احترف البرمجة بلغة البايثون

ماهي بايثون

بايثون هي لغة برمجة عالية المستوى وقابلة للتفسير (interpreted)، وتم تطويرها في أواخر الثمانينات من قبل غيدو فان روسوم (Guido van Rossum). وتعتبر بايثون لغة برمجة شائعة ومستخدمة على نطاق واسع في مختلف المجالات بما في ذلك تطوير الويب، وعلوم البيانات، والذكاء الاصطناعي، والأتمتة، وغيرها.

إليك بعض النقاط الرئيسية عن لغة بايثون:

سهولة التعلم: تعتبر بايثون من اللغات سهلة التعلم وفهمها. تستخدم بناء تراكيب الجمل فيها الإزاحة البصرية (Indentation) بدلاً من الأقواس أو العلامات التابعة، وهذا يجعل الكود أكثر قراءةً وفهمًا.

تعدد الاستخدامات: يمكن استخدام بايثون في مجموعة متنوعة من المجالات، بدءًا من تطوير البرمجيات العامة ومواقع الويب، وصولاً إلى التطبيقات العلمية والبيانات والذكاء الاصطناعي.

المجتمع القوي: تحظى بايثون بمجتمع نشط من المطورين حول العالم. يوجد العديد من المكتبات والأدوات المفتوحة المصدر المتاحة للمساعدة في تطوير التطبيقات بلغة بايثون.

قابلية التوسع: يمكن دمج بايثون مع لغات أخرى مثل C/C++ لزيادة أداء التطبيقات أو للوصول إلى المكتبات القائمة على لغات أخرى.

القراءة والكتابة السهلة: توفر بايثون مجموعة واسعة من المكتبات للتعامل مع القراءة والكتابة لمختلف أنواع الملفات مثل النصوص والبيانات المنظمة وملفات الصوت والصور.

متعدد المنصات: يمكن تشغيل برامج بايثون على مختلف الأنظمة التشغيلية مثل ويندوز، لينكس، ماك، وأنظمة تشغيل أخرى.

بايثون تمتاز بالبساطة والقوة، وتوفر بيئة تطوير مرنة وفعالة للمطورين. سواء كنت مبتدئًا في البرمجة أو مطورًا محترفًا، فإن بايثون قد تكون خيارًا جيدًا لتطوير تطبيقاتك.

واجهة المستخدم الرسومية (GUI)  و مكتبة Tkinter

Tkinter هي مكتبة بيثون القياسية لإنشاء واجهة المستخدم الرسومية (GUI) في تطبيقات السطح. توفر Tkinter مجموعة من الأدوات والعناصر الرسومية لإنشاء نوافذ البرامج والأزرار والمربعات والقوائم والنصوص وغيرها من العناصر الرسومية.

إليك نظرة عامة على استخدام Tkinter في إنشاء واجهة المستخدم الرسومية:

استيراد المكتبة: يجب استيراد مكتبة Tkinter في بداية البرنامج باستخدام الأمر التالي:

python

Copy code

import tkinter as tk

إنشاء نافذة رئيسية: يمكنك إنشاء نافذة رئيسية باستخدام الفئة Tk في Tkinter، كما يمكنك تعيين عنوان للنافذة وحجمها المطلوب:

python

Copy code

window = tk.Tk()

window.title(“My GUI”)

window.geometry(“400×300”)

إضافة عناصر واجهة المستخدم: يمكنك إضافة عناصر واجهة المستخدم مثل الأزرار والمربعات والقوائم باستخدام العناصر المتاحة في Tkinter. على سبيل المثال، لإضافة زر يمكن النقر عليه:

python

Copy code

button = tk.Button(window, text=”Click Me”)

button.pack()

التفاعل مع الأحداث: يمكنك ربط الدوال بالأحداث مثل النقر على زر معين باستخدام الدوال المناسبة في برنامجك. على سبيل المثال، يمكنك تعريف دالة للتعامل مع حدث النقر على الزر:

python

Copy code

def button_click():

    print(“Button clicked!”)

button = tk.Button(window, text=”Click Me”, command=button_click)

button.pack()

تشغيل البرنامج: يمكنك تشغيل البرنامج وعرض واجهة المستخدم باستخدام الدالة mainloop():

python

Copy code

window.mainloop()

هذه هي خطوات أساسية لإنشاء واجهة مستخدم رسومية باستخدام Tkinter. يمكنك استكشاف المزيد من العناصر والإمكانيات المتاحة في Tkinter من خلال الوثائق الرسمية للمكتبة.

