برنامه اعداد اول کوچکتر از n در پایتون (تابع تشخیص عدد اول)
پایتون یکی از محبوب‌ترین زبان‌های برنامه‌نویسی در دنیای امروز است که به دلیل سادگی و قابلیت‌های متعددش، به سرعت جایگاه ویژه‌ای در بین توسعه‌دهندگان پیدا کرده است. این زبان برای افراد مبتدی بسیار مناسب است زیرا نحو (syntax) ساده و قابل فهمی دارد. علاوه بر این، پایتون دارای کتابخانه‌های گسترده‌ای است که به توسعه‌دهندگان این امکان را می‌دهد تا برنامه‌های پیچیده‌ای را به سادگی پیاده‌سازی کنند. در این مقاله، به بررسی مفاهیم پایه‌ای پایتون می‌پردازیم و هر یک از این مفاهیم را به تفصیل شرح می‌دهیم.
مفاهیم پایه
متغیرها (Variables)
متغیرها در پایتون برای ذخیره داده‌ها با انواع مختلف استفاده می‌شوند. متغیرها می‌توانند انواع داده‌های مختلفی مانند عدد صحیح (integer)، عدد اعشاری (float)، رشته (string)، و بولین (boolean) را در خود نگه دارند. در پایتون نیازی به اعلام نوع متغیر نیست و با توجه به مقداری که به متغیر اختصاص می‌دهید، نوع آن مشخص می‌شود.
دانلود 4 بهترین جزوه PDF آموزش برنامه نویسی پایتون
مثال:
x = 10 # عدد صحیح
y = 3.14 # عدد اعشاری
name = "John" # رشته
is_active = True # بولین
انواع داده (Data Types)
پایتون دارای انواع داده مختلفی است که هر کدام کاربردهای خاص خود را دارند. مهم‌ترین انواع داده در پایتون عبارتند از:
- عدد صحیح (int): برای ذخیره اعداد بدون قسمت اعشاری.
- عدد اعشاری (float): برای ذخیره اعداد با قسمت اعشاری.
- رشته (string): برای ذخیره متن.
- بولین (boolean): برای ذخیره مقادیر صحیح و غلط (True و False).
حتما بخوانید: پایتون چیست؟ 8 کاربرد اصلی و پاسخ به سوالات رایج
مثال:
a = 5 # int
b = 3.14 # float
c = "Hello" # string
d = False # boolean
عملگرها (Operators)
عملگرها برای انجام عملیات مختلف روی داده‌ها استفاده می‌شوند. در پایتون، عملگرها به چند دسته تقسیم می‌شوند:
- عملگرهای ریاضی: شامل جمع (`+`)، تفریق (`-`)، ضرب (`)، تقسیم (`/`)، تقسیم صحیح (`//`)، باقیمانده (`%`) و توان (`).
- عملگرهای مقایسه‌ای: شامل برابر (`==`)، نابرابر (`!=`)، بزرگتر (`>`)، کوچکتر (`<`)، بزرگتر یا مساوی (`>=`)، و کوچکتر یا مساوی (`<=`).
- عملگرهای منطقی: شامل و (`and`)، یا (`or`)، و نقیض (`not`).
دانلود کنید: آموزش صفر تا صد برنامه نویسی پایتون (فیلم فارسی+ جزوه pdf)
مثال:
عملگرهای ریاضی
x = 10y = 3print(x + y) # جمعprint(x - y) # تفریقprint(x * y) # ضربprint(x / y) # تقسیمprint(x // y) # تقسیم صحیحprint(x % y) # باقیماندهprint(x ** y) # توان
عملگرهای مقایسه‌ای
print(x == y) # برابرprint(x != y) # نابرابرprint(x > y) # بزرگترprint(x < y) # کوچکترprint(x >= y) # بزرگتر یا مساویprint(x <= y) # کوچکتر یا مساویعملگرهای منطقی
a = Trueb = Falseprint(a and b) # وprint(a or b) # یاprint(not a) # نقیضساختارهای کنترلی (Control Flow)
ساختارهای کنترلی در پایتون برای کنترل جریان اجرای برنامه استفاده می‌شوند. این ساختارها شامل دستورات شرطی (`if`، `else`، `elif`) و حلقه‌ها (`for`، `while`) هستند.
حتما بخوانید: طراحی وبسایت با پایتون (۵ مرحله اصلی)
مثال:
دستورات شرطی
x = 10if x > 0: print("x مثبت است")elif x == 0: print("x برابر صفر است")else: print("x منفی است")
حلقه for
for i in range(5): print(i)
حلقه while
count = 0while count < 5: print(count) count += 1توابع (Functions)
توابع در پایتون برای تجزیه برنامه به بخش‌های کوچکتر و قابل استفاده مجدد استفاده می‌شوند. توابع با استفاده از کلمه کلیدی `def` تعریف می‌شوند و می‌توانند مقادیر ورودی (آرگومان‌ها) و خروجی (بازگشتی) داشته باشند.
