آموزش پایتون – نقشه راه ۴۵ روز یادگیری

پایتون به‌عنوان یکی از محبوب‌ترین زبان‌های برنامه‌نویسی امروزی، به دلیل سادگی و کاربرد گسترده‌اش مورد توجه قرار گرفته است. چه تازه‌کار باشید و به‌دنبال شروع یادگیری برنامه‌نویسی باشید، و چه بخواهید یک زبان جدید را بیاموزید، پایتون انتخابی مناسب و ایده‌آل است. این زبان با ساختار ساده و خوانا، یادگیری را برای مبتدیان آسان کرده و در عین حال ابزارهای قدرتمندی را برای حرفه‌ای‌ها فراهم می‌کند. در این مقاله از سری مقالات آموزشی مجله پی‌استور، راهنمای آموزش پایتون از ۰ تا ۱۰۰ را برای یادگیری شما عزیزان طراحی کرده‌ایم.

یادگیری هر زبان برنامه نویسی نیازمند راهنما و نقشه راه است. یادگیری پایتون نیز از این قاعده مستثنی نیست و برای یادگیری این زبان پرطرفدار بایستی برنامه مدون و درستی را پیش گرفت. با تجربه چندین ساله ما در آموزش و پژوهش، داشتن یک راهنمای ساختارمند و بدور از ابهام همراه با طرز و نحوه پیمودن مسیر یادگیری، بسیار مفید و ارزشمند می‌باشد. از این رو در این مقاله مسیرهای یادگیری زبان برنامه نویسی پایتون طبق استانداردهای جهانی تدوین شده و برای شما عزیزان آماده شده است.

مقدمه

زبان برنامه نویسی پایتون، سینتکس یا نحو ساده و خوانا دارد که آن را برای مبتدیان و نوآموزان مناسب کرده است، این زبان برنامه نویسی با داشتن کتابخانه‌ها و چارچوب‌های قدرتمندش برای پروژه‌های پیشرفته ایده‌آل هستند. اگر در علاقه‌مند به یادگیری زبان برنامه نویسی پایتون هستید طبق سرفصل‌های این مقاله گام بردارید و استفاده از این سرفصل‌ها را به عنوان یک راهنما و نقشه راه در ذهن خود ترسیم کنید.

متذکر می‌شویم که آموزش پایتون فقط با یک مقاله و استفاده از آن میسر نمی‌شود و نمی‌توان تمامی مطالب و موضوعات یادگیری در یک مقاله آورده شود. از اینرو هر کدام از بخش‌های این مقاله به مقالات دیگری ارجاع یا لینک داده شده‌اند که با صرف تنها یک روز برای هر مقاله و تکرار تمرین در آن حوزه، براحتی می‌توانید در ۴۵ روز بر زبان برنامه نویسی پایتون مسلط شوید.

این آموزش به عنوان آموزش برای مبتدیان در نظر گرفته شده و موضوعات و مباحث مرتبط در آن به صورت ساده و با جزئیات توضیح داده شده است. پس از مطالعه و تمرین تکرار دوره‌ای در این زمینه می‌توانید مباحث پیشرفته‌تر را نیز دنبال کنید. حال به سراغ سرفصل‌های اصلی و کلیدی یادگیری پایتون می‌رویم.

فصل ۱: یادگیری مبانی پایتون

در ابتدا لازم هست شما با ساختار اصلی پایتون آشنا شوید و طرز نوشتن برنامه در پایتون را یاد بگیرید یعنی در اصل از مبانی پایتون، برنامه نویسی را شروع کنید؛ بنابراین در ابتدای مسیر سه بخش زیر برای شروع به شما عزیزان شروع می شود.

• سینتکس پایتون (Syntax)
• کلمات کلیدی در پایتون (Keywords in Python)
• کامنت‌ها در پایتون (Comments in Python)

سه بخش اشاره شده را می توانید ۱ روزه یاد بگیرید و مسیر اولیه را در همان روز به سرانجام برسانید.

