5 موقعیت شغل برای برنامه نویسان پایتون

 

پایتون

 

آیا به یادگیری پایتون فکر می کنید؟ آیا دوست دارید بدانید که آیا صدها ساعت سرمایه گذاری در هفته برای آموزش پایتون ارزشش را دارد؟ چند فرصت شغلی نیاز به برنامه نویس پایتون دارد؟ برای تبدیل شدن به یک برنامه نویس با رتبه برتر باید از پایتون به تنهایی استفاده کنم؟

1. توسعه دهنده پایتون

توسعه‌دهنده پایتون بودن یکی از بهترین انتخاب‌های شغلی برای افرادی است که ساعات طولانی را روی تمرین زبان برنامه‌نویسی سرمایه‌گذاری می‌کنند. از آنجایی که ارزش یکپارچه سازی فناوری چند سال پیش افزایش یافت، ارتقای موقعیت یک توسعه دهنده پایتون در سازمان ها تقریباً اجتناب ناپذیر است. شرکت‌ها مشاغلی دارند که به راحتی در دسترس توسعه‌دهندگان پایتون هستند تا توسعه front-endو back-end خود را به‌روز نگه دارند.

برنامه نویسی پایتون به شما شغلی را می دهد که مسئول بهینه سازی الگوریتم های داده است و عمدتاً ویژگی های بک اند و فرانت را از ابتدا ایجاد می کند. توسعه دهندگان پایتون مهارت حل مشکلات اصلی تجزیه و تحلیل داده ها و مدیریت امنیت داده ها را دارند. با مهارت های برنامه نویسی برجسته با استفاده از پایتون، می توانید سرپرست تیمی از توسعه دهندگان فرانت اند باشید.

2. مهندس نرم افزار

به عنوان یک توسعه دهنده باتجربه پایتون، همچنین می توانید دامنه عملیات خود را گسترش دهید تا فرصت های بیشتری در مهندسی نرم افزار بدست آورید. البته، شما باید در استفاده از سایر سیستم عامل ها و زبان های برنامه نویسی تطبیق پذیری بیشتری داشته باشید. با این حال، دانش گسترده زمانی که مجبور به نظارت بر پروژه‌ها با آزمایش و اشکال‌زدایی کدها باشید، جواب می‌دهد. برای مکان یابی و رفع اشکالات کدها باید اسکریپت های پایتون را بدانید.

3. دانشمند داده

بیشتر، دانشمندان داده بر روی تجزیه و تحلیل داده های ساختاریافته و بدون ساختار کار می کنند. امروزه، با این حال، دانش در آمار، علوم کامپیوتر و ریاضیات به کمک به یک پروفایل با ارزش کمک می کند. دانشمندان داده در سازمان‌هایی مشاغلی دارند که نیازمند استخراج، تجزیه و تحلیل و پردازش داده‌ها برای طراحی مدل‌های ساختاریافته برای دستیابی به برنامه‌های عملی هستند. آنها همچنین به تنظیم داده ها برای برنامه های یادگیری ماشین کمک می کنند.

شغل پایتون در علم داده نیاز به درک صحیح مدیریت داده برای استفاده دقیق از ویژگی های گسترده پایتون دارد. تنها در دهه گذشته، تقاضا برای دانشمندان داده فراتر از یک شک منطقی افزایش یافته است. حرفه ای بودن در استفاده از پایتون امروز می تواند شما را به عنوان بخشی از پردرآمدترین دانشمندان داده در جهان رتبه بندی کند. برای آموزش پایتون و دریافت متوسط حقوق 130000 دلار دیر نیست.

4. تحلیلگر داده

همه چیز برای خواندن، تماشا و گوش دادن در اینترنت بر اساس داده است. چه اطلاعاتی را در هر مقیاسی در اینترنت ایجاد یا مصرف کنید، داده ها به صورت یکپارچه جمع آوری و ذخیره می شوند. یک کارشناس داده روی جمع‌بندی داده‌ها از طریق اینترنت کار می‌کند تا الگو و معنا را رمزگشایی کند. سپس این اطلاعات به نفع شرکت ها در ایجاد محتوای کاربرپسندتر از خدمات استفاده می شود.

زبان برنامه نویسی پایتون ویژگی های تحلیلی و گزارش دهی بسیار خوبی را ارائه می دهد که تجزیه و تحلیل داده ها را با کمی تلاش امکان پذیر می کند. پلتفرم برنامه نویسی به راحتی الگوهای داده، گرایش ها و نقاط جستجو را در اینترنت پیدا می کند و گزارش واضحی از اطلاعات ارائه می دهد. آنها در تمام صنایع، از جمله مالی، بانکداری، مراقبت های بهداشتی، خودرو، فروشگاه های خرده فروشی و ... کار می کنند. مهارت های تحلیلی شما به عنوان یک توسعه دهنده پایتون باعث می شود خدمات شما در مشاغل مختلف مورد توجه قرار گیرد.

5. مهندس یادگیری ماشین (machine learning)

یکی دیگر از توضیحات شغلی پرتقاضای پایتون در دنیای فناوری امروز، تغذیه داده ها به ماشین ها است. ما اکنون ماشین‌هایی داریم که این دانش را برای ایجاد دستاوردهای به ظاهر غیرممکن با نتایج اثبات شده، یاد گرفته و به کار می‌برند. ماشین بر اساس آماری که بیشتر کامپایل شده و توسط یک برنامه نویس پایتون به سیستم داده می شود، پیشرفت می کند. وب سایت های پیشرو مانند فیس بوک، نتفلیکس و آمازون با استفاده از ماشین لرنینگ کار می کنند.

همه محصولات IoT (اینترنت اشیا) از هوش مصنوعی برای ارائه نتایج خارق العاده ای که امروزه می بینیم استفاده می کنند. هوش مصنوعی جنبه ای از یادگیری ماشین است که به سیستم اجازه می دهد تا داده های عجیب و غریب کاربر را برای تجربه کاربری بهتر جمع آوری کند. ویژگی های تحلیلی پایتون در اتوماسیون داده، پلتفرم برنامه نویسی را به ابزاری عالی برای ترکیب داده ها در ماشین ها تبدیل می کند. این مورد به طور ایده آل یکی از موثرترین ابزار برای پیاده سازی علم داده است.

تجزیه و تحلیل پتانسیل AlphaFoldدر کشف دارو

 

ماشین لرنینگ

 

مطالعه نشان می‌دهد مدل‌های رایانه‌ای که فعل و انفعالات مولکولی را پیش‌بینی می‌کنند، قبل از اینکه بتوانند مکانیسم‌های اثر دارو را شناسایی کنند، نیاز به بهبود دارند. در طول چند دهه گذشته، آنتی بیوتیک های جدید بسیار کمی توسعه یافته اند، عمدتاً به این دلیل که روش های فعلی برای غربالگری داروهای بالقوه بسیار گران و زمان بر هستند. یک استراتژی جدید امیدوارکننده استفاده از مدل‌های محاسباتی است که راه بالقوه سریع‌تر و ارزان‌تری برای شناسایی داروهای جدید ارائه می‌دهد.

یک مطالعه جدید از MIT پتانسیل و محدودیت های یکی از این روش های محاسباتی را نشان می دهد. با استفاده از ساختارهای پروتئینی تولید شده توسط یک برنامه هوش مصنوعی به نام AlphaFold، محققان بررسی کردند که آیا مدل‌های موجود می‌توانند به دقت تعامل بین پروتئین‌های باکتریایی و ترکیبات ضد باکتریایی را پیش‌بینی کنند. اگر چنین است، آنگاه محققان می‌توانند از این نوع مدل‌سازی برای انجام نمایشگرهایی در مقیاس بزرگ برای ترکیبات جدیدی که پروتئین‌های قبلاً هدف‌گذاری نشده بودند، استفاده کنند. این امر توسعه آنتی‌بیوتیک‌هایی را با مکانیسم‌های اثر بی‌سابقه‌ای امکان‌پذیر می‌کند.

با این حال، محققان به رهبری جیمز کالینز، پروفسور ترمیر مهندسی پزشکی و علوم در موسسه مهندسی و علوم پزشکی MIT (IMES)و دپارتمان مهندسی بیولوژیک دریافتند که این مدل‌های موجود برای این منظور عملکرد خوبی ندارند.

کالینز می‌گوید: «پیش‌رفت‌هایی مانند AlphaFoldدر حال گسترش امکانات برای تلاش‌های کشف داروی سیلیکونی است، اما این پیشرفت‌ها باید با پیشرفت‌های اضافی در جنبه‌های دیگر مدل‌سازی که بخشی از تلاش‌های کشف دارو هستند همراه شود. "مطالعه ما هم از توانایی های فعلی و هم محدودیت های فعلی پلت فرم های محاسباتی برای کشف دارو صحبت می کند."

در مطالعه جدید خود، محققان توانستند عملکرد این نوع مدل‌ها را که به شبیه‌سازی اتصال مولکولی معروف هستند، با استفاده از تکنیک‌های یادگیری ماشینی برای اصلاح نتایج بهبود بخشند. به گفته محققان، با این حال، برای استفاده کامل از ساختارهای پروتئینی ارائه شده توسط AlphaFold، بهبود بیشتری لازم است.

برهمکنش های مولکولی

مطالعه جدید بخشی از تلاشی است که اخیرا توسط آزمایشگاه کالینز به نام پروژه آنتی بیوتیک-AI راه اندازی شده است که هدف آن استفاده از هوش مصنوعی برای کشف و طراحی آنتی بیوتیک های جدید است.

AlphaFold، یک نرم افزار هوش مصنوعی توسعه یافته توسط DeepMind و Google، ساختارهای پروتئینی را از توالی اسید آمینه آنها به طور دقیق پیش بینی کرده است. این فناوری در میان محققانی که به دنبال آنتی‌بیوتیک‌های جدید هستند، هیجان ایجاد کرده است و امیدوارند بتوانند از ساختارهای AlphaFold برای یافتن داروهایی که به پروتئین‌های باکتریایی خاص متصل می‌شوند، استفاده کنند.

برای آزمایش امکان سنجی این استراتژی، کالینز و دانشجویانش تصمیم گرفتند برهمکنش 296 پروتئین ضروری از E. coliرا با 218 ترکیب ضد باکتریایی از جمله آنتی بیوتیک هایی مانند تتراسایکلین ها مطالعه کنند.

محققان نحوه تعامل این ترکیبات با پروتئین های E. coliرا با استفاده از شبیه سازی های اتصال مولکولی تجزیه و تحلیل کردند، که پیش بینی می کند دو مولکول بر اساس شکل ها و خواص فیزیکی چقدر به یکدیگر متصل می شوند.

این نوع شبیه‌سازی با موفقیت در مطالعاتی که تعداد زیادی از ترکیبات را در برابر یک هدف پروتئینی غربال می‌کنند، برای شناسایی ترکیباتی که بهترین اتصال را دارند، استفاده شده است. اما در این مورد، جایی که محققان سعی داشتند بسیاری از ترکیبات را در برابر بسیاری از اهداف بالقوه غربال کنند، پیش‌بینی‌ها از دقت کمتری برخوردار بودند.

با مقایسه پیش‌بینی‌های تولید شده توسط این مدل با برهم‌کنش‌های واقعی برای 12 پروتئین ضروری، که از آزمایش‌ها به دست آمد، محققان دریافتند که این مدل دارای نرخ‌های مثبت کاذب مشابه نرخ‌های مثبت واقعی است. این نشان می دهد که این مدل قادر به شناسایی مداوم تعاملات واقعی بین داروهای موجود و اهداف آنها نیست.

محققان با استفاده از اندازه‌گیری که اغلب برای ارزیابی مدل‌های محاسباتی به کار می‌رود، معروف به auROC، عملکرد ضعیفی هم پیدا کردند. کالینز می‌گوید: << با استفاده از این شبیه‌سازی‌های اتصال مولکولی استاندارد، مقدار auROC تقریباً 0.5 به دست آوردیم که اساساً نشان می‌دهد که بهتر از حدس تصادفی نیست! >>

محققان با استفاده از این رویکرد مدل سازی با ساختارهای پروتئینی که به طور تجربی تعیین شده اند، به جای ساختارهای پیش بینی شده توسط AlphaFold، نتایج مشابهی دریافت کردند.

کالینز می‌گوید: «به نظر می‌رسد که AlphaFoldتقریباً به خوبی ساختارهای تعیین‌شده تجربی را ارائه می‌دهد، اما اگر می‌خواهیم از AlphaFold به طور مؤثر و گسترده در کشف دارو استفاده کنیم، باید کار بهتری با مدل‌های اتصال مولکولی انجام دهیم.»

پیش بینی های بهتر

یکی از دلایل احتمالی عملکرد ضعیف مدل این است که ساختارهای پروتئینی وارد شده به مدل ثابت هستند، در حالی که در سیستم‌های بیولوژیکی، پروتئین‌ها انعطاف‌پذیر هستند و اغلب تنظیمات خود را تغییر می‌دهند.

برای تلاش برای بهبود میزان موفقیت رویکرد مدل‌سازی خود، محققان پیش‌بینی‌ها را از طریق چهار مورد اضافه انجام دادند:

وونگ می‌گوید: (مدل‌های یادگیری ماشین نه تنها اشکال، بلکه خواص شیمیایی و فیزیکی فعل و انفعالات شناخته‌شده را نیز یاد می‌گیرند و سپس از آن اطلاعات برای ارزیابی مجدد پیش‌بینی‌های اتصال استفاده می‌کنند. ما متوجه شدیم که اگر بخواهید تعاملات را با استفاده از این مدل‌های اضافی فیلتر کنید، می‌توانید نسبت بیشتری از مقدار مثبت واقعی به مثبت کاذب را دریافت کنید.)

به گفته محققان، با این حال، قبل از استفاده از این نوع مدل‌سازی برای شناسایی موفقیت‌آمیز داروهای جدید، هنوز به بهبود بیشتری نیاز است. یکی از راه‌های انجام این کار، آموزش مدل‌ها بر روی داده‌های بیشتر، از جمله ویژگی‌های بیوفیزیکی و بیوشیمیایی پروتئین‌ها و ترکیب‌بندی‌های مختلف آن‌ها، و اینکه چگونه این ویژگی‌ها بر اتصال آن‌ها با ترکیبات دارویی بالقوه تأثیر می‌گذارند، می باشد.

