Python: Tipos – انجمن DEV

زبان‌های برنامه‌نویسی ابزاری برای بیان دستورالعمل‌ها برای رایانه برای انجام یک کار معین هستند. یک عنصر اساسی این زبان ها انواع داده ها هستند که امکان نمایش اطلاعات به روش های مختلف مانند اعداد، متون، سگ همسایه و غیره را فراهم می کند. انتخاب انواع داده ها می تواند تاثیر زیادی بر وضوح و کارایی کد شما داشته باشد. به عنوان مثال، زبانی که امکان دستکاری دقیق اعداد واقعی را فراهم می کند (

$\واقعی$

) می تواند برای محاسبات علمی ایده آل باشد.

از طرف دیگر پایتون به صورت پویا و قوی تایپ می شود، اما این به ما چه می گوید؟ برای درک این مفاهیم، ​​ابتدا بیایید بفهمیم که یک سیستم نوع چیست.

تایپ کردن

خوب، یک سیستم نوع از انواع ساخته شده است. این جمله به تنهایی سزاوار جایزه نوبل بود.

جدا از شوخی، در واقع، برای درک سیستم های نوع، باید یک گام دیگر به عقب برداریم و درک کنیم که نحو و معنای یک زبان چگونه خواهد بود:

• سینتکس قوانینی را دیکته می کند که دستورالعمل ها باید از آنها پیروی کنند تا برنامه ای از یک زبان خاص به درستی اجرا شود. یک مثال از آن ایجاد متغیرها در پایتون است که نام آنها را اعلام می‌کنید و به دنبال آن یک علامت مساوی می‌بینید. = و مقداری که به متغیر نسبت داده می شود.

  # <nome_da_variavel> = <valor>
  usuario = "Fulaninho"
  nota = 8
  

  ما می توانیم به وضوح ساختاری را ببینیم که باید دنبال شود تا مفسر بفهمد که ما یک متغیر ایجاد می کنیم و یک مقدار به آن اختصاص می دهیم. هر چیزی که خارج از این قاعده باشد به عنوان تلقی می شود خطای نحوی زمانی که برنامه اجرا می شود

• معناشناسی، به نوبه خود، معنایی را تعیین می کند و رفتار پشت این اصطلاحات زبانی را دیکته می کند. معناشناسی مثال بالا به این صورت خواهد بود:

  1. یک متغیر نام usuario ایجاد شده است؛
  2. یک رشته Fulaninho به این متغیر اختصاص داده شده است.
  3. متغیر نام دیگر nota ایجاد شده است؛
  4. عدد 8 به او نسبت داده می شود.

با شروع از مفاهیم نحوی و معنایی، می توانیم گزاره های زیر را بگیریم:

• از نظر ریاضی، عدد 8 بخشی از مجموعه اعداد صحیح است (
  
  $\Z$
  

  )

• در قطعه کد بالا، متغیر nota ارزش را می گیرد
  
  $8 \ در Z$
• بنابراین، اگر
  
  $استفاده=8$

در نتیجه عبارات مشاهده شد که متغیر یک عدد صحیح است و بنابراین می توان گفت که محدوده مقادیر آن به مجموعه اعداد صحیح محدود می شود. بدیهی است که مجموعه اعداد صحیح در یک زبان محدوده مشابهی با اعداد صحیح در ریاضیات ندارد، زیرا کامپیوتر از اعداد بی نهایت پشتیبانی نمی کند. گفتنی است، می‌توانیم استنباط کنیم که یک نوع مانند یک قانون عمل می‌کند و معنایی را به برخی داده‌ها اضافه می‌کند. اگر یک نوع یک قاعده است، پس یک سیستم نوع را می توان به عنوان مجموعه ای از این قوانین درک کرد.

وقتی می گوییم سیستم نوع پایتون پویا و قوی است، مستقیماً به نحوه نوشتن و درک کد دلالت دارد.

پویایی یک سیستم نوع در یک زبان برنامه نویسی به ما می گوید که انواع تخصیص داده شده به اصطلاحات در زبان می توانند در طول اجرای برنامه تغییر کنند، یعنی مکانیزم بررسی نوع ایستا وجود ندارد. نقطه مقابل یک سیستم نوع پویا a نامیده می شود سیستم نوع استاتیک، که در آن اتصال انواع به عناصر کد در یک مرحله قبل از اجرا انجام می شود.

