0

وبلاگ

سامانه آموزش سیستم اطلاعات جغرافیایی و سنجش از دور برنامه نویسی GIS و RS آموزش برنامه نویسی Python آموزش برنامه نویسی پایتون بخش چهارم (برنامه نویسی مقدماتی در پایتون)

آموزش برنامه نویسی پایتون بخش چهارم (برنامه نویسی مقدماتی در پایتون)

تهیه کارگاه تخصصی تحلیل داده های رستری در Python

آموزش برنامه نویسی پایتون بخش چهارم

در این بخش، به صورت مقدماتی وارد مبحث برنامه نویسی با استفاده از زبان برنامه نویسی پایتون می شویم.

مقدمه

تمرکز اصلی این نوشته بر روی یادگیری تکنیک های مقدماتی برای حل مسائل برنامه نویسی، با استفاده از زبان برنامه نویسی پایتون می باشد. با این توضیح اکنون به آموزش ایجاد و اجرای برنامه های بسیار ابتدایی در پایتون می پردازیم. در خلال این مسائل شما قادر به یادگیری تکنیک های برنامه نویسی پایه و بنیادین خواهید شد. برخی از این موارد شامل استفاده از متغیرها، اپراتورها، عبارات محاسباتی و ورودی و خروجی داده ها می باشد. به عنوان مثال فرض کنید، شما بایستی شهریه یک دانشجو را محاسبه کنید. مقدار شهریه، شهریه ترم و نرخ بهره سالیانه را در نظر می گیرید تا بتوانید برنامه ای بنویسید تا میزان پرداخت شهریه ماهانه را محاسبه نموده و گزارش کند. در ضمن امکان محاسبه جمع کل پرداخت ها را نیز داشته باشد. در این بخش به بررسی برنامه هایی می پردازیم که این چنین مسائلی را می توانند حل کنند. در کنار این موارد گام های بنیادین برای آنالیز مسائل، طراحی و به کارگیری راه حل با استفاده از ایجاد یک برنامه را دنبال خواهیم کرد. لازم به ذکر است که برخی از مطالب مورد اشاره در بخش های بعدی منتشر می گردد.

نوشتن یک برنامه ساده

نوشتن یک برنامه، شامل طراحی استراتژی حل مسئله و سپس استفاده از یک زبان برنامه نویسی در به کارگیری آن استراتژی می باشد. نخست اجازه دهید یک برنامه ساده برای محاسبه مساحت دایره را در نظر بگیریم. چطور باید برنامه ای بنویسیم که این مسئله را حل کند ؟ نوشتن برنامه شامل طراحی الگوریتم ها و سپس ترجمه آنها به دستورات برنامه نویسی یا کدها می باشد. زمانی که کدنویسی می کنید، زمانی است که در حال نوشتن برنامه هستید، در این زمان شما یک الگوریتم را به یک برنامه ترجمه می کنید. یک الگوریتم توضیحی از چگونگی حل مسئله از طریق لیست کارهایی است که باید انجام بگیرد و ترتیب انجام آنها را هم باید اضافه کرد. الگوریتم ها می توانند به برنامه نویسان کمک کنند که یک برنامه را پیش از آنکه با استفاده از یک زبان برنامه نویسی نوشته شوند، طرح ریزی نمایند. الگوریتم ها را می توان توسط یک زبان طبیعی و یا شبه کد (ترکیبی از زبان طبیعی و مقداری کدهای برنامه نویسی) بیان کرد. الگوریتم محاسبه مساحت یک دایره را می توان به شکل زیر بیان نمود:

1- گرفتن شعاع دایره از کاربر

2- محاسبه مساحت با استفاده از فرمول زیر:

مساحت دایره = شعاع * شعاع  * عدد پی

3- نمایش نتیجه

نکته

یک عادت خوب در برنامه نویسی آن است که برنامه خود را به شکل یک الگوریتم، پیش از شروع به کدنویسی، طرح ریزی کنید.

در مورد این مسئله، برنامه بایستی شعاع دایره را از ورودی بخواند، که کاربر از طریق، صفحه کلید آن را وارد می نماید. این کار دو مسئله مهم را مطرح می سازد:

■ خواندن شعاع دایره

■ ذخیره سازی شعاع دایره در برنامه

ابتدا به مسئله دوم می پردازیم (یعنی ذخیره سازی شعاع دایره در برنامه). مقدار شعاع دایره در حافظه کامپیوتر ذخیره سازی می گردد. برای دسترسی به آن، برنامه باید آن را در یک متغیر ذخیره سای کند. متغیر یا Variable نامی است که به مقدار ذخیره شده در حافظه کامپیوتر اشاره می کند. به جای استفاده از نام متغیرهایی همچون x و y از اسامی معنادارتری استفاده کنید. در این مورد به طور مثال می توانید از نام radius برای نام متغیری که به مقدار شعاع دایره اشاره داشته باشد استفاده کنید و از متغیر area برای ذخیره سازی مساحت دایره ای که دارای شعاع radius باشد، استفاده کنید. گام نخست درخواست از کاربر برای دریافت شعاع دایره مورد نظر می باشد. به زودی با روش دریافت اطلاعات از کاربر در زبان برنامه نویسی پایتون، آشنا خواهید شد. ابتدا برای آشنایی با روشی که متغیرها کار می کنند، می توانید ابتدا یک مقدار ثابت را به متغیر radius نسبت دهید. گام دوم محاسبه مساحت دایره از طریق نوشتن عبارت radius * radius * 3.14159 می باشد. در گام نهایی، برنامه باید مقدار محاسبه شده برای مساحت دایره را بر روی کنسول با استفاده از تابع Print پایتون نمایش دهد. برنامه کامل در زیر آورده شده است:

نکته: توجه داشته باشید که شماره های ابتدای هر خط شماره خط هستند و جز برنامه به حساب نمی آیند. موقع نوشتن برنامه بایستی از آنها صرف نظر نمود.