پروفسور روی کیشنی، می گوید: این مطالعه به ما امکان می دهد بفهمیم که تا چه اندازه از تحقق پارادایم های کامل مبتنی بر یادگیری ماشینی برای توسعه دارو فاصله داریم و معیارهای تجربی و محاسباتی فوق العاده ای را برای تحریک و هدایت و هدایت پیشرفت به سمت این چشم انداز آینده ارائه می دهد.

کالینز می‌گوید با پیشرفت‌های بیشتر، دانشمندان ممکن است بتوانند از قدرت ساختارهای پروتئینی تولید شده توسط هوش مصنوعی برای کشف نه تنها آنتی‌بیوتیک‌های جدید، بلکه داروهایی برای درمان انواع بیماری‌ها، از جمله سرطان، استفاده کنند. او می‌گوید:(ما خوش‌بین هستیم که با بهبود رویکردهای مدل‌سازی و گسترش قدرت محاسباتی، این تکنیک‌ها در کشف دارو اهمیت فزاینده‌ای پیدا می‌کنند. با این حال، ما راه درازی برای دستیابی به پتانسیل کامل در کشف داروی سیلیکو داریم.)

آموزش سینتکس پایه پایتون

​

امروز با مقاله دیگری از سری مقاله های آموزش پایتون همراه شما هستیم، در این مقاله میخواهیم سینتکس پایه پایتون را مورد بررسی قرار دهیم..

 

ساختار نگارشی پایه پایتون (basic syntax)

زبان پایتون شباهت های زیادی به زبان های Perl، C و Java دارد. با این حال، تفاوت های اساسی هم بین این زبان ها وجود دارد.

 

اولین برنامه ی پایتون

برنامه نویسی خود را از روش های زیر انجام می دهیم.

 

برنامه نویسی با فراخوانی مفسر

آموزش پایتون : اگر مفسر را بدون ارسال یک فایل اسکریپت به آن به عنوان پارامتر، صدا بزنید با prompt (کادری حاوی دستورات) زیر مواجه خواهید شد:

$ python

Python 2.4.3 (#1, Nov 11 2010, 13:34:43)

[GCC 4.1.2 20080704 (Red Hat 4.1.2-48)] on linux2

Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.

>>>

دستور زیر را وارد کنید و کلید Enter را فشار دهید:

print "Hello, Python!"

در صورت استفاده از نسخه ی جدید پایتون، می بایست همراه با دستور Print از () استفاده کنید، بدین صورت: print ("Hello, Python!");. در ویرایش این زبان، نتیجه ی زیر حاصل می شود:

"Hello, Python!"                                                                                          

 

شناسه ها در پایتون

شناسه یا identifier یک اسم است که به منظور شناسایی متغیر، تابع، کلاس، ماژول یا دیگر اشیا به آن ها تخصیص داده می شود. شناسه با یک حرف از A تا Z (یا a تا z) یا زیرخط (_) آغاز شده و به دنبال آن یک یا چند صفر، حرف، زیرخط و عدد قرار می گیرد. استفاده از علائم نگارشی همچون @، $ و % در شناسه مجاز نمی باشد. پایتون یک زبان حساس به کوچک و بزرگی حروف است. از این رو، دو واژه ی Manpower و manpower دو شناسه ی کاملا متفاوت از یکدیگر هستند. قوانین نام گذاری توابع، متغیرها و اشیا در زیر فهرست شده:

1. اسم کلاس ها با حرف بزرگ آغاز می شود. دیگر شناسه ها با حرف کوچک شروع می شود.

2. آغاز کردن یک شناسه با زیرخط (_)، بیانگر این است که آن شناسه private می باشد.

3. آغاز کردن یک شناسه با دو زیرخط نشانگر strongly private بودن آن شناسه است.

4. اگر شناسه ای با دو زیرخط پشت سرهم پایان یابد، در آن صورت شناسه ی مورد نظر اسم خاص language defined می باشد.

 

کلمات رزرو شده

لیست زیر کلمات رزرو شده ی زبان پایتون را نمایش می دهد. این کلمات را نمی توان به عنوان اسم متغیر، ثابت (constant) یا هر چیز دیگر استفاده کرد. لازم به ذکر است که تمامی کلیدواژه های پایتون تماما با حروف کوچک نوشته می شوند.

​

 

 

خطوط فاصله و تورفتگی

آموزش پایتون از {} برای مشخص کردن قطعه کدهای تعریف کلاس، تابع یا جریان کنترل داده (flow control در ارتباطات داده‌ای، کنترل جریان یک فرایند مدیریت نرخ انتقال بین دو گره برای جلوگیری از ارسال از طرف فرستنده سریع به دریافت کننده کند است. کنترل جریان مکانیزمی را برای دریافت کننده جهت کنترل سرعت انتقال فراهم می‌کند.) استفاده نمی کند. قطعه کدها با استفاده از تورفتگی مشخص می شوند. از این رو در استفاده از آن بایستی بسیار دقیق بود. مقدار فضای خالی در تورفتگی ها متغیر است، اما تمامی دستورات درون قطعه کد بایستی به یک اندازه توگذاشته شوند. مثال:

if True:

print "True"

else:

print "False"

اما قطعه کد زیر خطا می دهد:

if True:

print "Answer"

print "True"

else:

print "Answer"

print "False"

بنابراین، در زبان پایتون تمامی خطاهای متوالی که به یک اندازه توگذاشته شده اند، در کل یک قطعه کد را تشکیل می دهند. اگر با دقت به مثال زیر دقت کنید، می بینید که چندین قطعه کد در آن وجود دارد:

#!/usr/bin/python

import sys

try:

# open file stream

file = open(file_name, "w")

except IOError:

print "There was an error writing to", file_name

sys.exit()

print "Enter '", file_finish,

print "' When finished"

while file_text != file_finish:

file_text = raw_input("Enter text: ")

if file_text == file_finish:

# close the file

file.close

break

file.write(file_text)

file.write("\n")

file.close()

file_name = raw_input("Enter filename: ")

if len(file_name) == 0:

print "Next time please enter something"

sys.exit()

try:

file = open(file_name, "r")

except IOError:

print "There was an error reading file"

sys.exit()

file_text = file.read()

file.close()

print file_text

 

دستورهای چندخطی

آموزش پایتون : دستورات پایتون معمولا به خط جدید ختم می شوند (یک خط تمام شده و خط دیگری شروع می شود). کاراکتر (\) در انتهای خط نشانگر ادامه ی دستور مورد نظر در خط دیگر است. مثال:

total = item_one + \

item_two + \

item_three

دستوراتی که داخل {}، [] یا () قرار می گیرند نیازی به کاراکتر (\) برای نشان دادن اینکه ادامه دستور در خط بعدی قرار گرفته، ندارد.

days = ['Monday', 'Tuesday', 'Wednesday',

'Thursday', 'Friday']

 

علامت نقل قول یا کوتیشن در پایتون

می توان در پایتون از تک کوتیشن (')، دابل کوتیشن (") و سه کوتیشن با هم (''' یا " " ") استفاده کرد. مقداری که درون این علامت ها قرار می گیرد، یک رشته ی نوشتاری (string literal) را تشکیل می دهد. بایستی دقت داشت که یک رشته با یک نوع کوتیشن آغاز شده و با همان نوع نیز پایان می یابد. از ''' یا " " " برای محصور کردن یک رشته که در چندین خط ادامه دارد استفاده می شود. تمامی نمونه های زیر مجاز و صحیح هستند:

word = 'word'

sentence = "This is a sentence."

paragraph = """This is a paragraph. It is

made up of multiple lines and sentences."""

 

(توضیحات) Comment در پایتون

علامت # اگر داخل کوتیشن محصور نباشد، نشانگر شروع comment خواهد بود. تمام کاراکترهایی که پس از # قرار می گیرند تا پایان آن خط بخشی از توضیح محسوب می شوند و مفسر پایتون آن ها را نادیده گرفته و اجرا نمی کند.

#!/usr/bin/python

# First comment

print "Hello, Python!" # second comment

 

خروجی کد بالا:

Hello, Python!

می توانید یک comment را درست بعد از یک دستور یا عبارت شروع کرد، بدین نحو:

name = "Madisetti" # This is again comment

می توانید چند خط را به صورت comment دربیاورید، بدین شکل:

# This is a comment.

# This is a comment, too.

# This is a comment, too.

# I said that already.

 

استفاده از خطوط تهی

خطی که چیزی به جز فضای خالی در آن بکار نرفته و احیانا دارای یک comment می باشد، درواقع یک خط تهی (blank space) محسوب می شود و مفسر پایتون آن را کاملا نادیده می گیرد. در یک session که برنامه نویس مستقیما با مفسر تعامل دارد، می بایست بین این دستور و دستور بعدی یک خط خالی فاصله بیاندازید.

 

منتظر کاربر بودن

خط زیر یک پنجره ی prompt حاوی دستور “Press the enter key to exit” نمایش می دهد و منتظر کاربر می ماند تا اقدامات لازم را انجام دهد:

#!/usr/bin/python

raw_input("\n\nPress the enter key to exit.")

در اینجا، دستور "\n\n" دو خط جدید ایجاد کرده، سپس خود خط را نمایش می دهد. پس از اینکه کاربر کلید Enter را فشار می دهد، برنامه پایان می یابد. با این روش می توان پنجره ی console را تا زمانی که کاربر کارش با برنامه تمام نشده، باز نگه داشت.

 

چندین دستور در یک خط

آموزش پایتون : با استفاده از نقطه ویرگول (;) می توان چندین دستور را در یک خط واحد جای داد، لازم به ذکر است هیچ یک از دستورات مزبور یک قطعه کد مجزا را تشکیل نمی دهد. در زیر یک تکه کدی را مشاهده می کنید که از نقطه ویرگول در آن استفاده شده است:

import sys; x = 'foo'; sys.stdout.write(x + '\n')

 

مجموعه دستورات در پایتون

یک گروه از دستورات منفرد، که در مجموع یک قطعه کد مجزا را تشکیل می دهند در زبان پایتون به اصطلاح suite اطلاق می گردند. دستورات مرکب نظیر if، while، def و class نیازمند یک خط سرآیند (header line) و یک suiteهستند. خطوط سرآیند (header) با یک دستور (یک کلیدواژه) آغاز می شود و با یک دونقطه (:) به پایان می رسد، همچنین به دنبال آن یک یا چندین خط قرار می گیرد که suite (مجموعه دستور) را تشکیل می دهد. نمونه:

if expression :

suite

elif expression :

suite

else :

suite

 

آرگومان های خط فرمان (command-line arguments)

بسیاری از دستورات را می توان اجرا کرد تا اطلاعات ابتدایی دررابطه با نحوه ی اجرای برنامه در اختیار شما قرار دهد. پایتون با فراهم نمودن دستور –h، این امکان را به شما می دهد:

$ python -h

usage: python [option] ... [-c cmd | -m mod | file | -] [arg] ...

Options and arguments (and corresponding environment variables):

-c cmd : program passed in as string (terminates option list)

-d : debug output from parser (also PYTHONDEBUG=x)

-E : ignore environment variables (such as PYTHONPATH)

-h : print this help message and exit

[ etc. ]

آموزش پایتون ادامه دارد

​

آموزش افزونه نویسی برای پایتون با زبان C

امروز با مقاله دیگری از سری مقاله های آموزش پایتون همراه شما هستیم، در این مقاله میخواهیم چگونگی افزونه نویسی در پایتون به کمک کدهای زبان C را مورد بررسی قرار دهیم..

به منظور نوشتن افزونه های اختصاصی جهت استفاده در اسکریپت های پایتون و اپلیکیشن های خود، لازم است به فایل های header پایتون دسترسی داشته باشید.در دستگاه هایی که سیستم عامل Unix بر روی آن نصب است، می بایست یک پکیج مختص توسعه دهنده (developer-specific) نظیر python2.5-dev را نصب نمایید.

کاربران ویندوز این فایل های header را به هنگام استفاده از binary Python installer به صورت یک پکیج دریافت می کنند. علاوه بر آن، برای درک مفاهیم این مبحث و نوشتن افزونه های اختصاصی خود جهت استفاده در اسکریپت های پایتون، لازم است آشنایی در سطح پیشرفته با زبان های C یا ++C داشته باشید.

 

آموزش Python : اولین نمونه از افزونه اختصاصی Python

کد ماژول و افزونه های پایتون، بایستی مانند زیر در چهار بخش سازمان دهی شود:

• فایل header با اسم و پسوند Python.h.
• توابع C که می خواهید به عنوان interface و الگوی پیاده سازی ماژول اختصاصی خود در اختیار توسعه دهنده قرار دهید.
• یک جدول که اسم توابع اختصاصی شما را به توابع C داخل افزونه (کتابخانه یا ماژول) نگاشت می کند (method mapping table).
• یک تابع سازنده جهت مقداردهی اولیه و نمونه سازی از کلاس (initialization function).

 

فایل Python.h

لازم است فایل Python.h را داخل فایلی که کدهای C شما را دربرمی گیرد (source file) قید نمایید. بدین وسیله شما به توابع کتابخانه ای درون ساخته ی پایتون (internal Python API) که برای ادغام و معرفی ماژول مورد نظر در interpreter (hook کردن کد ماژول شما در مفسر) بکار می رود، دسترسی خواهید داشت. لازم است Python.h را قبل از هر فایل header مورد نیاز دیگری لحاظ نمایید.

 

توابع C

اسم متد، نوع و تعداد پارامترهای ورودی (Signature) توابع اختصاصی شما و پیاده سازی آن، بایستی بر اساس یکی از الگوهای زیر انجام شود:

static PyObject *MyFunction( PyObject *self, PyObject *args );
static PyObject *MyFunctionWithKeywords(PyObject *self,
                                 PyObject *args,
                                 PyObject *kw);
static PyObject *MyFunctionWithNoArgs( PyObject *self );

هر یک از متدهای اعلان شده ی فوق، در خروجی خود یک آبجکت Python برمی گرداند. در پایتون مفهومی به نام تابع void (تابعی که خروجی ندارد یا مقداری را برنمی گرداند) وجود ندارد. اگر شما نمی خواهید که توابع مقدار خروجی داشته باشند، لازم است مقدار None را بازگردانی نمایید. header های پایتون یک macro (خط دستور) به نام Py_RETURN_NONE در خود به صورت از پیش تعریف شده دارند که این کار را انجام می دهند.

