آموزش ماژول های پایتون به طور کامل

آموزش ماژول های پایتون

امروزه زبان برنامه نویسی پایتون به یکی از محبوب ترین زبان ها تبدیل شده است. وقتی ما کدهای پروژه ها را می نویسیم، آنچه اتفاق می افتد این است که، اندازه کد پایتون افزایش می یابد و در نتیجه به احتمال زیاد در طول زمان سازماندهی، نگهداری و اشکال زدایی کد را دشوار می کند. در آموزش ماژول های پایتون ، ما یاد می گیریم که چگونه این موضوع را حل و فصل کنیم.
بنابراین، برای حل این نوع مشکلات، ماژول های پایتون به ما کمک می کنند تا با استفاده از فایل ها و پوشه ها، محتوا را سازماندهی و گروه بندی کنیم.
موضوعاتی که در این مقاله قصد داریم به آنها بپردازیم به شرح زیر است:

• ماژول های پایتون چیست؟
• چگونه ماژول های پایتون ایجاد کنیم؟
• چگونه از ماژول های پایتون استفاده کنیم؟
• چگونه می توانیم متغیرها را در ماژول های پایتون معرفی کنیم؟
• چگونه یک ماژول پایتون را تغییر نام دهیم؟
• چگونگی فقط برخی از قطعات را از یک ماژول وارد کنیم ؟
• مزایای استفاده از ماژول ها در پایتون چیست؟
• کار با ماژول های داخلی در پایتون - ماژول ریاضی و آمار.

ماژول های پایتون چیست؟

در پایتون، ماژول‌ها به سادگی فایل‌هایی با پسوند «.py» که حاوی کد پایتون هستند و می توانند در تمام برنامه های پایتون وارد شوند.
به زبان ساده، ما می توانیم یک ماژول را همان کتابخانه کد یا فایلی در نظر بگیریم که شامل مجموعه‌ای از توابع است که می خواهیم در برنامه خود قرار دهیم.
با کمک ماژول ها می توانیم توابع مرتبط، کلاس ها یا هر بلوک کدی را در همان فایل سازماندهی کنیم. بنابراین، تقسیم بلوک های بزرگ کد پایتون به ماژول هایی که حداکثر 300 تا 400 خط کد دارند، باعث راحتی کار ما می شود.
ماژول شامل اجزای زیر است:

• تعاریف و پیاده سازی کلاس ها
• متغیرها
• توابعی که می توانند در داخل برنامه دیگری استفاده شوند.
بیایید سعی کنیم با کمک یک مثال، درک بیشتری از مفهوم به دست آوریم:
فرض کنید می خواهیم یک برنامه برای ماشین حساب بسازیم. ما می خواهیم چند عملیات مانند جمع، تفریق، ضرب، تقسیم و غیره را در برنامه خود قرار دهیم.

اکنون، در اینجا کاری که ما انجام خواهیم داد این است که کد کامل را به قسمت های جداگانه تقسیم کنیم و به سادگی یک ماژول برای همه این عملیات ها یا ماژول های جداگانه برای هر یک از عملیات ایجاد کنیم. و سپس می توانیم این ماژول ها را در منطق برنامه اصلی خود فراخوانی کنیم.
در اینجا ایده اصلی این است که کدها را به حداقل برسانیم، و اگر ماژول ایجاد کنیم، به این معنی نیست که می توانیم آن را فقط برای این برنامه استفاده کنیم، بلکه حتی می توانیم این ماژول ها را برای برنامه های دیگر نیز فراخوانی کنیم.
حالا که مفهوم ماژول ها را فهمیدیم، اجازه دهید ببینیم؛ چگونه می توانیم یک ماژول را در پایتون ایجاد کرده و استفاده کنیم. همچنین برخی از عملکردهای دیگر مرتبط با ماژول ها را مشاهده خواهیم کرد.
آموزش مرتبط : آموزش مقدماتی پایتون

چگونه ماژول های پایتون ایجاد کنیم؟

برای ایجاد یک ماژول، باید کد مورد نظر را در فایلی با پسوند فایل “py.” ذخیره کنیم. سپس نام فایل پایتون به نام ماژول تبدیل می شود.
مثلا، در این برنامه تابعی با نام "welcome" ایجاد می شود و این فایل را با نام mymodule.py یعنی نام فایل و با پسوند "py." ذخیره می کند.
کد زیر را در فایلی به نام mymodule.py ذخیره می کنیم:

def welcome(name):
print(&quotHello, &quot + name +&quot to AcademY IT&quot)