از سوی دیگر، قدرت یک سیستم نوع به شدت ارتباط یک نوع با برخی از عناصر زبان مرتبط است. آیا من خوب سفر کردم؟ بنابراین با من فکر کنید: اگر یک نوع معنایی را به یک اصطلاح اضافه کند، این پیوند می تواند یک نقطه قوتی مانند قوی یا ضعیف داشته باشد و این قدرت رفتار این پیوند را در طول اجرای برنامه اندازه گیری می کند. زمانی می‌توانیم یک پیوند تایپ-ترم قوی را دسته‌بندی کنیم که در طول اجرا، این اصطلاح دچار تغییر کمی یا بدون تغییر معنی شود، یعنی نوع آن بدون تبدیل ضمنی باقی بماند. یک پیوند ضعیف برعکس خواهد بود و می‌تواند کدی با چندین تبدیل نوع ضمنی و نتایج غیرقابل پیش‌بینی تولید کند.

این بحث در مورد تایپ قوی در مقابل ضعیف در واقع در مورد ایمنی یک سیستم تایپ است، زیرا تمام آنچه گفته می شود این است که آیا انواع شما بدون اجازه شما تبدیل می شود یا خیر. تعریفی از “امنیت” که متناسب با این زمینه است:

امنیت: آیا هرگونه تلاش برای تفسیر نادرست داده ها در زمان کامپایل گرفته می شود یا خطای خاص در زمان اجرا ایجاد می کند.

گاهی اوقات به زبان ها یا ابزارهای ناامنی نیاز است و برعکس آن نیز صادق است. یک احتمال دیگری را مستثنی نمی کند و اگر اینطور بود من اینجا در مورد این مفهوم صحبت نمی کردم.

انواع از پیش تعریف شده در پایتون

انواع مختلفی از داده ها وجود دارد که می توان از آنها برای نمایش انواع مختلف اطلاعات استفاده کرد. اینها شامل زبان از پیش تعریف شده و انواع داده های تعریف شده توسط کاربر است. از جمله پیش تنظیم ها، داریم:

شماره

اعداد در پایتون می توانند عدد صحیح، ممیز شناور یا مختلط باشند. اعداد صحیح با نوع نمایش داده می شوند int، در حالی که اعداد ممیز شناور با نوع نمایش داده می شوند float. اعداد مختلط با نوع نمایش داده می شوند complex، که از یک قسمت واقعی و یک قسمت خیالی تشکیل شده است.

نوع int برای نمایش اعداد صحیح مثبت یا منفی (

$\Z$

). پایتون قادر به مدیریت اعداد صحیح با اندازه دلخواه است، به این معنی که هیچ محدودیتی برای اندازه تعداد قابل ذخیره سازی وجود ندارد. این برای محاسبات شامل اعداد بسیار بزرگ مفید است.

نوع float برای نمایش اعداد واقعی استفاده می شود (

$\ R$

، با ارقام اعشاری. اگرچه اعداد ممیز شناور دقت محدودی دارند، اما برای محاسبات شامل کسرهای اعشاری، مانند محاسبات مالی یا علمی مفید هستند.

نوع complex برای نمایش اعداد مختلط (

$\ پیچیده$

) که از یک قسمت واقعی و یک قسمت خیالی تشکیل شده است. این اعداد برای محاسباتی که شامل فازها یا نوسانات هستند، مانند پردازش سیگنال یا تصویر، مفید هستند.

در زیر نمونه هایی از هر نوع آورده شده است:

# int
idade = 23 + 2

# float
nota_p1 = 4.6

# complexos podem ser definidos dos dois jeitos abaixo
complexo = 2 + 3j
complexo_funcao = complex(1, 2)  # 1 + 2j

بولینوس

مقادیر بولی در پایتون هستند True (درست) و False (کاذب). این مقادیر برای ارزیابی شرایط در برنامه های پایتون استفاده می شود. به عنوان مثال، اگر یک شرط درست باشد، یک بلوک کد خاص اجرا می شود. اگر شرط نادرست باشد، بلوک کد حذف می شود. کسی که تا به حال گامبیارا را به صورت شرطی انجام نداده است، سنگ اول را پرتاب کند!