از آنجایی که اسم توابع C هیچگاه خارج از ماژول/افزونه قابل مشاهده و دسترسی نیستند، شما می توانید هر اسمی برای متدهای اختصاصی خود انتخاب کنید. لازم به ذکر است که این توابع با کلیدواژه ی static تعریف می شوند. اسم توابع C معمولا از ترکیبی از اسم ماژول و متد مورد نظر تشکیل می شود. در زیر نمونه ای را مشاهده می کنید:

static PyObject *module_func(PyObject *self, PyObject *args) {
   /* Do your stuff here. */
   Py_RETURN_NONE;
}

کد حاضر یک تابع Python به نام func را تعریف می کند که داخل افزونه ی module کپسوله سازی شده است. حال شما به این توابع C داخل جدول نگاشت متد (method table) Pointer و اشاره گر تعریف می کنید که در بخش بعدی کد برنامه ی شما انجام می شود.

 

آموزش برنامه نویسی پایتون : جدول نگاشت توابع

این جدول نگاشت متد (method table) یک آرایه ی ساده از structure های PyMethodDef است (PyMethodDef یک مدل برای تعریف متد است). این structure ساختاری مشابه زیر دارد:

struct PyMethodDef {
   char *ml_name;
   PyCFunction ml_meth;
   int ml_flags;
   char *ml_doc;
};

در زیر هر یک از اعضای این ساختار شرح داده اند:

• فیلد ml_name : اسم تابع پایتون.
• فیلد ml_meth : آدرس تابعی که هر یک از signature های نام برده در بخش قبلی را دارا می باشد.
• فیلد ml_flags : این فیلد به مفسر پایتون اعلان می کند که فیلد دوم (ml_meth) کدام یک از signature های نام برده را اتخاذ می کند :

1. این flag معمولا مقداری از METH_VARARGS دارد.
2. اگر می خواهید آرگومان های کلیدواژه ای را در تابع تزریق نمایید، این flag می تواند OR بیتی با METH_KEYWORDS را شامل شود.
3. این flag همچنین می تواند مقدار METH_NOARGS را داشته باشد، بدین معنی که هیچ پارامتری به تابع فرستاده نمی شود.

• فیلد ml_doc : این docstring (رشته یا comment ای که توضیحی درباره ی کارایی تابع می دهد) تابع است. اگر برنامه نویس comment ای برای تابع تنظیم نکند، در آن صورت مقدار آن NULL خواهد بود.

این جدول بایستی با یک sentinel که از NULL و 0 برای اعضای مرتبط تشکیل شده، خاتمه یابد.

 

مثال :

برای متد اعلان شده در بالا، از جدول نگاشت تابع (method mapping table) زیر استفاده می کنیم:

static PyMethodDef module_methods[ ] = {
   { "func", (PyCFunction)module_func, METH_NOARGS, NULL },
   { NULL, NULL, 0, NULL }
};

 

آموزش زبان پایتون : تابع مقداردهی اولیه (initModule)

آخرین بخش ماژول یا افزونه ی اختصاصی شما بایستی تابع مقداردهنده ی اولیه (initialization function) را شامل شود. این تابع را مفسر پایتون زمانی که ماژول در حافظه بارگذاری می شود، فرامی خواند. لازم است اسم این تابع initModule انتخاب شود (Module اسم ماژول و init اسم خود تابع می باشد).

تابع مقداردهنده ی اولیه بایستی از کتابخانه که می نویسید export و خروجی گرفته شده باشد. header های Python با اعلان دستور PyMODINIT_FUNC امکان انجام این کار را در محیطی که اسکریپت ها در آن کامپایل می شوند را فراهم می آورد. کافی است به هنگام تعریف تابع مورد نظر از آن استفاده نمایید.

تابع مقداردهنده ی اولیه ی زبان C شما دارای ساختار کلی زیر می باشد:

PyMODINIT_FUNC initModule() {
   Py_InitModule3(func, module_methods, "docstring...");
}

در زیر شرح هر یک از پارامترهای تابع Py_InitModule3 را به تفصیل مشاهده می کنید:

• پارامتر func : تابعی است که قرار است export و به اصطلاح خروجی گرفته شود.
• پارامتر module_methods : اسم جدول نگاشت تابع (mapping table) که در بالا به آن اشاره شد.
• پارامتر docstring : این پارامتر همان رشته ی متنی و comment ای است که جهت ارائه ی توضیح درباره ی قابلیت تابع در افزونه ی اختصاصی درج می شود.

در زیر تمامی بخش های تشکیل دهنده یک افزونه استاندارد را یکجا مشاهده می کنید:

#include < python.h>
static PyObject *module_func(PyObject *self, PyObject *args) {
   /* Do your stuff here. */
   Py_RETURN_NONE;
}
static PyMethodDef module_methods[ ] = {
   { "func", (PyCFunction)module_func, METH_NOARGS, NULL },
   { NULL, NULL, 0, NULL }
};
PyMODINIT_FUNC initModule() {
   Py_InitModule3(func, module_methods, "docstring...");
}
< /python.h>

 

مثال :

نمونه کاربردی که کلیه مفاهیم فوق را به صورت عملی بکار می برد را در زیر مشاهده می کنید:

#include < python.h>
static PyObject* helloworld(PyObject* self)
{
    return Py_BuildValue("s", "Hello, Python extensions!!");
}
static char helloworld_docs[ ] =
    "helloworld( ): Any message you want to put here!!\n"
static PyMethodDef helloworld_funcs[ ] = {
    {"helloworld", (PyCFunction)helloworld, 
     METH_NOARGS, helloworld_docs},
    {NULL}
};
void inithelloworld(void)
{
    Py_InitModule3("helloworld", helloworld_funcs,
                   "Extension module example!");
}
< /python.h>

دستور Py_BuildValue در مثال بالا، یک مقدار Python را build یا کامپایل می کند. کد مورد نظر را داخل فایل hello.c ذخیره نمایید. در زیر با نحوه ی کامپایل و نصب ماژول که از اسکریپت پایتون فراخوانی می شود، را خواهید آموخت.

 

کامپایل و نصب افزونه ها (build)

پکیج distutils توزیع و نصب ماژول های پایتون، خواه ماژول های اصلی و خالص خود پایوتن باشد خواه ماژول های اختصاصی و تنظیم شده توسط توسعه دهنده، را با روشی استاندارد بسیار آسان می سازد. ماژول ها در همان قالب اولیه (source form) توزیع شده و در اختیار برنامه نویس قرار می گیرد. برنامه نویس سپس ماژول مورد نظر را با فراخوانی اسکریپت نصب (setup script) به نام setup.py ، نصب می نماید.

جهت نصب ماژول ذکر شده در بالا، بایستی اسکریپت setup.py را آماده نموده و به روش زیر اجرا نمایید:

from distutils.core import setup, Extension
setup(name='helloworld', version='1.0',  \
      ext_modules=[Extension('helloworld', ['hello.c'])])

اکنون با فراخوانی دستور زیر، تمامی مراحل لازم نظیر کامپایل و آماده سازی (linking & compilation) کد را انجام دهید. کد زیر کلیه ی مراحل مورد نیاز کامپایل و لینک ماژول با کامپایلر، دستورات linker و flag های مناسب را انجام داده، متعاقبا خروجی (.dll) را در پوشه ی مربوطه جایگذاری (کپی) می کند.

$ python setup.py install

در سیستم های مبتنی بر Unix، لازم است این دستور را با حساب کاربری root اجرا نمایید تا امکان یا مجوز درج داده در پوشه ی site-packages را داشته باشید. در سیستم عامل ویندوز لازم به انجام این کار نیست.

 

آموزش Python : وارد کردن و استفاده از افزونه ها در پروژه

پس از نصب افزونه ی دلخواه خود، می توانید آن را در اسکرپیت پایتون خود با دستور import وارد کرده و فراخوانی نمایید:

#!/usr/bin/python
import helloworld
print helloworld.helloworld()

خروجی زیر را تولید می کند:

Hello, Python extensions!!

 

ارسال پارامتر به تابع

در طول توسعه پروژه، گاه می بایست توابعی را اعلان و فراخوانی نمایید که پارامترهایی را به عنوان ورودی می پذیرد. از اینرو بایستی signature (اسم تابع + نوع، تعداد پارامتر ورودی) مربوطه را برای توابع C ماژول اختصاصی خود انتخاب نمایید. به طور مثال، تابع ذیل را در نظر بگیرید که تعدادی پارامتر به عنوان ورودی پذیرفته و بدین صورت اعلان می شود:

static PyObject *module_func(PyObject *self, PyObject *args) {
   /* Parse args and do something interesting here. */
   Py_RETURN_NONE;
}

متد table که تابع جدید را در خود کپسوله می کند، به صورت زیر خواهد بود:

static PyMethodDef module_methods[ ] = {
   { "func", (PyCFunction)module_func, METH_NOARGS, NULL },
   { "func", module_func, METH_VARARGS, NULL },
   { NULL, NULL, 0, NULL }
};

می توانید با استفاده از تابع کتابخانه ای PyArg_ParseTuple آرگومان های مورد نیاز را از متغیر اشاره گر (pointer) به PyObject که به عنوان آرگومان به تابع C ارسال شده، استخراج نمایید.

اولین آرگومان ارسالی به PyArg_ParseTuple، آرگومان args می باشد. این آرگومان همان آبجکتی است که باید parse یا تحلیل نحوی شود. پارامتر دوم یک رشته ی فرمت دهی (format string) است که آرگومان ها را به آن شکلی که مورد انتظار شما است، به نمایش می گذارد. به تعداد آرگومان ها، یک یا چند کاراکتر در رشته ی فرمت دهی وجود دارد که نشانگر آرگومان های مزبور می باشند.

static PyObject *module_func(PyObject *self, PyObject *args) {
   int i;
   double d;
   char *s;
   if (!PyArg_ParseTuple(args, "ids", &i, &d, &s)) {
      return NULL;
   }
   /* Do something interesting here. */
   Py_RETURN_NONE;
}

با کامپایل نمودن ورژن جدید از ماژول خود و وارد کردن آن در متن پروژه، قادر خواهید بود تابع مورد نظر را با تعداد دلخواه و نوع مختلف از آرگومان ها فراخوانی نمایید:

module.func(1, s="three", d=2.0)
module.func(i=1, d=2.0, s="three")
module.func(s="three", d=2.0, i=1)

 

تابع PyArg_ParseTuple

در زیر تعداد و نوع ورودی های تابع را به شکل استاندارد (signature) PyArg_ParseTuple مشاهده می کنید:

int PyArg_ParseTuple(PyObject* tuple,char* format,...)

در صورتی که عملیات با موفقیت انجام شود، مقداری غیر صفر و چنانچه عملیات ناموفق بوده و خطا رخ داد، مقدار 0 در خروجی بازگردانی می شود. tuple، آبجکت PyObject* بوده که همان آرگومان دوم ارسال شده به تابع C می باشد. آرگومان سوم، format، یک رشته ی C می باشد که نشانگر آرگومان های الزامی و اختیاری می باشد.

در زیر لیستی از کدهای فرمت دهی که به تابع PyArg_ParseTuple ارسال می شود همراه با شرح هر یک مشاهده می کنید:

• کد c در پایتون معادل char در زبان C : یک رشته پایتون با طول 1 (رشته ی حاوی یک کاراکتر) معادل char در C می شود.
• کد d در پایتون معادل double در زبان C : یک مقدار عددی float (ممیز و اعشاری) که معادل double (اعشاری با دقت بیشتر) در C محسوب می شود.
• کد f در پایتون معادل float در زبان C : یک float (مقدار عددی اعشاری از نوع float) در پایتون معادل float در C محسوب می شود.
• کد i در پایتون معادل int در زبان C : یک int (نوع عدد صحیح) معادل long در زبان C درنظر گرفته می شود.
• کد l در پایتون معادل long در زبان C : یک int در زبان پایتون معادل نوع داده ای long در زبان C در نظر گرفته می شود.
• کد L در پایتون معادل long long در زبان C : یک int یا نوع داده ای عدد صحیح در زبان پایتون، معادل long long در زبان C محسوب می شود.
• کد O در پایتون معادل PyObject* در زبان C : یک اشاره گر غیر NULL به آرگومان Python بازگردانی می کند.
• کد s در پایتون معادل char* در زبان C : رشته پایتون بدون مقادیر null جاسازی شده (embedded) به char* در زبان C فرمت دهی / تبدیل می شود.
• کد s# در پایتون معادل char*+int در زبان C : رشته Python را به آدرس و طول سازگار در C تبدیل می کند.
• کد t# در پایتون معادل char*+int در زبان C : کاربردی مشابه s# دارد با این تفاوت که هر آبجکتی که اینترفیس read-only را پیاده سازی کند، می پذیرد.
• کد u در پایتون معادل Py_UNICODE* در زبان C : کاراکترهای Unicode (null-terminated buffer) مستقر در بافر که انتهای آن به null ختم می شود را به آبجکت Unicode پایتون تبدیل می کند.
• کد u# در پایتون معادل Py_UNICODE*+int در زبان C : نوع دیگر از u که در دو متغیر C ذخیره می شود، اولی یک اشاره گر به آدرس Unicode مستقر در بافر و دومی طول آن.
• کد w# در پایتون معادل char*+int در زبان C : مشابه s#، اما هر آّبجکتی که اینترفیس read/write بافر را پیاده سازی می کند، پذیرفته و با آن سازگاری دارد.
• کد z در پایتون معادل char* در زبان C : کاربری مشابه s دارد با این تفاوت که None نیز می پذیرد (char* زبان C را بر روی NULL تنظیم می کند).
• کد z# در پایتون معادل char*+int در زبان C : کاربردی مشابه s# دارد اما None نیز می پذیرد (char* زبان C را روی NULL تنظیم می نماید).
• کد (...) در پایتون معادل as per ... در زبان C : یک دنباله (sequence) پایتون که هر آیتم در آن یک آرگومان در نظر گرفته می شود.
• کد | در پایتون معادل double در زبان C : آرگومان های زیر اختیاری می باشد.
• کد : در پایتون معادل double در زبان C : قبل از اسم تابع در پیغام های خطا قرار می گیرد.
• کد ; در پایتون معادل double در زبان C : قبل از درج کل متن پیغام خطا قرار می گیرد.