چگونه از ماژول های پایتون استفاده کنیم؟

برای گنجاندن ماژول در برنامه خود، از کلمه کلیدی import استفاده می کنیم و برای دریافت چند روش یا عملکرد خاص از یک ماژول، از کلمه کلیدی from استفاده می کنیم.
توجه داشته باشید که وقتی از یک تابع ماژولار استفاده می کنیم، از ترکیب زیر استفاده می شود:

module_name.function_name

اکنون برای استفاده از ماژولی که به تازگی ایجاد کرده ایم، از دستور import استفاده می کنیم:
مثلا، در این مثال، ماژول به نام mymodule را Import می کنیم و سپس تابع Welcome را با یک آرگومان داده شده فراخوانی می کنیم:

import mymodule
mymodule.welcome(&quotAlireza Soheili&quot)

خروجی:

Hello, Alireza Soheili to Academy IT

متغیرها در ماژول های پایتون

ماژول می تواند دارای توابع باشد، همچنین می تواند شامل متغیرهایی از همه نوع مانند آرایه ها، دیکشنری ها، object (اشیاء) و غیره باشد.
مثلا، این کد را در فایل mymodule.py ذخیره می کنیم:

person1 = {
&quotname&quot: &quotAlireza Soheili&quot,
&quotage&quot: 19,
&quotcountry&quot: &quotIran&quot
&quoteducation”: “Academy IT&quot
}

مثلا، در این مثال، ماژول به نام mymodule را وارد می کنیم و سپس سعی می کنیم به اجزای فرهنگ لغت person1 دسترسی پیدا کنیم:

import mymodule
a = mymodule.person1[&quotage&quot]
b = mymodule.person1[&quoteducation&quot]
c = mymodule.person1[&quotcountry&quot]
print(a)

خروجی:
19

چگونه یک ماژول پایتون را تغییر نام دهیم؟

ما می توانیم نام فایل ماژول را هر طور که دوست دارید نامگذاری کنیم، اما باید توجه داشته باشیم که باید پسوند فایل "py." داشته باشد.برای تغییر نام ماژول، هنگام وارد کردن یک ماژول، با کمک کلمه کلیدی as، می توانیم یک نام مستعار ایجاد کنیم:
مثلا، یک نام مستعار برای mymodule با نام new_module ایجاد می کنیم:

import mymodule as new_module
a = new_module.person1[&quotage&quot]
b = new_module.person1[&quoteducation&quot]
c = new_module.person1[&quotcountry&quot]
print(a)

خروجی:
19

همچنین بخوانید : آموزش حلقه for در پایتون

چگونگی فقط برخی از قطعات را از یک ماژول وارد کنیم ؟

اگر بخواهیم فقط برخی از قطعات را از یک ماژول وارد کنیم، می توانیم این کار را با کمک کلمه کلیدی from انجام دهیم.
مثلا، اکنون ما یک ماژول به نام mymodule داریم که یک تابع و یک فرهنگ لغت دارد:

def welcome(name):
print(&quotHello, &quot + name +&quot to Analytics Vidhya&quot)
person1 = {
&quotname&quot: &quotAlireza Soheili&quot,
&quotage&quot: 19,
&quotcountry&quot: &quotIran&quot
&quoteducation”: “Academy IT&quot
}

اکنون، بیایید سعی کنیم فقط فرهنگ لغت person1 را از ماژولی به نام mymodule وارد کنیم:

from mymodule import person1
print (person1[&quotage&quot])

خروجی:
19

در اینجا باید توجه داشته باشیم که وقتی می خواهیم با استفاده از کلمه کلیدی from اطلاعاتی وارد کنیم، هنگام ارجاع به عناصر در ماژول از نام ماژول استفاده نکنیم.
مثلا، از person1[“age”] استفاده کنید، نه mymodule.person1[“age”]

مزایای ماژول ها

برخی از مزایای کار با ماژول ها در پایتون به شرح زیر است:
• قابلیت استفاده مجدد: کار با ماژول ها باعث می شود که کد قابل استفاده مجدد باشد.
• سادگی: ماژول به جای تمرکز بر کل مشکل، بر بخش کوچکی از مشکل تمرکز می کند.
• محدوده: یک فضای نام جداگانه توسط یک ماژول تعریف می شود که به جلوگیری از برخورد بین شناسه ها کمک می کند.

ماژول های داخلی پایتون

همانطور که می دانیم پوسته تعاملی پایتون دارای تعدادی توابع داخلی است. به عنوان شروع پوسته، این توابع به طور خودکار بارگیری می شوند و همیشه در دسترس هستند، مانند:
Print() و input() برای I/O
توابع تبدیل اعداد مانند int()، float()، complex()
تبدیل نوع داده مانند list()، tuple()، set() و غیره.

