141592653589793
 

همچنین می‌توانید با استفاده از دستور from ... import توابع یا کلاس‌های خاصی را از یک ماژول وارد کنید.

 from math import sqrt, pi

 print(sqrt(16))  # 4.0
 print(pi)    # 3.141592653589793
 

می‌توانید با استفاده از کلمه کلیدی as یک نام مستعار برای یک ماژول یا تابع تعریف کنید.

 import math as m

 print(m.sqrt(16))  # 4.0

 from math import sqrt as square_root

 print(square_root(16)) # 4.0
 

7.2. برخی از کتابخانه‌های استاندارد پایتون

پایتون دارای یک کتابخانه استاندارد غنی است که شامل ماژول‌های مختلفی برای انجام وظایف گوناگون است. برخی از مهم‌ترین این ماژول‌ها عبارتند از:

• math: توابع ریاضی
• random: تولید اعداد تصادفی
• datetime: کار با تاریخ و زمان
• os: تعامل با سیستم عامل
• sys: دسترسی به متغیرها و توابع خاص سیستم
• json: کار با داده‌های JSON
• re: عبارات با قاعده (Regular Expressions)
• urllib: دسترسی به منابع اینترنتی

7.3. نصب کتابخانه‌های خارجی

علاوه بر کتابخانه استاندارد، می‌توانید کتابخانه‌های خارجی را نیز با استفاده از pip (مدیریت بسته پایتون) نصب کنید.

 pip install requests
 

پس از نصب، می‌توانید کتابخانه را مانند ماژول‌های استاندارد وارد کنید.

 import requests

 response = requests.get("https://www.example.com")
 print(response.status_code)
 

این چیت شیت تنها یک شروع است و پایتون دارای قابلیت‌ها و امکانات بسیار بیشتری است. با تمرین و مطالعه مستمر می‌توانید به یک برنامه‌نویس ماهر پایتون تبدیل شوید.

```