أساسيات البرمجة كاملةً باستخدام لغة بايثون

 ما هي لغة البرمجة بايثون؟

لغة البرمجة بايثون (Python) هي لغة برمجة عالية المستوى تم تطويرها في أوائل التسعينيات من قبل جويدو فان روسوم (Guido van Rossum). 

تتميز Python بسهولة فهمها وقراءتها، وهي تستخدم في مجموعة واسعة من التطبيقات، من تطوير الويب إلى علم البيانات والذكاء الاصطناعي. 

إليك بعض السمات الرئيسية للغة Python

قرابة للإنسان:Python تهدف إلى أن تكون قريبة للإنسان، مما يعني أن الشيفرة البرمجية المكتوبة بلغة Python سهلة القراءة والفهم، وهذا يساعد على تسهيل عملية التطوير.
تعدد الاستخدامات:يمكن استخدام Python في مجموعة واسعة من التطبيقات، بدءًا من تطوير الويب وتطبيقات سطح المكتب، وصولاً إلى الحوسبة العلمية وتحليل البيانات.
مجتمع نشط:Python يتمتع بمجتمع نشط من المطورين والمستخدمين، مما يعني وجود مجموعة كبيرة من المكتبات والأدوات المتاحة لدعم مشروعات التطوير.
مفتوحة المصدر:Python هي لغة برمجة مفتوحة المصدر، مما يعني أن شيفرتها متاحة للجميع للعرض والتعديل والاستخدام.
قابلية التوسع والتكامل:Python يمكن توسيعه باستخدام مكتبات خارجية ويتكامل بشكل جيد مع تقنيات أخرى.
دعم متقدم للبرمجة الكائنية التوجه (OOP):تدعم Python مفاهيم البرمجة الكائنية التوجه، مما يسهل على المطورين تنظيم الشيفرة البرمجية بطريقة هيكلية وفعالة.
توافق مع مختلف الأنظمة:يمكن تشغيل شيفرة Python على مختلف أنظمة التشغيل، مما يجعلها محمولة وقابلة للتوسيع.

Python أصبحت واحدة من أشهر لغات البرمجة في العالم، وتستخدم في العديد من المجالات بسبب سهولة تعلمها وقوة استخدامها.

أساسيات البرمجة باستخدام لغة Python 

تشمل العديد من المفاهيم والمهارات الرئيسية. إليك نظرة عامة على بعض النقاط الرئيسية لأساسيات البرمجة بلغة  . Python

1. المتغيرات والأنواع الأساسية:فهم كيفية إنشاء المتغيرات وتخزين البيانات في ذاكرة الكمبيوتر، والتعامل مع الأنواع الأساسية مثل الأعداد الصحيحة والأعداد العشرية والسلاسل النصية (النصوص).
2. التحكم في التدفق:استخدام الهياكل التحكمية مثل الشروط (if) والحلقات (loops) لتحديد تدفق البرنامج وتكرار العمليات.
3. الوظائف (الدوال):فهم كيفية تعريف واستخدام الوظائف لتقسيم البرنامج إلى أجزاء صغيرة وتحقيق الإعادة الاستخدام.
4. الهياكل البيانية:التعامل مع هياكل البيانات الأساسية مثل القوائم (lists) والتجميعات (tuples) والمجموعات (sets) والقواميس (dictionaries).
5. التداخل مع المستخدم:قراءة الإدخال من المستخدم وعرض النتائج بطريقة مفهومة، وفهم كيفية التفاعل مع المستخدم.
6. التعامل مع الملفات:قراءة البيانات من ملفات خارجية وكتابة البيانات إلى ملفات.
7. المفاهيم الأساسية للبرمجة الكائنية التوجه (OOP):فهم المفاهيم الأساسية للبرمجة الكائنية التوجه مثل الكائنات والفئات والوراثة.
8. التعامل مع الأخطاء والاستثناءات:التعامل مع الأخطاء والتعامل مع حالات الاستثناء لضمان استمرارية تشغيل البرنامج.
9. التعلم الذاتي والممارسة:التفاعل مع المجتمع البرمجي والمشاركة في مشاريع عملية لتعزيز مهارات البرمجة الخاصة بك.
10. استكشاف مكتبات Python:التعرف على مكتبات Python الشهيرة واستخدامها لتسهيل البرمجة وتوسيع إمكانيات البرنامج.