 

بازگردانی مقادیر در خروجی

تابع Py_BuildValue، درست مانند PyArg_ParseTuple ، یک رشته ی فرمت دهی (string format) به عنوان ورودی دریافت می کند. بجای ارسال آدرس مقادیری که کامپایل می کنید، بایستی خود مقادیر را به عنوان آرگومان به تابع مورد نظر بفرستید. در زیر مثالی از نحوه ی پیاده سازی یک تابع که عملیات جمع را انجام می دهد، تابع add، مشاهده می کنید:

static PyObject *foo_add(PyObject *self, PyObject *args) {
   int a;
   int b;
   if (!PyArg_ParseTuple(args, "ii", &a, &b)) {
      return NULL;
   }
   return Py_BuildValue("i", a + b);
}

معادل پیاده سازی آن در زبان پایتون به صورت زیر می باشد:

def add(a, b):
   return (a + b)

می توانید دو خروجی از این تابع بازگردانی نمایید. این عملیات در پایتون با یک لیست قابل پیاده سازی خواهد بود:

static PyObject *foo_add_subtract(PyObject *self, PyObject *args) {
   int a;
   int b;
   if (!PyArg_ParseTuple(args, "ii", &a, &b)) {
      return NULL;
   }
   return Py_BuildValue("ii", a + b, a - b);
}

معادل پیاده سازی آن در زبان پایتون به صورت خواهد بود:

def add_subtract(a, b):
   return (a + b, a - b)

 

تابع Py_BuildValue

در زیر روش استاندارد تنظیم اسم تابع، نوع و تعداد پارامترهای ورودی آن که signature خوانده می شود را ویژه ی تابع Py_BuildValue مشاهده می کنید:

PyObject* Py_BuildValue(char* format,...)

پارامتر format، یک رشته ی C بوده و نشانگر آبجکت Python است که پارامتر حاضر باید نهایتا به آن کامپایل شود. آرگومان های زیر مقادیر C هستند که خروجی از آن ها ساخته و کامپایل می شود. نتیجه ی PyObject* یک اشاره گر (reference) جدید می باشد.

جدول زیر code string های پرکاربرد را با ذکر کارایی هر یک در اختیار شما قرار می دهد:

• کد c در پایتون معادل char در زبان C : یک char زبان C، به رشته ای با طول یک کاراکتر تبدیل می شود.
• کد d در پایتون معادل double در زبان C : یک نوع عددی double زبان C، به float در پایتون تبدیل می شود.
• کد f در پایتون معادل float در زبان C : یک float یا نوع عددی اعشاری زبان C، به همان float در پایتون تبدیل می شود.
• کد i در پایتون معادل int در زبان C : یک Int زبان C به همان int (نوع عددی صحیح) در پایتون تبدیل می شود.
• کد l در پایتون معادل long در زبان C : یک long در زبان C به int در پایتون تبدیل می شود.
• کد N در پایتون معادل PyObject* در زبان C : یک آبجکت پایتون ارسال کرده ولی reference count (تعداد دفعاتی که آبجکت مورد نظر به آن دسترسی صورت می گیرد) آن را افزایش نمی دهد.
• کد O در پایتون معادل PyObject* در زبان C : یک آبجکت پایتون ارسال کرده و reference count آن را طبق انتظار یک واحد افزایش می دهد.
• کد O& در پایتون معادل convert+void* در زبان C : رشته پایتون بدون مقادیر null جاسازی شده (embedded) به char* در زبان C فرمت دهی / تبدیل می شود.
• کد s در پایتون معادل char* در زبان C : یک char* که در انتهای خود 0 داشته را به رشته ی Python تبدیل می نماید یا NULL را به None.
• کد s# در پایتون معادل char*+int در زبان C : یک رشته ی C و طول (length) آن را به یک آبجکت Python تبدیل می کند. اگر اشاره گر از نوع string (string pointer) برابر NULL باشد، طول یا length نادیده گرفته شده و None در خروجی بازگردانی می کند.
• کد u در پایتون معادل Py_UNICODE* در زبان C : یک رشته که در سطح زبان C تعریف شده و انتهای آن مقدار NULL وجود دارد را به یونیکد پایتون تبدیل کرده و اگر NULL بود آن را به None تبدیل می کند. Buffer ای از داده های Unicode که انتهای آن null وجود دارد را به آبجکت پایتون تبدیل می کند. اگر Unicode buffer برابر NULL بود، در خروجی None بازیابی می شود.
• کد u# در پایتون معادل Py_UNICODE*+int در زبان C : یک رشته ی تعریف شده در سطح C و طول آن را به آبجکت Unicode پایتون تبدیل می کند یا NULL را به None تبدیل می کند. به عبارت دیگر، یک Unicode (که استانداردهای USC-2 یا UCS-4) مستقر در buffer یا حافظه میانی و طول (length) آن را به آبجکت Unicode پایتون تبدیل می کند. اگر اشاره گر به Unicode موجود در buffer برابر NULL بود، طول آن نادیده گرفته شده و None را در خروجی برمی گرداند.
• کد w# در پایتون معادل char*+int در زبان C : مشابه s#، با این تفاوت که هر آبجکتی که اینترفیس read-write را پیاده سازی می کند، می پذیرد. متغیر char * طوری تنظیم شده که به اولین بایت از buffer اشاره کند و Py_ssize_t را بر روی طول buffer تنظیم می کند.
• کد z در پایتون معادل char* در زبان C : مشابه s، با این تفاوت که None نیز می پذیرد (char* در C را روی NULL تنظیم می کند).
• کد z# در پایتون معادل char*+int در زبان C : کاربردی مشابه s# دارد (char* در C را بر روی NULL تنظیم می کند).
• کد (...) در پایتون معادل as per ... در زبان C : از دنباله ای از مقادیر C، یک متغیر tuple در پایتون می سازد.
• کد [...] در پایتون معادل as per ... در زبان C : از مقادیر C، یک لیست (list) در پایتون تولید می کند.
• کد {...} در پایتون معادل as per ... در زبان C : از دنباله ای از مقادیر C، یک dictionary که المان های آن به صورت متناوب، کلید و مقدار، سازمان دهی شده، ایجاد می کند.

به طور مثال تابع Py_BuildValue("{issi}",23,"zig","zag",42) یک dictionary پایتون به صورت {23:'zig','zag':42} در خروجی تولید می کند.

با دیگر آموزش های ما در زمینه آموزش پایتون و دیگر زبان های برنامه نویسی همراه ما باشید...

آموزش کار با XML در پایتون

در این مقاله از مجموعه مقاله های آموزش پایتون به بررسی کار با XML در پایتون می پردازیم..

عبارت Extensible Markup Language یا به اختصار XML به معنی زبان نشانه گذاری گسترش پذیر است که یک زبان نشانه گذاری مشابه HTML یا SGML است. کنسرسیوم وب جهان گستر این زبان را به عنوان یک استاندارد سراسری توصیه می کند. چنانچه اپلیکیشنی که قصد طراحی آن را دارید، داده های حجیم و سنگینی برای نگهداری ندارد، در آن صورت می توانید بدون زحمت طراحی دیتابیس و استفاده از پشتوانه ی SQL، اطلاعات برنامه ی خود را در قالب XMLذخیره نمایید.

 

آموزش زبان پایتون : معماری ها و توابع کتابخانه ای تحلیل گر XML Parser

کتابخانه ی استاندارد python تعدادی interface (الگوی پیاده سازی) معدود اما کارا جهت کار با XML در اختیار برنامه نویس قرار می دهد که در زیر به شرح آن ها می پردازیم. دو API و توابع کتابخانه ای پرکاربرد و ساده ای که توصیه می شود عبارتند از :

• تابع (SAX (Simple API for XML : در این API، توابع Callback ای برای رخدادهای مورد نظر معرفی (register) می کنید و سپس به parser اجازه می دهید به تحلیل باقی فایل بپردازد. ابزار جاری برای شرایطی مفید می باشد که فایل های اپلیکیشن حجیم بوده و شما با محدودیت حافظه مواجه هستید. در واقع API حاضر فایل را از روی دیسک تحلیل و تفسیر می کند و به همین جهت هیچگاه کل فایل در حافظه بارگذاری نشده و آن را اشغال نمی کند.
• تابع DOM (Document Object Model) : API جاری را کنسرسیوم وب جهان گستر توصیه می کند. در این API کل محتوای فایل داخل حافظه بارگذاری و به صورت درختی یا سلسله مراتبی سازماندهی می شود و کلیه ی ویژگی های یک فایل XML را به نمایش می گذارد.

تابع SAX قادر نیست هنگام کار با فایل های حجیم، اطلاعات را به سرعت DOM پردازش کند. از طرف دیگر، اگر منحصرا از DOM استفاده کنید، به ویژه برای پردازش فایل های کوچک و کم حجم، قطعا میزان قابل توجهی از منابع شما هدر می رود. SAX فایل ها را با مجوز در سطح فقط خواندن باز می کند، در حالی که DOM امکان اعمال تغییرات در فایل XML را فراهم می آورد. از آنجایی که دو API مزبور مکمل یکدیگر هستند، دلیلی وجود ندارد که از هر دو در پروژه های بزرگ استفاده نکنید. نمونه کدهای XML که در مثال های زیر استفاده کرده و به عنوان ورودی توابع پردازش و parse مورد استفاده قرار می دهیم، فایل movies.xml با محتوای زیر خواهد بود :

< collection shelf="New Arrivals">
< movie title="Enemy Behind">
< type>War, Thriller< /type>
< format>DVD< /format>
< year>2003< /year>
< rating>PG< /rating>
< stars>10< /stars>
< description>Talk about a US-Japan war< /description>
< /movie>
< movie title="Transformers">
< type>Anime, Science Fiction< /type>
< format>DVD< /format>
< year>1989< /year>
< rating>R< /rating>
< stars>8< /stars>
< description>A schientific fiction< /description>
< /movie>
< movie title="Trigun">
< type>Anime, Action< /type>
< format>DVD< /format>
< episodes>4< /episodes>
< rating>PG< /rating>
< stars>10< /stars>
< description>Vash the Stampede!< /description>
< /movie>
< type>Comedy< /type>
< format>VHS< /format>
< rating>PG< /rating>
< stars>2< /stars>
< description>Viewable boredom< /description>
< /movie>
< /collection>

 

آموزش Python : پردازش و تفسیر XML به وسیله ی توابع SAX

تابع SAX یک interface حاوی مجموعه توابع استاندارد برای تحلیل و پردازش XML به روش رخداد محور (Event-driven) است. جهت استفاده از interface یاد شده برای پردازش و فایل های XML، لازم است با ارث بری (تعریف کلاس مشتق) از xml.sax.ContentHandler، کلاس ContentHandler اختصاصی خود را ایجاد نمایید.

کلاس ContentHandler اختصاصی شما در واقع می تواند تگ ها و attribute های نسخه یا نسخه های مختلف XML را مدیریت نماید. آبجکت ContentHandler تعدادی متد برای مدیریت رخدادهای مختلف parse (پردازش و تحلیل) ارائه می دهد که parser این متدها را به هنگام بارگذاری محتوای فایل XML در حافظه و پردازش آن ها، از ContentHandler فراخوانی می کند.

متدهای startDocument و endDocument هریک به ترتیب در ابتدا و انتهای فایل XML فراخوانی می شوند. اطلاعات و داده های مربوط به کاراکترهای فایل XML از طریق پارامتر text در اختیار متد (character(text قرار می گیرد.

متد ContentHandler در ابتدا و انتهای هر المان فراخوانی می شود. اگر parser در وضعیت namespace mode قرار داشته باشد، در آن صورت متدهای (startElement(tag, attributes و (endElement(tag صدا زده می شوند و در غیر این صورت متدهای مربوطه یعنی startElementNS و endElementNS فراخوانده می شوند. در اینجا منظور از tag در واقع المان tag و attributes، آبجکت Attributes است.

در زیر سایر متدهای مهم که فهم آن ها برای کار با SAX مهم می باشد را مشاهده می کنید :

 

آموزش برنامه نویسی پایتون : متد make_parser

متد جاری یک آبجکت parser جدید ایجاد کرده و آن را در خروجی برمی گرداند. آبجکت parser که در خروجی بازگردانی می شود، اولین نوع parser است که سیستم پیدا می کند.

xml.sax.make_parser( [parser_list] )

در زیر جزئیات پارامترها به تفصیل شرح داده است :

• پارامتر parser_list : آرگومان اختیاری متشکل از یک لیست از parser ها برای استفاده که تمامی آن ها بایستی متد make_parser را پیاده سازی می کند.

متد زیر یک مفسر و تحلیل گر نحوی SAX تعریف کرده و با استفاده از آن محتوای فایل مورد نظر را parse (تفسیر و تبدیل) می کند.

xml.sax.parse( xmlfile, contenthandler[, errorhandler])

در زیر اطلاعات پارامترهای متد فوق به تفصیل شرح داده شده است :

• پارامتر xmlfile : این اسم فایل XML است که محتوای آن قرار است خوانده و تفسیر شود.
• پارامتر contenthandler : آبجکت ساخته شده از کلاس ContentHandler.
• این پارامتر اختیاری بوده و در صورت استفاده از آن بایستی یک آبجکت ErrorHandler از SAX باشد.

 

آموزش زبان پایتون : متد parseString

متد دیگری که یک تحلیل گر و مفسر SAX ایجاد کرده و رشته ی XML ارسالی را parse می کند، parseString می باشد :

xml.sax.parseString(xmlstring, contenthandler[, errorhandler])

در زیر هریک از پارامتر ها به تفصیل شرح داده شده است :

• پارامتر xmlstring : اسم رشته ی XML که محتوا از آن خوانده می شود.
• پارامتر contenthandler : بایستی یک آبجکت ContentHandler باشد.
• پارامتر errorhandler : پارامتر اختیاری که یک آبجکت ErrorHandler از SAX می باشد.