همه زبان های برنامه نویسی در اینجا آموزش داده شده اند
مثال:
def greet(name): return "سلام، " + name message = greet("علی")print(message)ماژول‌ها (Modules)
ماژول‌ها در پایتون برای سازماندهی کد و استفاده مجدد از کدهای نوشته شده توسط دیگران یا کتابخانه‌های استاندارد پایتون استفاده می‌شوند. ماژول‌ها با استفاده از کلمه کلیدی `import` وارد برنامه می‌شوند.
مثال:
import math print(math.sqrt(16))print(math.pi)شی‌گرایی (Object-Oriented Programming)
شی‌گرایی یک روش برای سازماندهی کد به صورت اشیاء با ویژگی‌ها و رفتارهای خاص است. در پایتون، کلاس‌ها برای تعریف اشیاء استفاده می‌شوند.
مثال:
class Dog: def __init__(self, name, age): self.name = name self.age = age def bark(self): return "Woof!" dog1 = Dog("Buddy", 3)print(dog1.name)print(dog1.bark())پیاده‌سازی الگوریتم اعداد اول کوچکتر از n
یکی از مفاهیمی که در برنامه‌نویسی پایتون می‌توان به آن پرداخت، پیاده‌سازی الگوریتم‌های مختلف است. یکی از این الگوریتم‌ها، الگوریتم غربال اراتوستن برای یافتن اعداد اول کوچکتر از یک عدد معین است. در این بخش، پیاده‌سازی این الگوریتم را با استفاده از مفاهیمی که در بالا توضیح داده شد، بررسی می‌کنیم.
پیاده‌سازی الگوریتم غربال اراتوستن
الگوریتم غربال اراتوستن یکی از کارآمدترین روش‌ها برای پیدا کردن تمامی اعداد اول کمتر از یک عدد معین است. این الگوریتم به شرح زیر عمل می‌کند:
- یک لیست به طول n ایجاد می‌کند و تمام عناصر آن را برابر `True` قرار می‌دهد (این لیست نشان‌دهنده این است که آیا یک عدد اول است یا خیر).
- از عدد 2 شروع می‌کند و برای هر عددی که هنوز به عنوان عدد اول شناسایی نشده است، تمام مضرب‌های آن را به عنوان عدد غیراول علامت‌گذاری می‌کند.
- در نهایت، تمامی اعداد باقیمانده که هنوز به عنوان عدد اول شناخته می‌شوند را در لیستی قرار می‌دهد و بازمی‌گرداند.
مثال:
def sieve_of_eratosthenes(n):
primes = [True] * n
p = 2
while p ** 2 <= n:
if primes[p]:
for i in range(p ** 2, n, p):
primes[i] = False
p += 1
prime_numbers = [p for p in range(2, n) if primes[p]]
return prime_numbers
n = 100 # مثال: یافتن اعداد اول کوچکتر از 100
prime_numbers = sieve_of_eratosthenes(n)
print(prime_numbers)
این کد به صورت زیر عمل می‌کند:
- یک لیست به طول n ایجاد می‌کند و تمام عناصر آن را برابر `True` قرار می‌دهد.
- از عدد 2 شروع می‌کند و برای هر عددی که هنوز به عنوان عدد اول شناسایی نشده است، تمام مضرب‌های آن را به عنوان عدد غیراول علامت‌گذاری می‌کند.
- در نهایت، تمامی اعداد باقیمانده که هنوز به عنوان عدد اول شناخته می‌شوند را در لیستی قرار می‌دهد و بازمی‌گرداند.
اینا رو بلد باش: ۲۰ نکته کدنویسی پایتون و ترفندهایی که نمی دانید
نتیجه‌گیری
در این مقاله، به بررسی مفاهیم پایه‌ای پایتون پرداخته شد. مفاهیمی مانند متغیرها، انواع داده، عملگرها، ساختارهای کنترلی، توابع، ماژول‌ها و شی‌گرایی به تفصیل توضیح داده شدند. همچنین، پیاده‌سازی الگوریتم غربال اراتوستن برای یافتن اعداد اول کوچکتر از یک عدد معین به عنوان مثالی از کاربرد این مفاهیم در برنامه‌نویسی پایتون ارائه شد. با درک این مفاهیم، شما می‌توانید برنامه‌های پیچیده‌تری را با استفاده از پایتون پیاده‌سازی کنید و از قدرت و سادگی این زبان بهره‌مند شوید.