تأكد من التركيز على هذه النقاط أثناء تعلم أساسيات البرمجة باستخدام لغة Python، واستمر في ممارسة البرمجة لتحسين مهاراتك بشكل دائم.

تثبيت لغة بايثون

تثبيت لغة البرمجة بايثون على جهاز الكمبيوتر الخاص بك يعتمد على نوع النظام الذي تستخدمه، سواء كان Windows، macOS، أو Linux.

 إليك خطوات تثبيت Python على كل من هذه الأنظمة.

لنظام Windows:قم بزيارة موقع Python الرسمي على الإنترنت: https://www.python.org/downloads

انقر على زر "Download Python"، ستظهر لك أحدث إصدارات Python.

حدد خيار "Add Python to PATH" أثناء التثبيت لتسهيل استخدام Python من سطر الأوامر.

انقر على زر "Install Now" واتبع التعليمات على الشاشة لإكمال عملية التثبيت.

لنظام macOS:يأتي macOS مع نسخة من Python مثبتة بشكل افتراضي، ولكن يمكنك تثبيت إصدار أحدث إذا كنت ترغب في ذلك.

قم بفتح محطة الطرفية (Terminal).

استخدم الأمر التالي لتثبيت Python باستخدام Homebrew (إذا لم يكن لديك Homebrew، قم بتثبيته أولاً):

Copy code

brew install python

لنظام Linux (مثال على Ubuntu):افتح الطرفية.

تحديث قائمة الحزم:

Copy code

sudo apt-get update

تثبيت Python:

Copy code

sudo apt-get install python3

التحقق من تثبيت Python:بعد الانتهاء من عملية التثبيت، يمكنك التحقق من تثبيت Python عن طريق فتح سطر الأوامر أو المحطة الطرفية وكتابة الأمر:

Copy code

python --version

أو إذا كنت قد قمت بتثبيت Python 3:

Copy code

python3 --version

ستظهر لك نسخة Python المثبتة على جهاز الكمبيوتر الخاص بك.

استعمال بايثون مع خدمة Google Colab

Google Colab هو خدمة من Google توفر بيئة برمجة تفاعلية في المتصفح باستخدام لغة البرمجة Python. يمكنك استخدامه لتشغيل وكتابة الشيفرة Python دون الحاجة إلى تثبيت Python على جهاز الكمبيوتر الخاص بك. 

إليك كيفية البدء باستخدام Google Colab:

الوصول إلى Google Colab:افتح متصفح الويب وانتقل إلى Google Colab.

إنشاء مستند جديد:انقر على "File" في شريط القائمة وثم "New Notebook" لإنشاء مستند جديد.

تشغيل خلية التعليمات البرمجية (Code cell):انقر على خلية التعليمات البرمجية الفارغة في الأسفل أو أضف خلية جديدة باستخدام الزر "+" في شريط الأدوات.

كتابة وتشغيل الشيفرة:قم بكتابة شيفرة Python في خلية التعليمات البرمجية واضغط على زر التشغيل أو استخدم الاختصار Shift + Enter لتشغيل الشيفرة.

حفظ العمل:يمكنك حفظ مستند Google Colab على Google Drive الخاص بك عند الانتهاء من العمل.

الوصول إلى مكتبات Python:يمكنك تثبيت واستخدام مكتبات Python الإضافية عبر Colab باستخدام الأمر التالي في خلية التعليمات البرمجية:

python code

!pip install اسم_المكتبة

الوصول إلى الملفات:يمكنك رفع الملفات إلى Google Colab والوصول إليها باستخدام الأمر التالي:

python code

from google.colab import files

uploaded = files.upload()

التعامل مع بيئة التشغيل:يمكنك تغيير بيئة التشغيل (Runtime)، وتحديد نوع وحدة المعالجة المركزية (CPU) أو وحدة المعالجة المركزية الرسومية (GPU) من قائمة "Runtime" في شريط القائمة.

Google Colab تتيح لك الوصول إلى مكتبات Python الشهيرة وموارد الحوسبة السحابية مجانًا. يمكنك أيضًا مشاركة مستندات Colab مع الآخرين والتعاون معهم في الوقت الفعلي.