مثال :

#!/usr/bin/python
import xml.sax
class MovieHandler( xml.sax.ContentHandler ):
   def __init__(self):
      self.CurrentData = ""
      self.type = ""
      self.format = ""
      self.year = ""
      self.rating = ""
      self.stars = ""
      self.description = ""
   # Call when an element starts
   def startElement(self, tag, attributes):
      self.CurrentData = tag
      if tag == "movie":
         print "*****Movie*****"
         title = attributes["title"]
         print "Title:", title
   # Call when an elements ends
   def endElement(self, tag):
      if self.CurrentData == "type":
       print "Type:", self.type
      elif self.CurrentData == "format":
         print "Format:", self.format
      elif self.CurrentData == "year":
         print "Year:", self.year
      elif self.CurrentData == "rating":
         print "Rating:", self.rating
      elif self.CurrentData == "stars":
         print "Stars:", self.stars
      elif self.CurrentData == "description":
         print "Description:", self.description
      self.CurrentData = ""
   # Call when a character is read
   def characters(self, content):
      if self.CurrentData == "type":
         self.type = content
      elif self.CurrentData == "format":
         self.format = content
      elif self.CurrentData == "year":
         self.year = content
      elif self.CurrentData == "rating":
         self.rating = content
      elif self.CurrentData == "stars":
         self.stars = content
      elif self.CurrentData == "description":
         self.description = content
if ( __name__ == "__main__"):
   # create an XMLReader
   parser = xml.sax.make_parser()
   # turn off namepsaces
   parser.setFeature(xml.sax.handler.feature_namespaces, 0)
   # override the default ContextHandler
   Handler = MovieHandler()
   parser.setContentHandler( Handler )
   parser.parse("movies.xml")

خروجی :

*****Movie*****
Title: Enemy Behind
Type: War, Thriller
Format: DVD
Year: 2003
Rating: PG
Stars: 10
Description: Talk about a US-Japan war
*****Movie*****
Title: Transformers
Type: Anime, Science Fiction
Format: DVD
Year: 1989
Rating: R
Stars: 8
Description: A schientific fiction
*****Movie*****
Title: Trigun
Type: Anime, Action
Format: DVD
Rating: PG
Stars: 10
Description: Vash the Stampede!
*****Movie*****
Title: Ishtar
Type: Comedy
Format: VHS
Rating: PG
Stars: 2
Description: Viewable boredom

 

آموزش Python : پردازش و تفسیر فایل های XML با استفاده از توابع DOM

مدل شی گرای فایل (Document Object Model) یا به اختصار DOM یک API و مجموع توابع کتابخانه ای است که کنسرسیوم وب جهان گستر برای دسترسی و ویرایش محتوای فایل های XML، به توسعه دهندگان توصیه می کند. DOMبه ویژه برای اپلیکیشن هایی که لازم است به محتوای فایل XML آن به صورت رندوم دسترسی صورت گیرد، مفید می باشد. SAX به توسعه دهنده امکان دسترسی فقط به یک قسمت از فایل XML را در آن واحد می دهد. به طور مثال، هنگام دسترسی به یک المان از فایل XML، امکان دسترسی به سایر المان های فایل برای شما وجود ندارد.

ماژول xml.dom، به شما این امکان را می دهد تا یک آبجکت minidom ایجاد کرده و محتوای فایل XML را به سرعت در حافظه بارگذاری نمایید. آبجکت minidom متد کارا و ساده تری جهت ساخت درخت DOM از فایل XML در اختیار توسعه دهنده قرار می دهد.

نمونه کد زیر متد ([parse(file [,parser از آبجکت minidom را صدا زده و محتوای فایل XML را تجزیه و به آبجکت درخت DOM تبدیل می کند.

مثال :

#!/usr/bin/python
from xml.dom.minidom import parse
import xml.dom.minidom
# Open XML document using minidom parser
DOMTree = xml.dom.minidom.parse("movies.xml")
collection = DOMTree.documentElement
if collection.hasAttribute("shelf"):
   print "Root element : %s" % collection.getAttribute("shelf")
# Get all the movies in the collection
movies = collection.getElementsByTagName("movie")
# Print detail of each movie.
for movie in movies:
   print "*****Movie*****"
   if movie.hasAttribute("title"):
      print "Title: %s" % movie.getAttribute("title")
   type = movie.getElementsByTagName('type')[0]
   print "Type: %s" % type.childNodes[0].data
   format = movie.getElementsByTagName('format')[0]
   print "Format: %s" % format.childNodes[0].data
   rating = movie.getElementsByTagName('rating')[0]
   print "Rating: %s" % rating.childNodes[0].data
   description = movie.getElementsByTagName('description')[0]
   print "Description: %s" % description.childNodes[0].data

خروجی :

Root element : New Arrivals
*****Movie*****
Title: Enemy Behind
Type: War, Thriller
Format: DVD
Rating: PG
Description: Talk about a US-Japan war
*****Movie*****
Title: Transformers
Type: Anime, Science Fiction
Format: DVD
Rating: R
Description: A schientific fiction
*****Movie*****
Title: Trigun
Type: Anime, Action
Format: DVD
Rating: PG
Description: Vash the Stampede!
*****Movie*****
Title: Ishtar
Type: Comedy
Format: VHS
Rating: PG
Description: Viewable boredom

 

با دیگر مقالات آموزش پایتون همراه ما باشید..

آموزش پایتون - برنامه نویسی multi threaded با پایتون

در این مقاله از سری مقاله های آموزش پایتون به معرفی multi threaded در پایتون می پردازیم :

اجرای همزمان چندین thread به منزله اجرای همزمان چندین برنامه در آن واحد است که مزایای زیر را به دنبال دارد :

• چندین thread که در بستر یک پردازه یا فرایند (process) اجرا شده و data space یکسانی را دارند، می توانند داده ها را بهتر با یکدیگر به اشتراک گذاشته و بایکدیگر تعامل بهتری داشته باشند، نسبت به زمانی که این thread ها در فرایندهای مجزا قرار دارند.
• گاهی thread ها را پردازه یا فرایندهای سبک می نامند که سربار و memory overhead کمتری نسبت به فرایندهای واقعی داشته و کم هزینه تر می باشند.

هر thread یک نقطه ی آغاز،یک ترتیب یا توالی اجرا و یک نقطه ی پایان دارد. علاوه بر آن، یک instruction pointer دارد که دقیقا مشخص می کند برنامه در کجای بستر (context) جاری در حال اجرا بود و به کدام مرحله و نقطه اجرای دستور رسیده است.

• می توان thread را مختل یا متوقف (pre-empt) کرد.
• می توان thread را در حالی که دیگر thread ها فعال هستند، به طور موقت به حالت تعلیق درآورد. از این کار تحت عنوان yielding نیز یاد می شود.

 

آموزش Python : راه اندازی و اجرای thread جدید

جهت آغاز یک thread جدید، بایستی متد زیر که داخل ماژول thread کپسوله شده را فراخوانی نمایید :

thread.start_new_thread ( function, args[, kwargs] )

به وسیله ی این متد می توانید به روش سریع و کارا در هر دو محیط ویندوز و لینوکس thread های جدید ایجاد نمایید.

متد مورد نظر بلافاصله بازگشته و thread فرزند آغاز می شود که متعاقبا function را با پارامتر args صدا می زند. زمانی که function به return می رسد، thread خاتمه می یابد.

در این تابع، پارامتر args مجموعه ی چندتایی از آرگومان ها (tuple) است. اگر می خواهید تابع را بدون آرگومان صدا بزنید، بایستی یک tuple خالی به عنوان پارامتر ارسال کنید. kwargs یک آرگومان از نوع dictionary تشکیل شده از کلیدواژه ها بوده و استفاده از آن اختیاری است.

مثال :

#!/usr/bin/python
import thread
import time
# Define a function for the thread
def print_time( threadName, delay):
   count = 0
   while count < 5:
      time.sleep(delay)
      count += 1
      print "%s: %s" % ( threadName, time.ctime(time.time()) )
# Create two threads as follows
try :
   thread.start_new_thread( print_time, ("Thread-1", 2, ) )
   thread.start_new_thread( print_time, ("Thread-2", 4, ) )
except:
   print "Error: unable to start thread"
while 1:
   pass

خروجی :

Thread-1: Thu Jan 22 15:42:17 2009
Thread-1: Thu Jan 22 15:42:19 2009
Thread-2: Thu Jan 22 15:42:19 2009
Thread-1: Thu Jan 22 15:42:21 2009
Thread-2: Thu Jan 22 15:42:23 2009
Thread-1: Thu Jan 22 15:42:23 2009
Thread-1: Thu Jan 22 15:42:25 2009
Thread-2: Thu Jan 22 15:42:27 2009
Thread-2: Thu Jan 22 15:42:31 2009
Thread-2: Thu Jan 22 15:42:35 2009

اگرچه توصیه می شود که برای پردازش موازی سطح پایین (low-level threading) از ماژول thread استفاده نمایید، با این وجود ماژول مزبور در مقایسه با ماژول جدید برنامه نویسی موازی (threading module) از قابلیت های بسیار کمتری برخوردار است.

 

آموزش برنامه نویسی پایتون : ماژول Threading

ماژول جدیدتری که برای برنامه نویسی موازی همراه با ویرایش 2.4 زبان Python ارائه شد، قابلیت های بسیار بیشتر و سطح بالاتری جهت بهره گیری از پردازش موازی و thread ها در اختیار برنامه نویس قرار داد.

ماژول threading علاوه بر تمامی توابع ماژول قبلی (thread)، تعدادی متد نوین و کارای دیگر جهت پیاده سازی مفهوم برنامه نویسی موازی ارائه می دهد.

• متد threading.activeCount() : تعداد آبجکت های thread که فعال و در حال اجرا هستند را بازگردانی می نماید.
• متد threading.currentThread() : همان thread جاری را به عنوان خروجی برمی گرداند.

علاوه بر متدها، ماژول نام برده کلاس Thread را شامل می شود که threading و پردازش موازی را پیاده سازی می کند. متدهایی که که کلاس Thread در اختیار توسعه دهنده قرار می دهد، به شرح زیر می باشد :

• متد ()run : متد جاری در واقع entry point یا نقطه ی شروع اجرای thread می باشد.
• متد start() : thread را با فراخوانی تابع run() راه اندازی و اجرا می کند.
• متد ([Join ([time : متد join() منتظر می ماند تا thread ها خاتمه یابند.
• متد ()isAlive : متد حاضر بررسی می کند آیا یک thread هنوز در حل اجرا است یا خیر.
• متد ()getName : متد جاری اسم آبجکت thread را بازیابی می کند.
• متد ()setName : این متد اسم thread را مقداردهی می کند.

 

دوره آموزش پایتون : ساخت آبجکت Thread از ماژول Threading

به منظور پیاده سازی یک thread جدید از ماژول threading، کافی است مراحل زیر را دنبال نمایید:

• یک کلاس مشتق از کلاس Thread ایجاد نمایید (از آن ارث بری کنید).
• متد _[(init_(self[,args را جهت تزریق آرگومان های بیشتر به کلاس، بازنویسی (override) نمایید.
• در پایان، متد [(run(self[,args را پیاده سازی و در بدنه ی آن مشخص کنید که thread به هنگام اجرا چه عملیاتی را انجام دهد.

پس از ایجاد کلاس مشتق (ارث بری) از Thread، می توانید یک نمونه از آن ایجاد کرده و سپس با فراخوانی متد start() یک thread یا ریزپردازه ی دیگر آغاز نمایید که متعاقبا متد run() را صدا می زند.

مثال :

#!/usr/bin/python
import threading
import time
exitFlag = 0
class myThread (threading.Thread):
    def __init__(self, threadID, name, counter):
        threading.Thread.__init__(self)
        self.threadID = threadID
        self.name = name
        self.counter = counter
    def run(self):
        print "Starting " + self.name
        print_time(self.name, self.counter, 5)
        print "Exiting " + self.name
def print_time(threadName, delay, counter):
    while counter:
        if exitFlag:
            threadName.exit()
        time.sleep(delay)
        print "%s: %s" % (threadName, time.ctime(time.time()))
        counter -= 1
# Create new threads
thread1 = myThread(1, "Thread-1", 1)
thread2 = myThread(2, "Thread-2", 2)
# Start new Threads
thread1.start()
thread2.start()
print "Exiting Main Thread"

زمانی که کد فوق به اجرا گذاشته می شود، خروجی به صورت زیر خواهد بود :

Starting Thread-1
Starting Thread-2
Exiting Main Thread
Thread-1: Thu Mar 21 09:10:03 2013
Thread-1: Thu Mar 21 09:10:04 2013
Thread-2: Thu Mar 21 09:10:04 2013
Thread-1: Thu Mar 21 09:10:05 2013
Thread-1: Thu Mar 21 09:10:06 2013
Thread-2: Thu Mar 21 09:10:06 2013
Thread-1: Thu Mar 21 09:10:07 2013
Exiting Thread-1
Thread-2: Thu Mar 21 09:10:08 2013
Thread-2: Thu Mar 21 09:10:10 2013
Thread-2: Thu Mar 21 09:10:12 2013
Exiting Thread-2

 

آموزش Python : همزمان سازی thread ها

ماژول threading که در بالا به آن اشاره کردیم، یک مکانیزم اعمال قفل با قابلیت پیاده سازی آسان در اختیار توسعه دهنده قرار می دهد که به واسطه ی آن می توان به راحتی thread ها و اجرای آن ها را هماهنگ ساخت. جهت ساخت و اعمال قفل جدید کافی است متد Lock() فراخوانی شود که در خروجی نمونه ی جدید از آبجکت lock را بازگردانی می نماید.

متد acquire(blocking) از نمونه ی (آّبجکت) جدید lock، این قابلیت را دارد که با مدیریت thread ها آن ها را به طور همزمان (موازی) اجرا کند. به واسطه ی پارامتر اختیاری blocking توسعه دهنده قادر خواهد بود کنترل اینکه آیا قفل بر روی thread اعمال شود یا خیر را بدست گیرد.

زمانی که مقدار پارامتر blocking برابر 0 باشد، اگر قفل یا lock بر روی thread اعمال شد،متد با 1 و اگر نشد با 0 برمی گردد. هنگامی که blocking روی 1 تنظیم شده باشد، thread مسدود (block) شده و منتظر می ماند تا lock آزاد شود.