از مقادیر بولی نیز برای مقایسه بین مقادیر استفاده می شود. به عنوان مثال، اگر مقدار یک متغیر بزرگتر از متغیر دیگر باشد، عبارت برمی گردد True. در غیر این صورت باز خواهد گشت False.

passou_em_calculo = True

if passou_em_calculo == True:
    print("Parabéns! Você passou!!!")
else:
    print("Eita, colega... E vamos de chorar.")

در قطعه کد بالا، یک متغیر داریم passou_em_calculo که بولی را دریافت می کند True. درست بعد از آن یک شرطی داریم که اگر متغیر True باشد یک پیام در ترمینال می نویسد و اگر False باشد یک پیام دیگر. اگر کد زیر را اجرا کنید، نتیجه را دریافت خواهید کرد:

$> Parabéns! Você passou!!!

دنباله ها

رشته ها در پایتون برای نمایش مجموعه مرتب شده ای از مقادیر استفاده می شوند. سه نوع اصلی از دنباله ها در پایتون وجود دارد: لیست ها، تاپل ها و رشته ها.

لیست ها آرایه های پایتون هستند. آنها مجموعه های قابل تغییر مقادیر مرتب شده هستند که می توانند با افزودن، حذف یا اصلاح عناصر لیست تغییر کنند. لیست ها بین پرانتز تعریف می شوند ([]).

تاپل ها شبیه به لیست ها هستند، اما تغییر ناپذیر هستند. این بدان معنی است که وقتی یک تاپل ایجاد می شود، عناصر آن قابل تغییر نیستند. تاپل ها بین پرانتز تعریف می شوند (()).

رشته ها دنباله ای از کاراکترها هستند که متن را نشان می دهند. رشته ها در پایتون تغییر ناپذیر هستند، به این معنی که پس از ایجاد رشته، نمی توان آن را تغییر داد. این بدان معناست که وقتی یک رشته را تغییر می دهید، در واقع یک رشته جدید با تغییرات مورد نظر ایجاد می کنید. رشته ها در گیومه های تک محصور شده اند ('') یا دوبل (""). رشته ها را نیز می توان در چندین خط با استفاده از گیومه های سه گانه نوشت (””” ”””).

در زیر نمونه ای از توالی ها آمده است:

# lista de strings
compras_mercado = ["banana", "aveia", "pão"]

# tupla de floats
coordenadas = (-23.588254, -46.632477)

# string
mensagem = "viu como é fácil criar sequências?"

همچنین می توانید هر یک از این متغیرها را در ترمینال با تابع بنویسید print()، کافیست نام متغیر مورد نظر را بین پرانتز بنویسید.

مجموعه ها یا مجموعه ها

مجموعه ها در پایتون برای نمایش مجموعه ای نامرتب و متغیر از مقادیر منحصر به فرد استفاده می شوند. مجموعه ها در پرانتز تعریف می شوند ({}). خود مجموعه قابل تغییر است، اما عناصر آن باید تغییر ناپذیر باشند

قطعه زیر ایجاد یک مجموعه توسط تابع را نشان می دهد set() با مقداری که بین پرانتز به مجموعه ای تبدیل می شود.

# lista de inteiros
lista_repetida = [1, 1, 2, 2, 3, 4, 4]

# set a partir de uma lista
set_unico = set(lista_repetida)

print(set_unico)

اگر کد را اجرا کنید، نتیجه را دریافت خواهید کرد:

$> {1, 2, 3, 4}

دیکته ها یا دیکشنری ها

دیکشنری پایتون برای نمایش مجموعه ای از جفت های کلید-مقدار استفاده می شود. هر کلید باید منحصر به فرد باشد و با یک مقدار مرتبط باشد. دیکشنری ها به صورت پرانتز تعریف می شوند ({}، با کلید جدا از مقدار با یک دونقطه (:) و هر جفت کلید-مقدار با کاما از هم جدا می شوند.

مثال زیر ایجاد یک Dict را نشان می دهد:

dados_jogador = {
    "nome": "Pedro",
    "idade": 25,
    "apelido": "queixada",
    "time": "flamengo"
}

print(dados_jogador)

نتیجه این مثال:

{'nome': 'Pedro', 'idade': 25, 'apelido': 'queixada', 'time': 'flamengo'}