مفهوم البرمجة الكائنية الموجهة (Object-Oriented Programming – OOP)

في بايثون، يمكنك تنفيذ مفهوم البرمجة الكائنية الموجهة (Object-Oriented Programming – OOP)، وهي منهجية برمجية تعتمد على تنظيم البرنامج حول الكائنات التي تتفاعل مع بعضها البعض من خلال إنشاء وتفاعل الكائنات وإرسال الرسائل بينها. يسمح لك البرمجة الكائنية بتنظيم البرامج بشكل منطقي وتجزئتها إلى أجزاء قابلة لإعادة الاستخدام وسهلة الصيانة.

فيما يلي بعض المفاهيم الأساسية في البرمجة الكائنية الموجهة بلغة بايثون:

الكائنات (Objects): الكائنات هي ممثلات للمفاهيم أو الأشياء في العالم الحقيقي. يمكن أن تكون لديها خصائص (متغيرات) وسلوك (دوال). يمكن إنشاء كائن من الصنف (الفصيلة) لاستخدام خصائصه ودواله.

الصنف (Class): الصنف هو قالب لإنشاء الكائنات. يحتوي على تعريفات المتغيرات والدوال التي تنطبق على الكائنات التي يتم إنشاؤها منه. يمكن اعتبار الصنف كنوع البيانات الجديد الذي تقوم بتعريفه.

التراث (Inheritance): يسمح لك التراث بإنشاء صنف جديد (صنف مشتق) من صنف موجود (صنف أساسي)، حيث يكتسب الصنف المشتق خصائص ودوال الصنف الأساسي. يسمح هذا بإعادة استخدام الكود وتوسيع الوظائف الموجودة.

الانتقال البوليمورفي (Polymorphism): يسمح لك الانتقال البوليمورفي بتعريف دوال بنفس الاسم في صنفين أو أكثر، ولكن بسلوك مختلف حسب الصنف الذي تم استدعاء الدالة منه. هذا يسمح لك بكتابة كود أكثر قابلية للتوسع والمرونة.

الشريحة (Instance): الشريحة هي كائن فردي مستنسخ من صنف معين. يمكن إنشاء عدة شرائح من الصنف الواحد ويمكن أن تكون لكل شريحة قيمة فريدة للمتغيرات الموجودة فيها.

التجميع (Composition): يسمح لك التجميع ببناء كائن أكبر من خلال تجميع كائنات أصغر. على سبيل المثال، يمكن أن يحتوي كائن السيارة على كائنات المحرك والعجلات والمقاعد.

هذه مجرد نظرة سريعة على المفاهيم الأساسية في البرمجة الكائنية الموجهة بلغة بايثون. يمكنك استخدام هذه المفاهيم لتنظيم البرامج الخاصة بك وتحقيق التفاعل بين الكائنات وتوسيع قدرات تطبيقاتك.

هياكل البيانات الافتراضية المدمجة في بايثون

بايثون توفر العديد من هياكل البيانات الافتراضية المدمجة التي تسهل تنظيم وتخزين البيانات. هناك عدة هياكل بيانات افتراضية في بايثون، ومن بينها:

قوائم (Lists): القوائم هي تسلسل قابل للتعديل من العناصر. يمكن تخزين القيم المختلفة مثل الأعداد والسلاسل والكائنات في القوائم. يمكن الوصول إلى العناصر بواسطة الفهرس ويمكن تعديلها.