زمانی که متد release() از نمونه ی جدید lock صدا خورده می شود، lock یا قفل اعمال شده بر روی thread که دیگر کاربردی ندارد، آزاد می شود.

مثال :

#!/usr/bin/python
import threading
import time
exitFlag = 0
class myThread (threading.Thread):
    def __init__(self, threadID, name, counter):
        threading.Thread.__init__(self)
        self.threadID = threadID
        self.name = name
        self.counter = counter
    def run(self):
        print "Starting " + self.name
        print_time(self.name, self.counter, 5)
        print "Exiting " + self.name
def print_time(threadName, delay, counter):
    while counter:
        if exitFlag:
            threadName.exit()
        time.sleep(delay)
        print "%s: %s" % (threadName, time.ctime(time.time()))
        counter -= 1
# Create new threads
thread1 = myThread(1, "Thread-1", 1)
thread2 = myThread(2, "Thread-2", 2)
# Start new Threads
thread1.start()
thread2.start()
print "Exiting Main Thread"

خروجی :

Starting Thread-1
Starting Thread-2
Thread-1: Thu Mar 21 09:11:28 2013
Thread-1: Thu Mar 21 09:11:29 2013
Thread-1: Thu Mar 21 09:11:30 2013
Thread-2: Thu Mar 21 09:11:32 2013
Thread-2: Thu Mar 21 09:11:34 2013
Thread-2: Thu Mar 21 09:11:36 2013
Exiting Main Thread

 

آموزش پایتون : پیاده سازی queue بوسیله multi thread در پایتون

ماژول Queue به توسعه دهنده این امکان را می دهد تا یک آبجکت queue جدید ایجاد کند که همزمان چندین آیتم را به طور صف بندی شده در خود کپسوله می نماید. برای مدیریت Queue می توانید از توابع زیر استفاده نمایید :

• تابع get() : متد جاری یک آیتم را حذف و از queue بازیابی می کند.
• تابع put() : این متد یک آیتم جدید را به queue اضافه می کند.
• تابع qsize() : تعداد آیتم هایی که در زمان حاضر داخل صف قرار دارند را به عنوان خروجی بازمی گرداند.
• تابع empty() : چنانچه صف یا آبجکت queue خالی بود، مقدار بولی True و در غیر این صورت False را بازمی گرداند.
• تابع full() : چنانچه آبجکت queue ظرفیت خالی نداشت، مقدار بولی True و در غیر این صورت False را بازگردانی می نماید.

مثال :

#!/usr/bin/python
import Queue
import threading
import time
exitFlag = 0
class myThread (threading.Thread):
    def __init__(self, threadID, name, q):
        threading.Thread.__init__(self)
        self.threadID = threadID
        self.name = name
        self.q = q
    def run(self):
        print "Starting " + self.name
        process_data(self.name, self.q)
        print "Exiting " + self.name
def process_data(threadName, q):
    while not exitFlag:
        queueLock.acquire()
        if not workQueue.empty():
            data = q.get()
            queueLock.release()
            print "%s processing %s" % (threadName, data)
        else:
            queueLock.release()
        time.sleep(1)
threadList = ["Thread-1", "Thread-2", "Thread-3"]
nameList = ["One", "Two", "Three", "Four", "Five"]
queueLock = threading.Lock()
workQueue = Queue.Queue(10)
threads = []
threadID = 1
# Create new threads
for tName in threadList:
    thread = myThread(threadID, tName, workQueue)
    thread.start()
    threads.append(thread)
    threadID += 1
# Fill the queue
queueLock.acquire()
for word in nameList:
    workQueue.put(word)
queueLock.release()
# Wait for queue to empty
while not workQueue.empty():
    pass
# Notify threads it's time to exit
exitFlag = 1
# Wait for all threads to complete
for t in threads:
    t.join()
print "Exiting Main Thread"

نتیجه :

Starting Thread-1
Starting Thread-2
Starting Thread-3
Thread-1 processing One
Thread-2 processing Two
Thread-3 processing Three
Thread-1 processing Four
Thread-2 processing Five
Exiting Thread-3
Exiting Thread-1
Exiting Thread-2
Exiting Main Thread

با دیگر مقالات آموزش پایتون همراه ما باشید...

آموزش ارسال ایمیل با پایتون

در این مقاله به آموزش ارسال ایمیل با پایتون و چگونگی استفاده از SMTP در پایتون را با یکدیگر مورد بررسی قرار می دهیم..

 

فرستادن ایمیل با SMTP در پایتون

عبارت Simple Mail Transfer Protocol یا به اختصار SMPT (پروتکل ارسال و انتقال ایمیل) معرفی پروتکلی است که ارسال ایمیل و آدرس دهی (routing) آن بین سرویس دهنده های ایمیل را مدیریت می کند.

پایتون ماژولی به نام smtplib در اختیار توسعه دهنده قرار می دهد که یک آبجکت حاوی اطلاعات session ( اطلاعات جلسه ی کاری کاربر یا client session object) را در خود به صورت کپسوله داشته و می توان از آن برای ارسال ایمیل به هر دستگاه آنلاینی که listener daemon (برنامه ی ای که به رخدادها گوش داده و در پس زمینه فعالیت می کند) SMTP یا ESMTP بر روی آن فعال است، استفاده نمود. در زیر نحوه ی ساخت یک آبجکت SMTP ساده که بعده ها جهت ارسال ایمیل مورد استفاده قرار می گیرد، را مشاهده می کنید :

import smtplib
smtpObj = smtplib.SMTP( [host [, port [, local_hostname]]] )

 

در زیر شرح کاربرد هر یک از پارامترهای عنوان شده در قطعه کد بالا را مشاهده می کنید :

• پارامتر host : پارامتر جاری همان میزبان یا هاستی است که به عنوان سرویس دهنده ی SMTP شما ایفای نقش می کند (SMTP server شما بر روی آن اجرا می شود). شما می توانید مقدار این پارامتر را آدرس IP میزبان یا اسم دامنه همچون tahlildadeh.com تنظیم نمایید. استفاده از این آرگومان اختیاری است.
• پارامتر port : در صورت مقداردهی آرگومان اول، لازم است یک پورت یا شماره ی درگاه نیز مشخص نمایید که SMPT Server به آن گوش می دهد. شماره ی این پورت معمولا 25 می باشد.
• پارامتر local_hostname : چنانچه SMPT Server شما بر روی دستگاه محلی (کامپیوتر شخصی) مستقر و فعال باشد، در آن صورت کافی است مقدار این پارامتر را localhost قرار دهید.

در آبجکت SMPT متدی تعبیه شده به نام sendmail که اغلب، توسعه دهنده با استفاده از آن کار عملیات ارسال پیغام مورد نظر را به انجام می رساند. متد نام برده در کل سه پارامتر ورودی دریافت می کند که به شرح زیر می باشند :

• پارامتر sender : یک مقدار رشته ای دربردارنده آدرس ارسال کننده پیغام.
• پارامتر receivers : لیستی از رشته ها که هریک مختص به دریافت کننده ی مجزا می باشد.
• پارامتر message : یک پیغام به صورت رشته و فرمت دهی شده بر اساس مشخصات و قواعد RFC ها.

مثال :

در زیر یک اسکریپت ساده پایتون را مشاهده می کنید که ایمیلی را ارسال می کند.

#!/usr/bin/python
import smtplib
sender = '[e-mail]'
receivers = ['[e-mail]']
message = """From: From Person
To: To Person
Subject: SMTP e-mail test
This is a test e-mail message.
"""
try:
smtpObj = smtplib.SMTP('localhost')
smtpObj.sendmail(sender, receivers, message)
print "Successfully sent email"
   except SMTPException:
   print "Error: unable to send email"

 

در تمرین جاری، یک ایمیل ساده داخل متغیر message و کوتیشن سه تایی درج گردید و همان طور که می بینید، هدرها به روش صحیح فرمت دهی شده اند. هر ایمیل، سه هدر به ترتیب From ،To و Subject که به وسیله ویرگول از هم و به وسیله خط سفید از بدنه پیغام جدا شده اند را شامل می شود.

به منظور ارسال ایمیل، ابتدا با استفاده از smtpObj به SMPT Server (سرویس دهنده ی سرور) مستقر بر روی دستگاه محلی (local) وصل شوید، سپس متد sendmail را فراخوانی کرده و پیغام، آدرس فرم و آدرس مقصد را به عنوان پارامتر به این متد ارسال نمایید (اگرچه فرم و آدرس داخل خود ایمیل گنجانده شده، با این حال از این مقدارها همیشه برای آدرس دهی یا route ایمیل استفاده نمی شود).

چنانچه شما برای ارسال ایمیل از SMPT Server که بر روی دستگاه شما (local) شما نصب و اجرا شده، استفاده نمی کنید، در آن صورت می توانید با استفاده از smtplib client به یک سرور SMPT راه دور متصل شوید. برای این منظور لازم است ارائه دهنده ی ایمیل جزئیات و اطلاعات mail server خروجی دهنده را در اختیار شما قرار داده باشد و شما نیز آن ها را به صورت زیر بکار ببرید، مگر اینکه برای ارسال ایمیل از یک سرویس آماده همچون Hotmail و Yahoo استفاده نمایید که در آن صورت نیازی به این اطلاعات نیست.

smtplib.SMTP('mail.your-domain.com', 25)

 

ارسال فایل ایمیل به صورت HTML با استفاده از Python

زمانی که توسعه دهنده یک پیغام متنی را با استفاده از Python ارسال می کند، تمامی محتوای فایل به عنوان متن ساده در نظر گرفته می شود. به عبارت دیگر حتی اگر تگ های HTML را در پیغام متنی بگنجانید، باز هم محتوای فایل به صورت متن ساده نمایش داده شده و تگ های HTML بر اساس گرامر زبان نشانه گذاری HTML فرمت دهی نمی شوند. پایتون امکانی را در اختیار توسعه دهنده قرار می دهد که به واسطه ی آن می توان یک پیغام HTML را به صورت یک فایل واقعی HTML ارسال کرد.

به هنگام ارسال یک ایمیل، می توان نوع فایل (Mime version)، نوع محتوا و مجموعه کاراکتری که باید به صورت یک ایمیل HTML ارسال شود را مشخص نمایید.

مثال :

در زیر کدی را مشاهده می کنید که محتوایی با فرمت HTML را به صورت ایمیل ارسال می کند :

#!/usr/bin/python
import smtplib
message = """From: From Person
To: To Person
MIME-Version: 1.0
Content-type: text/html
Subject: SMTP HTML e-mail test
This is an e-mail message to be sent in HTML format
< b>This is HTML message.< /b>
< h1>This is headline.< /h1>
"""
try:
   smtpObj = smtplib.SMTP('localhost')
   smtpObj.sendmail(sender, receivers, message)   
   print "Successfully sent email"
except SMTPException:
   print "Error: unable to send email"

 

 

ارسال محتوا همراه با ایمیل در پایتون

جهت ارسال ایمیل با محتوای مختلط، لازم است مقدار هدر Content-type را برابر multipart/mixed قرار دهید. پس از آن، متن و محتوای الصاقی (attachment) را در boundaries دقیقا اعلان کنید. برای تعریف boundary، دو خط تیره (هایفن) و یک عدد منحصربفرد درج کنید که این بخش نباید در بدنه ی ایمیل یا بخش پیغام ظاهر شود. سپس یک boundary نهایی درج می کنید که نشانگر بخش پایانی ایمیل بوده و باید به دو خط تیره ختم شود. فایل های الصاق شده باید قبل از ارسال، به وسیله ی تابع pack("m") بر مبنای الگوریتم و روش کدگذاری base64 رمزنگاری شوند.

مثال :

در مثال زیر، فایل /tmp/test.txt به عنوان محتوای الصاقی همراه با ایمیل ارسال می شود :

#!/usr/bin/python
import smtplib
import base64
filename = "/tmp/test.txt"
# Read a file and encode it into base64 format
fo = open(filename, "rb")
filecontent = fo.read()
encodedcontent = base64.b64encode(filecontent)  # base64
sender = '[e-mail]'
reciever = '[e-mail]'
marker = "AUNIQUEMARKER"
body ="""
This is a test email to send an attachement.
"""
# Define the main headers.
part1 = """From: From Person
To: To Person
Subject: Sending Attachement
MIME-Version: 1.0
Content-Type: multipart/mixed; boundary=%s
--%s
""" % (marker, marker)
# Define the message action
part2 = """Content-Type: text/plain
Content-Transfer-Encoding:8bit
%s
--%s
""" % (body,marker)
# Define the attachment section
part3 = """Content-Type: multipart/mixed; name=\"%s\"
Content-Transfer-Encoding:base64
Content-Disposition: attachment; filename=%s
%s
--%s--
""" %(filename, filename, encodedcontent, marker)
message = part1 + part2 + part3
try:
   smtpObj = smtplib.SMTP('localhost')
   smtpObj.sendmail(sender, reciever, message)
   print "Successfully sent email"
except Exception:
   print "Error: unable to send email"

 

با دیگر مقاله های ما در زمینه آموزش پایتون همراه ما باشید...

آموزش برنامه نویسی شبکه در پایتون

امروز با آموزش برنامه نویسی شبکه در پایتون (سوکت نویسی) همراه شما هستیم..

شرحی بر مفهوم Socket

سوکت ها (Sockets) در واقع endpoint های موجود در یک کانال ارتباطی دو طرفه هستند. سوکت ها می توانند در بستر یک فرایند یا بین دو فرایند در دستگاه واحد و یا حتی چندین فرایند در دستگاه های مستقر در قاره و نقاط جغرافیایی مختلف با یکدیگر تبادل داده داشته باشند. از دیدگاه kernel و هسته سیستم عامل، socket صرفا نقطه نهایی تبادل داده و ارتباط می باشد. از دیدگاه اپلیکیشن و برنامه تحت شبکه، socket یک توصیف گر و شناسه فایل که به آن امکان و مجوز درج و خواندن داده در / از شبکه را می دهد، قلمداد می شود. در واقع Socket ترکیبی از آدرس دستگاه (IP) و آدرس درگاه (port number) می باشد.

سوکت ها بر روی انواع کانال های ارتباطی قابل پیاده سازی می باشند که از جمله آن ها می توان به Unix domain socket، TCP، UDP و غیره ... اشاره کرد. کتابخانه socket کلاس های اختصاصی ارائه می دهد که علاوه بر انتقال داده های معمولی، Interface های از نوع generic که دیگر انواع عملیات انتقال و غیره را تحت پوشش قرار می دهد، مدیریت می نماید.