فصل ۲: آشنایی با متغیرها و انواع داده‌ها

برای اینکه بتوانید درک درستی از برنامه نویسی در زبان برنامه نویسی داشته باشید بایستی در مورد متغیر ها و انواع داده ها در آن زبان اطلاعات کافی داشته باشید. پایتون نیز به عنوان یک زبان برنامه نویسی از این قاعده مستثنی نیست و شما بایستی با انواع متغیر و داده در پایتون آشنا باشید. مطالعه و تمرین و تکرار دو بخش زیر در این فصل برای شما پیشنهاد می‌شود.

• آشنایی با متغیرها در پایتون (Python Variables)
• آشنایی با انواع داده‌ در پایتون (Python Data Types)

این بخش پایه‌ای‌ترین مفاهیم برنامه‌نویسی پایتون را به شما می‌آموزد و شما را برای مباحث پیشرفته‌تر آماده می‌کند. این فصل را می‌توانید در ۲ روز آموزش ببینید.

فصل ۳: دستورات ورودی/خروجی در پایتون

در این بخش از راهنمای پایتون، جنبه‌های اساسی کار با عملیات ورودی و خروجی بررسی می‌شود که برای تعامل با کاربران و پردازش داده‌ها ضروری هستند. از تسلط بر تابع ()print گرفته تا تکنیک‌های پیشرفته قالب‌بندی و روش‌های کارآمد دریافت ورودی از کاربر، این بخش مهارت‌های لازم برای مدیریت جریان داده‌ها در پایتون را به شما می‌آموزد. آنچه یاد می‌گیرید:

• تابع ()print در پایتون
• استفاده از f-string در پایتون برای قالب‌بندی خروجی
• چاپ بدون رفتن به خط بعدی در پایتون
• استفاده از پارامتر end در ()print
• استفاده از پارامتر sep در ()print
• قالب‌بندی خروجی (Output Formatting)
• دریافت ورودی از کاربر در پایتون
• دریافت چندین ورودی از کاربران در پایتون

شما دوستان عزیز برای آموزش کامل از یادگیری ورودی و خروجی در پایتون می‌توانید بر روی مقاله آموزشی دستورات ورودی و خروجی در پایتون، کلیک کنید. این فصل را در ۱ روز بصورت کامل یاد خواهید گرفت.

فصل ۴: آشنایی کامل با انواع داده‌ها در پایتون

در پایتون مجموعه‌ای گسترده از انواع داده‌هاوجود دارد که امکان مدیریت و دستکاری داده‌ها با دقت و انعطاف‌پذیری را فراهم می‌کند. مباحث زیر برای بررسی انواع داده‌ها در پایتون پیشنهاد می‌شود:

• انواع داده‌های پایه و کاربردهای آن‌ها
• تبدیل داده‌ها با استفاده از Casting
• مجموعه‌های پیشرفته پایتون، از جمله لیست‌ها، تاپل‌ها، مجموعه‌ها، دیکشنری‌ها و آرایه‌ها

این بخش‌ها به شما کمک می‌کند داده‌ها را در پایتون به طور کامل آموزش دیده و دانش عمیقی از نحوه کار با انواع داده‌ها به دست آورید. تصویر زیر یک دیدگاه کلی از انواع داده ها در پایتون را به شما خواهد داد.

این فصل شما را با انواع داده‌های پایتون آشنا می‌کند، از جمله رشته‌ها، اعداد، لیست‌ها و موارد دیگر. همچنین نحوه استفاده از تبدیل نوع داده‌ها (Casting) برای مدیریت بهتر داده‌ها بررسی می‌شود.

• رشته‌ها (Strings)
• اعداد (Numbers)
• بولین‌ها (Booleans)
• لیست‌ها (Python List)
• تاپل‌ها (Python Tuples)
• مجموعه‌ها (Python Sets)
• دیکشنری‌ها (Python Dictionary)
• آرایه‌ها (Python Arrays)
• تبدیل نوع داده‌ها (Type Casting)

برای آموزش این بخش کمربندهای خود را محکم ببندید چون ۹ روز برای یادگیری این فصل زمان لازم خواهید داشت. اراده خود را نشان دهید و در هر رو یک بخش را مطالعه و تمرین کنید.