تراكيب البيانات (Tuples): تشبه التراكيب البيانات القوائم، ولكنها لا تسمح بالتعديل بعد الإنشاء. بمعنى آخر، التراكيب البيانات تعتبر غير قابلة للتغيير (immutable).

قواميس (Dictionaries): القواميس هي هياكل بيانات تتكون من مفتاح (key) وقيمة (value) مرتبطة به. يمكن الوصول إلى القيم بواسطة المفاتيح، ويمكن تغيير القيم وإضافة مفاتيح جديدة.

مجموعات (Sets): المجموعات هي هياكل بيانات تخزن مجموعة فريدة من العناصر غير المتكررة. توفر المجموعات عمليات فرز ودمج واستبعاد العناصر.

صفوف الانتظار (Queues): صفوف الانتظار هي هياكل بيانات تتبع الترتيب الأولوية للعناصر. تستخدم في العمليات التي تعتمد على الإضافة والحذف في نفس الترتيب.

الكومة (Stacks): الكومة هي هيكل بيانات يعتمد على نمط Last-In-First-Out (LIFO)، حيث تتم إضافة وحذف العناصر من نفس الطرف.

هذه هي بعض هياكل البيانات الافتراضية في بايثون. يمكنك استخدام هذه الهياكل لتنظيم البيانات والعمل عليها بطرق مختلفة حسب احتياجاتك في البرنامج. كما يمكنك أيضًا إنشاء هياكل بيانات مخصصة خاصة بك باستخدام البرمجة الكائنية الموجهة للكائنات.

إنشاء تطبيق ويب باستخدام بايثون

إنشاء تطبيق ويب باستخدام بايثون يتطلب استخدام إطار عمل ويب. إطار العمل (Framework) هو مجموعة من الأدوات والمكتبات التي تسهل تطوير تطبيقات الويب بشكل سريع وفعال.

هناك العديد من إطارات العمل الشهيرة في بايثون التي يمكن استخدامها لتطوير تطبيقات الويب، ومنها:

Django: Django هو إطار عمل ويب شهير وقوي يوفر العديد من الميزات والأدوات لتطوير تطبيقات الويب بسهولة. يقدم دعمًا كبيرًا لإدارة قواعد البيانات والمستخدمين والمصادقة والأمان وغيرها. يعتبر Django مناسبًا لتطوير تطبيقات الويب الكبيرة والمعقدة.

Flask: Flask هو إطار عمل ويب خفيف الوزن ومرن يركز على البساطة والسهولة. يعتبر Flask مناسبًا لتطوير تطبيقات الويب الصغيرة إلى المتوسطة الحجم والمشاريع البسيطة. يمكن توسيع قدرات Flask باستخدام المكتبات والإضافات الإضافية.

Pyramid: Pyramid هو إطار عمل ويب قابل للتوسع والمرونة. يوفر أدوات وتقنيات لبناء تطبيقات الويب بأحجام ومعقولة ومتوسطة وكبيرة. يوفر Pyramid قابلية للتوسع ومرونة في اختيار المكتبات والأدوات المستخدمة.

Tornado: Tornado هو إطار عمل ويب ذو أداء عالٍ يعتمد على نمط غير متزامن. يستخدم Tornado تقنية البرمجة المتعددة الموضوعات (multithreading) ويدعم التعامل مع الاتصالات الشبكية في الوقت الحقيقي. يعتبر Tornado مناسبًا لتطبيقات الويب ذات الحمل العالي والأداء العالي.

هذه هي بعض الإطارات الشهيرة التي يمكن استخدامها في تطوير تطبيقات الويب باستخدام بايثون. يمكنك اختيار الإطار الذي يتناسب مع متطلبات مشروعك ومستوى الخبرة الخاص بك في التطوير.