1 # Assign a value to radius
2 radius = 20 # radius is now 20 radius 20
3 # Compute area
4 area = radius * radius * 3.14159 area 1256.636
5 # Display results
6 print(“The area for the circle of radius”, radius, “is”, area)

با اجرای برنامه فوق، برنامه با احتساب شعاع 20، مساحت دایره را محاسبه و با استفاده از تابع پرینت، آن را بر روی کنسول نمایش می دهد. نتیجه اجرای برنامه فوق به صورت زیر می باشد:

The area for the circle of radius 20 is 1256.636

متغیرهایی همچون شعاع و مساحت به مقداری که در حافظه  RAM ذخیره سازی شده است اشاره می کند. هر متغیری دارای نامی است که به مقداری در حافظه ارجاع می دهد. به طوری که در کد فوق مشاهده می شود، در خط شماره 2 مقدار 20 به متغیر radius نسبت داده می شود.

radius = 20 این عبارت، مقدار 20 را به متغیری به نام radius در حافظه اختصاص می دهد. در نتیجه اکنون متغیر radius به مقدار 20 اشاره می کند. در قطعه کد فوق در خط 4 عبارت area = radius * radius * 3.14159 از مقداری که در متغیر radius قرار دارد برای محاسبه مساحت دایره و اختصاص نتیجه محاسبه به متغیری به نام area استفاده می کند. در نتیجه به محض اجرای این برنامه، در خط 2، متغیری به نام radius تعریف شده و مقدار 20 به آن اختصاص داده می شود در خط 4، متغیر دیگری به نام area ایجاد شده و با استفاده از مقداری که در متغیر radius در مرحله قبلی قرار داده شده، محاسبات مربوط به مساحت دایره انجام شده و نتیجه درون متغیر area قرار می گیرد. اکنون مقدار مربوط به مساحت دایره که از شعاع به دست آمده است در حافظه جاری قرار گرفته و مرجع شئی آن دارای شناسه ای به نام area می باشد. متدی در برنامه نویسی وجود دارد که مراحل اجرای برنامه درون یک جدول لیست می گردد و توضیحاتی در مورد هر مرحله داخل آن درج می گردد، به این متد روش ردگیری برنامه (Tracing a Program) گفته می شود. متد ردگیری برنامه برای فهم اینکه برنامه های کامپیوتری چطور کار می کنند، بسیار مؤثر و مفید است. همچنین این متد برای عیب یابی و رفع خطای برنامه ها نیز سودمند می باشد.

در صورتی که سابقه برنامه نویسی در زبان های برنامه نویسی دیگری همچون C++ را داشته باشید، می دانید که در این زبان ها بایستی نوع متغیر را هنگام اعلان متغیر تعریف کنید. به عنوان مثال هنگام تعریف متغیری به نام radius باید به شکل int radius = 20 ;  عمل کنید. اما در زبان برنامه نویسی پایتون روال به این شکل نیست و تعیین نوع داده به صورت دینامیک یا پویا انجام می گیرد. پایتون به صورت اتوماتیک، نوع داده را بر اساس مقادیری که در آن قرار داده می شود، تعیین می کند. در قطعه کد فوق دستور پرینت که در خط 6 مشاهده می شود، 4 آیتم را در کنسول چاپ می کند. با استفاده از دستور Print می توانید هر تعداد آیتمی را که بخواهید با استفاده از علامت کاما بر روی کنسول نمایش داده یا چاپ کنید.

print  (item_1 , item_2 , … item_n)

تهیه کارگاه تخصصی تحلیل داده های رستری در Python
برچسب ها:

مطالب زیر را حتما مطالعه کنید

چرا پنجره اتمسفری در علوم زمین دارای اهمیت است ؟

تصاویر ماهواره DigitalGlobe: ووردویو(Worldview)، ژئوآی(GeoEye) و آیکونوس (IKONOS)

راهنمای طبقه بندی نزدیکترین همسایه در e-Cognition

نقشه های کروپلت – مقدمه ای بر طبقه بندی داده

تصاویر چند طیفی (Multi-spectral) در مقایسه با تصاویر ابر طیفی (Hyper-spectral)

فتوگرافی هوایی (Aerial Photography) در مقابل ارتوفوتوگرافی (Orthophotography)

دیدگاهتان را بنویسید

Copy Protected by Chetan's WP-Copyprotect.

با عضویت در خبرنامه از آموزش های جدید رایگان در ایمیل خود مطلع شوید