علاوه بر این بسیاری از توابع داخلی، تعداد زیادی توابع از پیش تعریف شده نیز به عنوان بخشی از کتابخانه های همراه با توزیع های پایتون موجود است. این توابع در ماژول هایی تعریف می شوند که به عنوان ماژول های داخلی شناخته می شوند.
این ماژول های داخلی به زبان C نوشته شده و با پوسته پایتون ادغام شده اند.
برای نمایش لیستی از تمام ماژول های موجود در زبان برنامه نویسی پایتون، می توانیم از دستور زیر در کنسول پایتون استفاده کنیم:

help('modules')

اکنون، اجازه دهید در مورد برخی از ماژول‌های داخلی مفید و پرکاربرد پایتون صحبت کنیم.
• ماژول ریاضی
• ماژول آمار
• کار با ماژول ریاضی پایتون
برخی از محبوب ترین توابع ریاضی که در ماژول ریاضی تعریف شده اند عبارتند از:
• توابع مثلثاتی
• توابع نمایندگی
• توابع لگاریتمی
• توابع تبدیل زاویه و غیره
علاوه بر این، دو ثابت ریاضی pi و e نیز در این ماژول تعریف شده اند.
در ریاضیات، پی یک ثابت ریاضی شناخته شده است. مقدار آن 3.141592653589793 است.

>>> import math
>>> math.pi
3.141592653589793

یکی دیگر از ثابت های ریاضی معروف، e است که به عدد اویلر معروف است. مقدار آن برابر با 2.718281828459045 است.

>>> import math
>>> math.e
2.718281828459045

نسبت های مثلثاتی

برای محاسبه نسبت های مختلف مثلثاتی برای یک زاویه معین، ماژول ریاضی شامل چندین تابع است. توابع مثلثاتی مانند sin، cos، tan و غیره آرگومان زاویه را بر حسب رادیان می گیرند. در حالی که عادت داریم زاویه را به درجه بیان کنیم. در ماژول ریاضی دو تابع تبدیل زاویه داریم که به ما کمک می کند زاویه را از درجه به رادیان و بالعکس تبدیل کنیم:
مثلا، در این مثال، زاویه 30 درجه را به رادیان و سپس دوباره به درجه تبدیل می کنیم.

Degrees()
Radians()
>>> import math
>>> math.radians(30)
0.5235987755982988
>>> math.degrees(math.pi/6)
29.999999999999996

مثلا، در این مثال مقدار نسبت sin، cos و tan برای زاویه 30 درجه که بر حسب رادیان برابر با 0.5235987755982988 رادیان است را خواهیم یافت. به مثال زیر توجه کنید:

>>> import math
>>> math.sin(0.5235987755982988)
0.49999999999999994
>>> math.cos(0.5235987755982988)
0.8660254037844387
>>> math.tan(0.5235987755982988)
0.5773502691896257

همچنین می توانید برخی از توابع دیگر ماژول ریاضی مانند math.log()، math.log10()، math.pow() را امتحان کنید. و math.sqrt()، math.exp()، math.ceil()، math.floor() و غیره.

کار با ماژول آمار پایتون

ماژول آمار توابعی را برای آمار ریاضی داده های عددی فراهم می کند. برخی از توابع آماری محبوب در این ماژول به شرح زیر تعریف شده اند:
Mean
Median
Mode
Standard Deviation
Mean
متد mean() میانگین حسابی اعداد موجود در یک لیست را بر می گرداند:

>>> import statistics
>>> statistics.mean([2,5,6,9])
5.5

متد ()median مقدار وسط داده های عددی موجود در یک لیست را بر می گرداند:

>>> import statistics
>>> statistics.median([1,2,3,7,8,9])
5.0
>>> statistics.median([1,2,3,8,9])
3.0

متد mode() یا همان مد، رایج ترین نقطه داده موجود در لیست را بر می گرداند:

>>> import statistics
>>> statistics.mode([2,5,3,2,8,3,9,4,2,5,6])
2

متد stdev() انحراف استاندارد را در یک نمونه داده شده در قالب یک لیست بر می گرداند:

>>> import statistics
>>> statistics.stdev([1,1.5,2,2.5,3,3.5,4,4.5,5])
1.3693063937629153

خلاصه:

ماژول های دیگری نیز در پایتون وجود دارد، اما در آموزش ماژول های پایتون، ما فقط به چندین ماژول مهم و پرکاربرد اشاره کردیم؛ تا بفهمیم مفهوم ماژول چیست و ماژول ها در پایتون چگونه کار می کنند. اکنون شما می توانید به طور مشابه از ماژول های داخلی پایتون نیز استفاده کنید و کاربرد آن ها را ببینید.
امیدوارم از مقاله لذت برده باشید. اگر دوست داشتید می توانید این مطلب را با دوستان خود نیز به اشتراک بگذارید. اگر سوالی دارید یا می خواهید نظرات خود را با ما به اشتراک بگذارید با کمال میل منتظر نظرات شما هستیم.