برای درک مفهوم سوکت و کار با آن، لازم است با واژگان زیر آشنا شوید :

• عبارت domain :خانواده پروتکل هایی که به عنوان مکانیزم انتقال مورد استفاده قرار می گیرد (انتقال داده در بستر شبکه بر اساس آن ها صورت می گیرد). این مقادیر ثوابتی همچون AF_INET، PF_INET، PF_UNIX، PF_X25 و غیره .. هستند.
• عبارت type :عبارت است از نوع ارتباطاتی که بین دو endpoint برقرار می شود. این عبارت معمولا SOCK_STREAM را برای پروتکل های connection-oriented (امن و تضمین دهنده ی تحویل اطلاعات) و SOCK_DGRAM را ویژه پروتکل های connectionless (غیر امن با سرعت بالا که تحویل داده ها را تضمین نمی کند) شامل می شود.
• عبارت protocol : به طور پیش فرض بر روی 0 تنظیم می شود، این مفهوم غالبا جهت معرفی نوع دیگر از پروتکل داخل یک domain و type بکار می رود.
• عبارت hostname : شناسه و اسم اینترفیس شبکه است:
  یک رشته که می تواند اسم سرویس دهنده (hostname)، آدرس IP نسخه ی 4، آدرس IPV6 (آدرس IP ورژن 6) با ساختار نگارشی دو نقطه باشد. یک رشته " " که آدرس INADDR_BROADCAST را تعریف می کند. یک رشته با طول صفر که INADDR_ANY را تعریف می کند یا یک عدد صحیح اختصاص داده شده به hostname که معرف یک سیستم در آن شبکه است.
• عبارت port : هر سرویس دهنده به کلاینت هایی که یک یا چند پورت را صدا می زنند، گوش می دهد. پورت می تواند شماره ی پورت Fixnum باشد، یک رشته دربردارنده ی شماره ی پورت یا اسم سرویس باشد.

 

آموزش برنامه نویسی شبکه در پایتون : ماژول Socket

به منظور ایجاد یک Socket، لازم است تابع socket.socket() در ماژول socket را فراخوانی نمایید که سینتکس و دستور کلی آن به صورت زیر می باشد :

s = socket.socket (socket_family, socket_type, protocol=0)

در زیر شرح هر یک از این پارامترها را مشاهده می کنید :

• پارامتر socket_family : این پارامتر، همان طور که در بالا توضیح داده شد، می تواند AF_UNIX یا AF_INET باشد.
• پارامتر socket_type : این پارامتر می تواند یا SOCK_STREAM و یا SOCK_DGRAM باشد.
• پارامتر protocol : این پارامتر اختیاری بوده و به صورت پیش فرض بر روی 0 تنظیم می شود.

پس از تعریف آبجکت socket، می توانید با استفاده از توابع لازم، برنامه های سمت سرویس دهنده و سمت سرویس گیرنده ی خود را تعریف نمایید. جداول زیر لیست توابع لازم برای این منظور را معرفی می کند :

 

متدهای Server Socket

• متد s.bind() : این متد آدرس (hostname یا اسم سرویس دهنده، جفت آدرس پورت یاport number pair) را به socket به صورت دو طرفه وصل می کند.
• متد s.listen() : این متد یک گوش فرادهنده (Listener) به TCP تنظیم و راه اندازی می کند.
• متد s.accept() : این متد درخواست اتصال به سرویس دهنده را می پذیرد و به عبارتی ارتباط معلق را به سرور معرفی می کند.

 

متدهای Receiver Socket

• متد s.connect() : این متد اتصال به سرویس دهنده ی را بر اساس TCP راه اندازی می کند.

 

متدهای کلی ماژول socket

• متد s.recv() : این متد پیغام TCP را دریافت می کند.
• متد s.send() : متد حاضر پیغام TCP را ارسال می کند.
• متد s.recvfrom() : متد جاری پیغام UDP را دریافت می کند.
• متد s.sendto() : این متد پیغام UDP را ارسال می کند.
• متد s.close() : این متد socket را می بندد.
• متد socket.gethostname() : اسم سرویس دهنده (hostname) را در خروجی برمی گرداند.

 

پیاده سازی بخش مربوط به سرویس دهنده

جهت پیاده سازی بخش مربوط به سمت سرور، تابع socket کپسوله سازی شده در ماژول socket را فراخوانی کرده و ابتدا یک آبجکت socket می سازیم. سپس به واسطه ی این آبجکت، دیگر توابع لازم را جهت تنظیم و راه اندازی سرویس دهنده ی socket صدا می زنیم.

حال متد bind(hostname, port) را جهت مشخص کردن یک port برای سرویس خود در دستگاه میزبان یا سرویس دهنده فراخوانی نمایید.

سپس، متد accept() را بر روی آبجکت s (آبجکت ساخته شده ی socket) جهت معرفی ارتباط معلق به ماشین سرور فراخوانی می کنید. این متد صبر می کند که سرویس گیرنده به port یا آدرس درگاه تعیین شده، متصل شود و متعاقبا آبجکت connection را که نشانگر اتصال آن سرویس گیرنده (کلاینت) است در خروجی برمی گرداند.

#!/usr/bin/python           # This is server.py file
import socket               # Import socket module
s = socket.socket()         # Create a socket object
host = socket.gethostname() # Get local machine name
port = 12345                # Reserve a port for your service.
s.bind((host, port))        # Bind to the port
s.listen(5)                 # Now wait for client connection.
while True:
c, addr = s.accept()     # Establish connection with client.
print 'Got connection from', addr
 c.send('Thank you for connecting')
c.close()                # Close the connection

 

پیاده سازی بخش مربوط به سرویس گیرنده

در این بخش از آموزش، یک اپلیکیشن ساده سمت سرویس گیرنده می نویسیم که اتصال به پورت معین 12345و دستگاه سرویس (سرویس دهنده) را فراهم می آورد. به راحتی می توانید یک کلاینت یا سرویس گیرنده ی socket به واسطه ی تابع مربوطه از ماژول socket ایجاد کرد.

متد socket.connect(hosname, port ) یک اتصال بر اساس پروتکل TCP به hostname (دستگاه سرویس دهنده ی مربوطه بر اساس شماره ی port) باز می کند. این متد بر اساس اسن ماشین سرور و آدرس پورت اتصال را جهت تبادل داده برقرار می نماید.

پس از باز کردن socket، می توانید اطلاعات آن را مانند سایر آبجکت های IO بخوانید. لازم است در پایان، سوکت را بسته و اتصال را خاتمه می دهید.کد زیر همان طور که مشاهده می کنید، بخش مربوط به سرویس گیرنده و در واقع یک کلاینت ساده است که به دستگاه سرویس دهنده و شماره درگاه مربوطه وصل شده، تمامی داده های مورد نیاز را از socket می خواند و در نهایت با فراخوانی تابع close() بر روی آبجکت s، سوکت را بسته و اتصال را خاتمه می دهد.

#!/usr/bin/python           # This is client.py file
import socket               # Import socket module
s = socket.socket()         # Create a socket object
host = socket.gethostname() # Get local machine name
port = 12345                # Reserve a port for your service.
s.connect((host, port))
print s.recv(1024)
s.close                     # Close the socket when done

 

حال جهت مشاهده ی خروجی، ابتدا فایل server.py زیر را در پس زمینه اجرا و سپس فایل client.py نام برده را اجرا کنید.

# Following would start a server in background.
$ python server.py & 
# Once server is started run client as follows:
$ python client.py

 

خروجی زیر را برمی گرداند :

Got connection from ('127.0.0.1', 48437)
Thank you for connecting

 

ماژول های برنامه نویسی تحت شبکه برای Python / Python Internet modules

در زیر لیستی از ماژول های مهم و پرکاربرد پایتون در زمینه ی برنامه نویسی تحت شبکه را مشاهده می کنید.

 

با آموزش های دیگر در زمینه آموزش پایتون همراه ما باشید...

آموزش پایگاه داده پایتون

سلام دوستان...

 

با آموزش پایتون همراه ما باشید :

 

پایتون Python و دسترسی به دیتابیس MySQL

پایتون جهت دسترسی به دیتابیس از توابع کتابخانه ای DB-API استفاده کرده و interface هایی که برای اتصال به پایگاه داده و مدیریت داده های اپلیکیشن بایستی پیاده سازی شود، بر اساس همین استاندارد می باشد. در واقع بیشتر رابط های (interface) اتصال به دیتابیس از این استاندارد پیروی می کنند.

توسعه دهنده می تواند بر اساس نیاز اپلیکیشن خود، دیتابیس مناسب را انتخاب کند. توابع کتابخانه ای اتصال و استفاده از دیتابیس زبان پایتون (API) از database server های زیر پشتیبانی می کند:

• GadFly
• mSQL
• MySQL
• PostgreSQL
• Microsoft SQL Server
• Informix
• Interbase
• Oracle
• Sybase

برای مشاهده لیست interface های اتصال به دیتابیس می توانید به این لینک مراجعه کنید: http://wiki.python.org/moin/DatabaseInterfaces. لازم به ذکر است که برای اتصال به هر دیتابیس مجزا و جهت دسترسی یا مدیریت داده های اپلیکیشن می بایست یک ماژول DB API جداگانه دانلود و نصب نمایید. به طور مثال، چنانچه توسعه دهنده می بایست علاوه بر MySQL به دیتابیس Oracle دسترسی پیدا کند، بدیهی است که باید ماژول های مجزا هریک را جداگانه از اینترنت بارگیری کرده و نصب نماید (ماژول های دیتابیس MySQL و Oracle).

ماژول DB API یک حداقل استاندارد برای مدیریت دیتابیس با استفاده از ساختار و دستور نحوی زبان برنامه نویسی پایتون در اختیار توسعه دهنده قرار می دهد. استفاده از این مجموعه توابع کتابخانه ای یا API مراحل زیر را شامل می شود:

• وارد کردن ماژول این مجموعه توابع کتابخانه ای با استفاده از دستور import
• برقراری اتصال به دیتابیس
• صدور و فراخوانی دستورات و توابع (Store procedure) مورد نیاز SQL
• بستن و قطع اتصال به دیتابیس

در آموزش حاضر تمامی این مباحث را با دیتابیس رابطه ای MySQL مدیریت می کنیم. به همین جهت ماژول MySQLdb را بارگیری نموده و نصب می کنیم.

 

آموزش پایتون : ماژول MySQLdb

ماژول MySQLdb یک رابط یا interface برای اتصال به سرویس دهنده دیتابیس MySQL (MySQL Database server) با زبان برنامه نویسی پایتون است که توسعه دهنده می بایست برای دسترسی و مدیریت داده های اپلیکیشن آن را پیاده سازی کند. این اینترفیس ویرایش 2.0 Database API پایتون را پیاده سازی کرده و بر پایه ی MySQL C API ساخته شده است.

 

نصب MySQLdb

جهت استفاده از توابع MySQLdb لازم است ماژول آن را بر روی دستگاه خود نصب نمایید. کافی است دستورات زیر را در اسکریپت پایتون لحاظ کرده و آن ها را اجرا نمایید:

#!/usr/bin/python

import MySQLdb

کد فوق یک پیغام خطا مبنی بر اینکه ماژول MySQLdb نصب نشده است تولید می کند:

Traceback (most recent call last):

File "test.py", line 3, in <module>

import MySQLdb

ImportError: No module named MySQLdb

</module>

به منظور نصب ماژول MySQLdb، کافی است دستورات زیر را تایپ نمایید:

For Ubuntu, use the following command -

$ sudo apt-get install python-pip python-dev libmysqlclient-dev

For Fedora, use the following command -

$ sudo dnf install python python-devel mysql-devel redhat-rpm-config gcc

For Python command prompt, use the following command -

pip install MySQL-python

نکته:

لازم است جهت نصب ماژول فوق، root privilege (مجوز در سطح دسترسی به فایل های ریشه) داشته باشید.

 

پیاده سازی اتصال به دیتابیس (Database connection) در آموزش پایتون

پیش از اتصال به دیتابیس MySQL، لازم است اقدامات زیر را کامل انجام داده باشید:

• یک دیتابیس به نام TESTDB ایجاد نموده اید.
• یک جدول به نام EMPLOYEE در دیتابیس مزبور تعریف کرده اید.
• جدول مورد نظر فیلدهایی به نام FIRST_NAME، LAST_NAME، AGE، SEX و INCOME را دربرمی گیرد.
• جهت دسترسی به دیتابیس User ID (شناسه ی کاربری) را بر روی "testuser" و گذرواژه را بر روی "test123" تنظیم کرده اید.
• ماژول MySQLdb به طور کامل بر روی دستگاه مورد نظر نصب شده است.
• با مفاهیم پایه و ابتدایی دیتابیس MySQL آشنایی کافی داشته باشید.

 

ماژول

ذیل مثالی را مشاهده می کنید که در آن توسعه دهنده با زبان پایتون به دیتابیس رابطه ای MySQL به نام "TESTDB" متصل می شود.

#!/usr/bin/python

import MySQLdb

# Open database connection

db = MySQLdb.connect("localhost","testuser","test123","TESTDB" )

# prepare a cursor object using cursor() method

cursor = db.cursor()

# execute SQL query using execute() method.

cursor.execute("SELECT VERSION()")

# Fetch a single row using fetchone() method.

data = cursor.fetchone()

print "Database version : %s " % data

# disconnect from server

db.close()

خروجی اسکریپت فوق در دستگاه مبتنی بر Linux به صورت زیر می باشد.

Database version : 5.0.45

زمانی که اتصال به دیتابیس یا منبع داده ای مورد نظر با موفقیت انجام می شود، یک آبجکت Connection در خروجی بازگردانی شده و متعاقبا داخل آبجکت db جهت استفاده در آینده ذخیره می گردد. در غیر این صورت مقدار db برابر None قرار داده خواهد شد. آبجکت db سپس جهت اعلان و آماده سازی آبجکت cursor استفاده می شود. حال به منظور اجرای دستورهای درخواست داده و پرس و جو از دیتابیس، متد execute() بر روی آبجکت cursor فراخوانی می شود. در پایان، پیش از خروج از دیتابیس، اتصال به دیتابیس قطع شده و منابع مورد استفاده آزاد می شوند.