تطوير برمجيات العميل والمزود (Client-Server) باستخدام بايثون

لتطوير برمجيات العميل والمزود (Client-Server) باستخدام بايثون، يمكنك استخدام عدد من المكتبات والأدوات المتاحة. فيما يلي بعض المكتبات الشائعة التي يمكن استخدامها:

Flask: Flask هو إطار عمل ويب خفيف الوزن يمكن استخدامه لبناء تطبيقات العميل والمزود. يمكنك استخدام Flask لبناء جزء العميل (Client) الذي يتفاعل مع الخادم (Server) الذي تقوم ببنائه. يمكن لـ Flask توفير النقاط النهائية (endpoints) للعميل للتفاعل مع الخادم.

Django: Django هو إطار عمل ويب شهير وقوي يمكن استخدامه لبناء تطبيقات العميل والمزود. يوفر Django العديد من الميزات المفيدة مثل إدارة قواعد البيانات والمصادقة والأمان. يمكنك استخدام Django لتطوير الجزء الخادم (Server) وتوفير API للتفاعل مع العميل.

Socket programming: يمكن استخدام مكتبة socket في بايثون لتنفيذ برمجة المقابس (Socket programming) لبناء تطبيقات العميل والمزود. تتيح لك هذه المكتبة إنشاء اتصالات شبكية بين العميل والخادم باستخدام بروتوكولات مثل TCP/IP أو UDP. يمكن تبادل البيانات بين العميل والخادم باستخدام مقابض المقابس (Socket handles).

Requests: مكتبة Requests تسهل إرسال طلبات HTTP من العميل إلى الخادم. يمكن استخدامها لإنشاء العميل الذي يتفاعل مع الخادم عبر طلبات GET و POST و PUT و DELETE وما إلى ذلك. توفر المكتبة واجهة برمجة التطبيق (API) سهلة الاستخدام لإرسال الطلبات واستقبال الاستجابات.

هذه بعض المكتبات والأدوات التي يمكن استخدامها لتطوير برمجيات العميل والمزود باستخدام بايثون. يجب اختيار المكتبة المناسبة بناءً على متطلبات مشروعك ومستوى خبرتك في البرمجة.

إدارة قواعد البيانات في بايثون

لإدارة قواعد البيانات في بايثون، يتوفر عدد من المكتبات والأدوات المفيدة. فيما يلي بعض المكتبات الشائعة لإدارة قواعد البيانات في بايثون:

SQLAlchemy: SQLAlchemy هي مكتبة قوية وشاملة توفر طرقًا متقدمة للتفاعل مع قواعد البيانات. تتيح لك SQLAlchemy إنشاء نماذج البيانات وإجراء الاستعلامات وتنفيذ عمليات قاعدة البيانات بشكل أكثر تنظيمًا وسهولة. تدعم SQLAlchemy العديد من أنواع قواعد البيانات المشهورة مثل PostgreSQL وMySQL وSQLite وغيرها.

psycopg2: psycopg2 هي مكتبة مفيدة للتفاعل مع قواعد البيانات PostgreSQL. توفر psycopg2 واجهة برمجة تطبيقات بسيطة وقوية لتنفيذ الاستعلامات وإدارة الاتصال بقاعدة البيانات وإجراء التعديلات واستعراض البيانات.

MySQL Connector/Python: MySQL Connector/Python هي مكتبة مخصصة للتفاعل مع قواعد البيانات MySQL. توفر واجهة سهلة الاستخدام للاتصال بقاعدة البيانات وتنفيذ الاستعلامات وإدارة البيانات.

SQLite3: SQLite3 هي مكتبة مدمجة في بايثون توفر واجهة للتفاعل مع قاعدة بيانات SQLite المحلية. تسمح لك SQLite3 بإنشاء قاعدة بيانات جديدة وتنفيذ الاستعلامات وإدارة البيانات بسهولة.

تعتبر هذه المكتبات مجرد بعض الأمثلة من بين العديد من المكتبات المتاحة في بايثون لإدارة قواعد البيانات. يجب اختيار المكتبة المناسبة بناءً على نوع قاعدة البيانات التي تستخدمها ومتطلبات مشروعك.

رابط تحميل الكتاب