برنامجك الأول في لغة بايثون

إليك مثالًا بسيطًا لبرنامج Python يقوم بطلب اسم المستخدم ويقوم بطباعة رسالة ترحيب باستخدام هذا الاسم. 

يمكنك نسخ ولصق الشيفرة البرمجية التالية في Google Colab أو في محرر Python على جهاز الكمبيوتر الخاص بك:

python code

# طلب اسم المستخدم

user_name = input("مرحبًا! الرجاء إدخال اسمك: ")

# إظهار رسالة الترحيب

print(f"مرحبًا {user_name}! نتمنى لك يومًا سعيدًا.")

يقوم هذا البرنامج بطلب اسم المستخدم باستخدام دالة input() ويخزن الاسم في متغير user_name. ثم يستخدم print() لعرض رسالة ترحيب تحتوي على اسم المستخدم.

قم بتشغيل الخلية في Google Colab أو قم بتشغيل ملف Python على جهاز الكمبيوتر الخاص بك، وسيطلب البرنامج منك إدخال اسم المستخدم وسيقوم بعرض رسالة ترحيب بناءً على الاسم الذي أدخلته.

المعرفات في بايثون

في لغة البرمجة بايثون، المعرفات تشير إلى أسماء يتم استخدامها لتمييز المتغيرات والدوال والأنواع الأخرى من العناصر في الشيفرة البرمجية. 

إليك بعض القواعد المهمة حول المعرفات في Python.

بداية المعرف:يجب أن تبدأ المعرفات بحرف (a-z, A-Z) أو بالشرطة السفلية _.

الأحرف والأرقام والشرطات السفلية:يمكن أن تحتوي المعرفات على أحرف (a-z, A-Z)، الأرقام (0-9)، وشرطات سفلية _. يجب أن تكون حالة الأحرف هي حالة صغيرة أو حالة كبيرة ولا تحتسب كحالتين مختلفتين.

غير قابلة للاحتفاظ بكلمات محجوزة (keywords):لا يمكن استخدام كلمات محجوزة في Python كمعرفات. بعض الكلمات المحجوزة تشمل if، else، while، for، وغيرها.

حجم الحرف (Case Sensitivity):المعرفات في Python حساسة لحالة الأحرف، يعني أن example و Example تعتبران معرفين مختلفين.

أسلوب الكتابة (Snake Case و Camel Case):في Python، يُفضل استخدام أسلوب الكتابة Snake Case لتسمية المتغيرات والدوال، حيث يتم فصل الكلمات بواسطة الشرطات السفلية (مثل my_variable). أما في حالة استخدام Camel Case، يتم تبديل الحروف الأولى من كل كلمة إلى حرف كبير (مثل myVariable). Snake Case هو الأسلوب المعتمد بشكل أكبر في مجتمع Python.

قد تبدو هذه القواعد بسيطة، ولكن فهمها واتباعها يساعد في كتابة شيفرة برمجية نظيفة وقابلة للفهم.

السطور والمسافات

في لغة البرمجة Python، تُستخدم السطور (Lines) والمسافات (Indentation) لتنظيم الشيفرة البرمجية وتحديد بنية الكود. السطور تمثل تسلسل الأوامر والتعليمات في البرنامج، والمسافات تستخدم لتحديد نطاق الكود والمجموعات.

السطور:السطور في Python يتم فصلها باستخدام علامة السطر (\n)، ولكن في معظم الأحيان لا تحتاج إلى وضع علامة السطر بين السطور.

python code

print("Hello,") # سطر 1 print("World!") # سطر 2

المسافات (Indentation):Python تستخدم المسافات لتحديد الكود في نطاقه (Block of code). يجب أن تكون المسافات همزة ونصف (4 فراغات) أو استخدام الشرطة السفلية (\t)، ولكن من المشهور استخدام المسافات لتحديد النطاق.

python code

if True: print("السطر في نطاق") # استخدام المسافات لتحديد النطاق

pythonCopy code

for i in range(5): print(i) # المسافة تحدد النطاق في حلقة for

يجب أن يكون جميع الأوامر التي تنتمي إلى نطاق معين مُفصلة بنفس المسافة من اليسار. هذا التنظيم الهيكلي يجعل الشيفرة أكثر قراءة وفهما.