فصل ۵: آشنایی با عملگرها در پایتون

در این فصل با عملیات‌های ریاضی ساده گرفته تا بررسی عبارات منطقی پیچیده، آشنا خواهید شد. در واقع این فصل شما را با تمام عملگرهای کلیدی و مهم پایتون آشنا خواهد کرد. رئوس مباحث این فصل عبارت خواهد بود از:

• عملگرهای ریاضی (Arithmetic Operators)
• عملگرهای مقایسه‌ای (Comparison Operators)
• عملگرهای منطقی (Logical Operators)
• عملگرهای بیتی (Bitwise Operators)
• عملگرهای انتساب (Assignment Operators)
• عملگرهای عضویت و هویت (Membership & Identity Operators: in, is)

شما دوستان عزیز برای آموزش کامل عملگرها در پایتون می‌توانید بر روی مقاله آموزشی انواع عملگرها در پایتون، کلیک کنید. برای این فصل ۱ روز کامل را در نظر بگیرید. شاید مطالب زیاد باشد و درک آن‌ها بسیار راحت است.

فصل ۶: دستورات شرطی در پایتون

این فصل به شما نحوه استفاده از منطق شرطی در پایتون را آموزش می‌دهد تا بتوانید از دستورات انتخاب یا همان دستورات شرطی در برنامه‌های خود استفاده کنید. برای آموزش کامل دستورات شرطی در پایتون را کلیک کنید. اهم مطالب این فصل عبارت خواهد بود از:

• شرط‌های if else
• شرط‌های تودرتو (Nested if statement)
• if-elif-else
• شرط در یک خط (Python If Else on One Line)
• عملگر سه‌تایی (Ternary Condition)
• دستور Match Case

برای این فصل نیز ۱ روز کامل را کنار بگذارید و تمرین و تکرار خودتان را مضاعف کنید.

فصل ۷: حلقه‌ها در پایتون

در این فصل، شما یاد خواهید گرفت که چگونه از حلقه‌ها برای انجام عملیات تکراری به صورت بهینه استفاده کنید. برای آموزش کامل حلقه ها در پایتون را کلیک کنید. رئوس مطالب این فصل عبارتند از:

• حلقه for
• حلقه while
• دستورات کنترل حلقه (break, continue, pass)
• کامپری‌هنشن لیست (List Comprehension)
• کامپری‌هنشن دیکشنری (Dictionary Comprehension)

این فصل را هوشمندانه یاد بگیرید و ۲ روز کامل را برای آن اختصاص دهید.

فصل ۸: آشنایی با توابع در پایتون

توابع به سازماندهی ساختار کد کمک کرده و باعث می‌شوند که کدنویسی ساده‌تر و کارآمدتر شود. رئوس مطالب این فصل کمی زیاد است و مستلزم وقت گذاشتن:

•  متغیرهای سراسری و محلی (Global and Local Scope Variables)
• استفاده از pass در توابع
• دستور return در پایتون
• تابع range در پایتون
• آشنایی با args* و kwargs** در پایتون
• مفهوم Closures یا بستار ها در پایتون
• پارامتر self در کلاس پایتون
• دکوراتورها (Decorators)
• توابع lambda
• توابع map، filter، reduce

برای این فصل نیز ۱۰ روز زمان صرف خواهید کرد تا به پختگی اولیه یک برنامه نویس برسید.

فصل ۹: مفاهیم برنامه‌نویسی شی‌گرا در پایتون

در فصل نهم پس از ۲۷ روز به درک کاملی از برنامه نویسی با پایتون رسیده اید و اکنون می توانید برنامه‌نویسی شی‌گرا با پایتون را شروع کنید. این فصل شامل مفاهیمی است که به ایجاد کدهای سازمان‌یافته و قابل گسترش کمک می‌کنند. اهم مطالب این فصل عبارتد از:

• کلاس‌ها و اشیاء
• چندریختی (Polymorphism)
• وراثت (Inheritance)
• کپسوله‌سازی (Encapsulation)
• کلاس‌های انتزاعی (Abstract Classes)
• تکرارگر در پایتون (Iterator‌)

برای این فصل لازم است ۶ روز کامل وقت بگذارید تا به درک کاملی از برنامه نویسی شی گرا در پایتون دست یابید.