المثال:

python code

if True: print("السطر في نطاق") print("أيضا في نطاق") print("خارج النطاق")

يرجى ملاحظة أن تنظيم المسافات يعتبر جزءًا هامًا من Python ويحدد نطاق الأوامر. في حالة عدم استخدام المسافات بشكل صحيح، قد تتلقى رسائل خطأ من Python.

علامات التنصيص

في لغة البرمجة Python، يمكنك استخدام علامات التنصيص لتحديد السلاسل (Strings)، والتي هي تسلسل من الأحرف. 

هناك نوعان من علامات التنصيص: علامات التنصيص الفردية (Single Quotes) وعلامات التنصيص المزدوجة (Double Quotes). 

يمكن استخدام أي منهما لتحديد السلاسل، ولكن يجب أن تستخدم نفس نوع العلامات في بداية ونهاية السلسلة لتجنب الأخطاء.

علامات التنصيص الفردية: 

python code

single_quoted_string = 'هذا مثال على سلسلة باستخدام علامات التنصيص الفردية.'

علامات التنصيص المزدوجة:

 python code

double_quoted_string = "هذا مثال على سلسلة باستخدام علامات التنصيص المزدوجة."

يمكنك أيضًا استخدام علامات التنصيص المزدوجة داخل سلسلة محاطة بعلامات التنصيص الفردية، والعكس صحيح:

 python code

mixed_quotes = 'يمكننا استخدام "علامات التنصيص المزدوجة" داخل سلسلة.'

python code

mixed_quotes_reverse = "يمكننا استخدام 'علامات التنصيص الفردية' داخل سلسلة."

استخدام علامات التنصيص في طباعة السلاسل: 

python code

print("مرحبًا بك في Python!") print('لغة البرمجة "Python" قوية وسهلة التعلم.')

عند تحديد السلسلة باستخدام علامات التنصيص الفردية، يمكن أن تحتوي السلسلة على علامات التنصيص المزدوجة داخلها والعكس صحيح.

التعليقات في أساسيات لغة بايثون

التعليقات في لغة البرمجة Python تستخدم لشرح الشيفرة البرمجية وجعلها أكثر فهمًا. التعليقات لا تؤثر على تنفيذ الشيفرة، وهي تتجاهلها خلال تنفيذ البرنامج. يمكنك إضافة تعليقات باستخدام الرمز #، وكل ما بعد هذا الرمز يُعتبر تعليقًا. إليك بعض الأمثلة:

تعليقات على سطر واحد: 

pythoncode

# هذا تعليق على سطر واحد print("مرحبًا بك في Python!") # يمكن أيضًا وضع التعليق بجانب الكود

تعليقات متعددة الأسطر: 

python code

""" هذا تعليق متعدد الأسطر. يمكنك كتابة عدة أسطر لشرح الكود أو تعليقات إضافية. """ print("أنا أقوم بطباعة شيء هنا.")

يمكن أيضًا استخدام التعليقات المتعددة الأسطر باستخدام ''': 

python code

''' هذا آخر تعليق متعدد الأسطر. يمكن استخدامه لشرح مجموعة كبيرة من الشيفرة. '''

التعليقات تكون مفيدة للمطورين لشرح الشيفرة لأنفسهم أو للآخرين، وهي جزء أساسي من كتابة شيفرة نظيفة وقابلة للصيانة.

تعليمات متعددة في سطر واحد

في لغة البرمجة Python، يمكنك تضمين تعليمات متعددة في سطر واحد باستخدام الفاصلة المنقوطة (;). ومع ذلك، يتم تجنب استخدام هذه الطريقة بشكل رئيسي في Python لأسباب قراءة وصيانة الشيفرة الأكثر وضوحًا. 

إليك مثال:

 python code

print("Hello, "); print("World!")

ومع ذلك، يُفضل عمومًا كتابة كل تعليمة في سطر منفصل لتحسين قراءة الشيفرة وفهمها. لذا، يمكن تفضيل الكتابة كالتالي:

 python code

print("Hello, ") print("World!")

هذا يجعل الشيفرة أكثر وضوحًا وأسهل قراءة، مما يُسهم في الصيانة والتعاون مع الفريق.

المصادر

(academy.hsoub-learn.microsoft-coursera-3alam.pro)