فصل ۱۰: مدیریت خطاها و استثناها

حال به درکی از زبان پایتون رسیده‌اید که می‌توانید نحوه مدیریت خطاها در پایتون یاد بگیرید برای این منظور در این فصل مباحث زیر برای یادگیری، برای شما عزیزان تدوین شده است.

• مدیریت فایل‌ها (File Handling)
• خواندن و نوشتن در فایل‌ها
• بلوک‌های try و except
• استثناهای تعریف‌شده توسط کاربر (User-defined Exceptions)
• استثناهای داخلی پایتون (Built-in Exceptions)

برای یادگیری این فصل نیز ۵ روز زمان لازم خواهید داشت. این فصل را تمام کنید تا وارد مباحث پیشرفته‌تر شویم.

فصل ۱۱: کار با پایگاه داده‌ها در پایتون

برای اینکه بتوانیم با پایگاه داده کار کنیم نیاز داریم این فصل را به درستی درک کنیم. یادگیری کار با پایگاه داده‌ها در پایتون آسان است و مباحث زیر می‌تواند مورد بحث قرار گیرد:

• آموزش MongoDB با پایتون
• آموزش MySQL با پایتون

این فصل را نیز می توانید در ۳ روز به صورت کامل یاد بگیرید و آماده یادگیری فصل آخر باشید.

فصل ۱۲: کتابخانه‌ها و پکیج‌های پایتون

مباحث فصل دوازدهم تنها صرف آشنایی شما با کتابخانه‌ها و پکیج‌های پایتون می‌باشد و در آموزش پایتون پیشرفته این مباحث به صورت جدی دنبال خواهد شد. پایتون دارای مجموعه گسترده‌ای از کتابخانه‌ها است که جهت آشنایی شما تنها چند مورد در این فصل مورد بحث قرار می‌گیرد:

• ماژول‌های داخلی پایتون
• کتابخانه‌های ساختار داده (DSA Libraries)
• توسعه رابط گرافیکی (GUI Libraries)
• وب اسکرپینگ (Web Scraping Packages)

این فصل را نیز می توانید در ۴ روز یاد بگیرید و دوره ۴۵ روزه آموزش پایتون مبتدی خود را به پایان برسانید. این فهرست شما را به تمام موضوعات کلیدی پایتون مجهز می‌کند و شما را برای استفاده از این زبان قدرتمند در پروژه‌های واقعی آماده می‌سازد.

ویژگی‌های پایتون

پایتون به دلیل سادگی و انعطاف‌پذیری‌اش برجسته است و انتخابی عالی برای مبتدیان و حرفه‌ای‌ها محسوب می‌شود. در اینجا برخی از ویژگی‌ها یا خصوصیات کلیدی پایتون آورده شده است: این ویژگی‌ها، پایتون را به زبانی قدرتمند و کارآمد برای توسعه‌دهندگان در تمام سطوح تبدیل می‌کند.:

1. سادگی در خواندن و نوشتن: سینتکس پایتون تمیز و ساده است که نوشتن و درک کد را حتی برای تازه‌کارها آسان می‌کند.
2. زبان مفسری: پایتون کد را خط به خط اجرا می‌کند که این امر فرآیند اشکال‌زدایی و تست را در زمان توسعه ساده‌تر می‌سازد.
3. پشتیبانی از شی‌ءگرایی و برنامه‌نویسی تابعی: پایتون از هر دو مدل برنامه‌نویسی شی‌ءگرا و تابعی پشتیبانی می‌کند، که انعطاف‌پذیری زیادی در ساختاردهی کد به توسعه‌دهندگان می‌دهد.
4. تایپ پویا: نیازی به مشخص کردن نوع داده‌ها هنگام تعریف متغیرها نیست؛ پایتون به طور خودکار نوع داده را تعیین می‌کند.
5. کتابخانه‌های گسترده: پایتون مجموعه‌ای غنی از کتابخانه‌ها برای وظایفی مانند توسعه وب، تحلیل داده‌ها، یادگیری ماشین و موارد دیگردارد.
6. چندسکویی (Cross-Platform): پایتون بدون نیاز به تغییر کد، بر روی سیستم‌عامل‌های مختلف مانند ویندوز، macOS و لینوکس اجرا می‌شود.
7. پشتیبانی گسترده جامعه: پایتون دارای یک جامعه بزرگ و فعال است که منابع، کتابخانه‌ها و ابزارهای متعددی ارائه می‌دهد، و یافتن راه‌حل‌ها و کمک را آسان‌تر می‌سازد.

کاربردهای پایتون

پایتون به دلیل انعطاف‌پذیری و سهولت استفاده در زمینه‌های مختلف به‌طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرد. در اینجا به برخی از کاربردهای اصلی آن اشاره می‌کنیم:

1. توسعه وب: با استفاده از فریم‌ورک‌هایی مانند Django و Flask ، پایتون برای ایجاد وب‌سایت‌ها و برنامه‌های تحت وب پویا و کارآمد به کار می‌رود.
2. علم داده و تحلیل داده‌ها: پایتون زبانی ایده‌آل برای تحلیل داده‌ها، بصری‌سازیو مدیریت مجموعه داده‌های بزرگ است؛ به لطف کتابخانه‌هایی مانند Pandas، NumPy و Matplotlib.
3. هوش مصنوعی و یادگیری ماشین: پایتون به دلیل کتابخانه‌های قدرتمندی مانند TensorFlow، Keras و Scikit-learn، در پروژه‌های هوش مصنوعی و یادگیری ماشین بسیار محبوب است.
4. اتوماسیون: پایتون برای خودکارسازی وظایف تکراری استفاده می‌شود و فرآیندها را سریع‌تر و کارآمدتر می‌سازد.
5. توسعه بازی: اگرچه کمتر رایج است، اما پایتون با استفاده از کتابخانه‌هایی مانند Pygame برای ساخت بازی‌های ساده به کار می‌رود.
6. اسکریپت‌نویسی: سادگی پایتون، آن را به زبانی ایده‌آل برای نوشتن اسکریپت‌هایی تبدیل کرده که وظایفی مانند مدیریت سرور یا پردازش فایل‌ها را خودکارسازی می‌کنند.
7. برنامه‌های دسکتاپ با رابط کاربری گرافیکی (GUI): پایتون می‌تواند برای ساخت برنامه‌های دسکتاپ با استفاده از فریم‌ورک‌هایی مانند Tkinterو PyQt استفاده شود.

این کاربردها نشان می‌دهند که پایتون زبانی همه‌کاره است که می‌تواند در زمینه‌های مختلفی مورد استفاده قرار گیرد و به یکی از محبوب‌ترین زبان‌های برنامه‌نویسی تبدیل شود.

مقایسه پایتون با زبان‌های برنامه‌نویسی دیگر

در جدول زیر، پایتون با زبان‌های برنامه‌نویسی C++، C و Java مقایسه شده است:

سخن آخر

در این مقاله از سری مقالات آموزشی مجله پی‌استور راهنمای جامعی برای یادگیری زبان برنامه نویسی پایتون ارائه شد. نقشه راه طرح شده در این مقاله، برای یادگیری هر چه بهتر زبان برنامه نویسی پایتون برای شما عزیزان، طبق تجربه و استفاده از اصول آموزش، به صورت دوره ۴۵ روزه آموزشی طراحی شد تا مسیر یادگیری شما آسان و هدفمند باشد. امیدواریم مباحث و مطالب ارائه شده برای شما مفید بوده باشد. در پایان خوشحال خواهیم بود اگر نکته نظر، پیشنهاد یا انتقادی از این مقاله داشته باشد را با ما به اشتراک بگذارید.