 

ایجاد جدول دیتابیس در آموزش پایتون

پس از اینکه اتصال به دیتابیس برقرار شد، توسعه دهنده می تواند اقدام به ساخت جدول و درج سطر در جداول دیتابیس نماید. برای این منظور لازم است متد execute را بر روی آبجکت cursor صدا بزند.

مثال

در زیر یک جدول به نام EMPLOYEE ایجاد می کنیم:

#!/usr/bin/python

import MySQLdb

# Open database connection

db = MySQLdb.connect("localhost","testuser","test123","TESTDB" )

# prepare a cursor object using cursor() method

cursor = db.cursor()

# Drop table if it already exist using execute() method.

cursor.execute("DROP TABLE IF EXISTS EMPLOYEE")

# Create table as per requirement

sql = """CREATE TABLE EMPLOYEE (

FIRST_NAME CHAR(20) NOT NULL,

LAST_NAME CHAR(20),

AGE INT,

SEX CHAR(1),

INCOME FLOAT )"""

cursor.execute(sql)

# disconnect from server

db.close()

 

عملیات INSERT

این عملیات زمانی اجرا می شود که توسعه دهنده بخواهد سطر و رکورد جدید در جدول دیتابیس جاری درج نماید.

مثال

مثال زیر دستور INSERT زبان SQL را برای ایجاد رکورد جدید در جدول EMPLOYEE اجرا می کند:

#!/usr/bin/python

import MySQLdb

# Open database connection

db = MySQLdb.connect("localhost","testuser","test123","TESTDB" )

# prepare a cursor object using cursor() method

cursor = db.cursor()

# Prepare SQL query to INSERT a record into the database.

sql = """INSERT INTO EMPLOYEE(FIRST_NAME,

LAST_NAME, AGE, SEX, INCOME)

VALUES ('Mac', 'Mohan', 20, 'M', 2000)"""

try:

# Execute the SQL command

cursor.execute(sql)

# Commit your changes in the database

db.commit()

except:

# Rollback in case there is any error

db.rollback()

# disconnect from server

db.close()

مثال فوق را می توان جهت تولید Query های SQL به صورت dynamic (در زمان اجرا) به صورت زیر نوشت:

#!/usr/bin/python

import MySQLdb

# Open database connection

db = MySQLdb.connect("localhost","testuser","test123","TESTDB" )

# prepare a cursor object using cursor() method

cursor = db.cursor()

# Prepare SQL query to INSERT a record into the database.

sql = "INSERT INTO EMPLOYEE(FIRST_NAME, \

LAST_NAME, AGE, SEX, INCOME) \

VALUES ('%s', '%s', '%d', '%c', '%d' )" % \

('Mac', 'Mohan', 20, 'M', 2000)

try:

# Execute the SQL command

cursor.execute(sql)

# Commit your changes in the database

db.commit()

except:

# Rollback in case there is any error

db.rollback()

# disconnect from server

db.close()

مثال

تکه کد زیر روش دیگری از درج داده در سطر است که در آن شما می توانید پارامترها را به صورت مستقیم به متد execute ارسال کنید:

..................................

user_id = "test123"

password = "password"

con.execute('insert into Login values("%s", "%s")' % \

(user_id, password))

..................................

 

عملیات خواندن داده ها (READ)

عملیات READ منحصرا اطلاعات مفیدی را از دیتابیس واکشی می کند.

پس از برقرار اتصال به دیتابیس، می توان از آن جهت درخواست داده های مورد نظر Query گرفت. دو متد fetchone() و fetchall() نیز برای همین منظور تعبیه شده اند.

متد fetchone(): این متد همان طور که از اسم آن پیدا است، تنها یک رکورد یا سطر را در خروجی برمی گرداند. در واقع متد حاضر سطر بعدی از میان مجموعه سطرهای داده (result set خروجی کوئری) را بازگردانی می نماید. زمانی که توسعه دهنده با استفاده از cursor از دیتابیس کوئری می گیرد، خروجی یک آبجکت result set (مجموعه سطرهای داده) می باشد.

متد fetchall(): متد جاری قادر است همزمان چندین مقدار را ازدیتابیس واکشی کند. این متد تمامی سطرهای موجود در مجموعه سطرهای داده یا آبجکت result set را بازیابی می کند. اگر برخی از سطرها قبلا از دیتابیس استخراج شده باشد، در آن صورت باقی سطرها از آبجکت result set واکشی می شود.

متد rowcount: این المان یک attribute فقط خواندنی (read-only) است و تعدد سطرهایی که تحت تاثیر متد execute() قرار گرفتند را بازمی گرداند.

مثال

رویه procedure زیر تمامی سطرهای موجود در دیتابیس را از جدول EMPLOYEE که مقدار فیلد income آن بیشتر از 1000 می باشد را به عنوان خروجی کوئری بازمی گرداند:

#!/usr/bin/python

import MySQLdb

# Open database connection

db = MySQLdb.connect("localhost","testuser","test123","TESTDB" )

# prepare a cursor object using cursor() method

cursor = db.cursor()

# Prepare SQL query to INSERT a record into the database.

sql = "SELECT * FROM EMPLOYEE \

WHERE INCOME > '%d'" % (1000)

try:

# Execute the SQL command

cursor.execute(sql)

# Fetch all the rows in a list of lists.

results = cursor.fetchall()

for row in results:

fname = row[0]

lname = row[1]

age = row[2]

sex = row[3]

income = row[4]

# Now print fetched result

print "fname=%s,lname=%s,age=%d,sex=%s,income=%d" % \

(fname, lname, age, sex, income )

except:

print "Error: unable to fecth data"

# disconnect from server

db.close()

خروجی زیر را برمی گرداند:

fname=Mac, lname=Mohan, age=20, sex=M, income=2000

 

عملیات UPDATE و بروز رسانی داده ها

زمانی که عملیات UPDATE بر روی دیتابیس اجرا می شود، یک یا چندین سطر موجود در این دیتابیس با داده های جدید بروز رسانی می شوند.

رویه procedure و قطعه کدی که در زیر مشاهده می کنید، تمامی رکوردهایی که مقدار فیلد SEX آن ها 'M' می باشد را بروز رسانی می کند.در مثال جاری، مقدار فیلد AGE تمامی مردها را به میزان یک سال افزایش می دهیم.

مثال

#!/usr/bin/python

import MySQLdb

# Open database connection

db = MySQLdb.connect("localhost","testuser","test123","TESTDB" )

# prepare a cursor object using cursor() method

cursor = db.cursor()

# Prepare SQL query to UPDATE required records

sql = "UPDATE EMPLOYEE SET AGE = AGE + 1

WHERE SEX = '%c'" % ('M')

try:

# Execute the SQL command

cursor.execute(sql)

# Commit your changes in the database

db.commit()

except:

# Rollback in case there is any error

db.rollback()

# disconnect from server

db.close()

 

عملیات DELETE و حذف رکورد از دیتابیس

عملیات DELETE زمانی استفاده می شود که لازم باشد یک یا چند رکورد از دیتابیس مورد نظر پاک شوند. کد حاضر تمامی رکوردهای جدول EMPLOYEE که مقدار فیلد AGE آن ها بیش از 20 می باشد را حذف می نماید:

مثال

#!/usr/bin/python

import MySQLdb

# Open database connection

db = MySQLdb.connect("localhost","testuser","test123","TESTDB" )

# prepare a cursor object using cursor() method

cursor = db.cursor()

# Prepare SQL query to DELETE required records

sql = "DELETE FROM EMPLOYEE WHERE AGE > '%d'" % (20)

try:

# Execute the SQL command

cursor.execute(sql)

# Commit your changes in the database

db.commit()

except:

# Rollback in case there is any error

db.rollback()

# disconnect from server

db.close()

 

اجرای تراکنش بر روی دیتابیس (Transactions)

تراکنش یک مکانیزم است که دیتابیس را از یک وضعیت پایدار به وضعیت سالم و پایدار دیگر انتقال می دهد. تراکنش مجموعه ای از دستورها است که یا همه ی آن ها با موفقیت اجرا می شوند یا هیچکدام انجام نمی شوند.

تراکنش دارای چهار ویژگی معروف می باشد:

(اصل یا همه یا هیچ) Atomicity : تراکنش یا کاملا و به صورت یک پکیج اجرا می شود یا هیچ اتفاقی نمی افتد.

(اصل یکپارچگی و پایداری) Consistency: یک تراکنش باید پایگاه داده را از وضعیت پایدار و مشخص به وضعیت سالم، مشخص و پایدار دیگری انتقال دهد.

(اصل انزوا) Isolation: اطمینان حاصل می کند که تراکنش هایی که به طور همزمان اجرا می شوند، بر روی یکدیگر و سلامت دیتابیس اثری نمی گذارد، گویا هر یک در انزوا و به طور جداگانه اجرا می شوند.

(اصل پایایی و ماندگاری) Durability : زمانی که یک تراکنش به صورت نهایی ثبت و به اجرا رسید (commit)، اثرشان ماندگار و پایا خواهد بود، حتی اگر سیستم دچار خرابی ناگهانی شود.

مثال

از قبل حتما با نحوه ی پیاده سازی تراکنش آشنایی دارید. در زیر مثالی مشابه را می بینید:

# Prepare SQL query to DELETE required records

sql = "DELETE FROM EMPLOYEE WHERE AGE > '%d'" % (20)

try:

# Execute the SQL command

cursor.execute(sql)

# Commit your changes in the database

db.commit()

except:

# Rollback in case there is any error

db.rollback()

عملیات Commit و ثبت نهایی

کمیت Commit عملیاتی است که به دیتابیس اعلان می کند که باید تمامی تغییرات خود را به صورت نهایی ثبت کرده و پس از انجام آن دیگر امکان بازگشت به وضعیت قبلی وجود ندارد.

در زیر تکه کد ساده ای را مشاهده می کنید که متد commit() را بر روی آبجکت db صدا می زند.

db.commit()

 

عملیات ROLLBACK و بازگشت به وضعیت قبلی

اگر از تغییرات ثبت شده رضایت کامل ندارید، می توانید دیتابیس را به وضعیت قبل از انجام تراکنش بازگردانید. برای این منظور کافی است متد rollback() را بر روی آبجکت db فراخوانی نمایید.

db.rollback()

 

قطع اتصال به دیتابیس (متد close())

جهت بستن اتصال به دیتابیس کافی است متد close() را به صورت زیر فراخوانی نمایید:

db.close()

اگر اتصال به دیتابیس با فراخوانی متد close() بسته شود، در آن صورت تمامی تراکنش های انجام نشده به صورت نهایی، توسط DB به وضعیت قبلی بازگردانی می شوند.

 

مدیریت خطاها

خطاها بر اثر عوامل مختلفی رخ می دهند. برخی از خطاها بر اثر خطا گرامری و اشکال در سینتکس دستور SQL اجرا شده، رخ می دهند. برخی دیگر بر اثر عدم موفقیت در اتصال (connection failure) و برخی هم به دلیل فراخوانی متد fetch بر روی دستوری که قبلا یا کاملا انجام شده و یا لغو گردیده، اتفاق می افتند.

با DB API تعدادی خطا اعلان می کند که باید در هر ماژولی تعریف شده باشد. این خطاها (exceptions) در جدول زیر لیست شده اند:

 

اسکریپت های پایتون اپلیکیشن شما می بایست تمامی این خطاها را مدیریت کند. اما لازم است قبل از بکار بردن هر کدام از این exception ها اطمینان حاصل نمایید که MySQLdb امکان پشتیبانی از آن ها را دارد.

آموزش پایتون ادامه دارد.

آموزش پایتون-آموزش ماژول ها در Python

سلام دوستان...

با آموزش پایتون همراه ما باشید :

قسمت اول آموزش Python

 

آموزش ماژول ها در Python

ماژول به شما این امکان را می دهد که کدهای خود را در پایتون سازمان دهی کنید. گروه بندی کدهای مرتبط با هم در یک ماژول، خوانایی کد و قابلیت استفاده از آن را بهبود می بخشد. ماژول یک شی است که دارای متغیرهای عضو (attribute) می باشد. این متغیرها را می توان bind(متصل) کرده و مورد ارجاع (reference) قرار داد. ماژول درواقع یک فایل است که حاوی کد پایتون می باشد. ماژول توابع، کلاس ها و متغیرهایی را در اختیار شما قرار می دهد. ماژول همچنین می تواند دربردارنده ی کد اجرایی باشد. مثال: کد پایتون ماژول aname، داخل فایل aname.py جای گذاری می شود. در زیر مثالی از یک ماژول ساده (support.py) را مشاهده می کنید:

def print_func( par ):

print "Hello : ", par

return

 

دستور import در آموزش پایتون

می توان با استفاده از دستور import، یک source file پایتون را در source file دیگری مورد استفاده قرار داد. نحوه ی استفاده از دستور import به ترتیب زیر می باشد:

import module1[, module2[,... moduleN]

هنگامی که مفسر با دستور import مواجه می شود، اگر آن ماژول در search path (مسیر جستجو) موجود باشد، ماژول مربوطه را وارد برنامه ی جاری می کند. search path، لیستی از پوشه ها (directory) است که مفسر در آن ها جستجو کرده و در صورت یافتن ماژول مورد نظر آن را وارد می کند. برای مثال، به منظور وارد کردن ماژول hello.py، می بایست دستور زیر را بالای اسکریپت درج نمایید:

#!/usr/bin/python

# Import module support

import support

# Now you can call defined function that module as follows

support.print_func("Zara")

خروجی:

Hello : Zara

یک ماژول، صرف نظر اینکه چندبار وارد (import) می شود، فقط یکبار بارگذاری می گردد. در صورت وجود چندین نمونه از دستور import، این امر مانع از این می شود که ماژول بارها و بارها اجرا شود.

The from...import Statement

دستور from، به شما اجازه می دهد متغیرهای عضو (attribute) را از یک ماژول وارد فضای نامی جاری کنید. طریقه ی بکار بردن دستور from...import در زیر نمایش داده شده است:

from modname import name1[, name2[, ... nameN]]

برای مثال، جهت وارد کردن تابع fibonacci از ماژول fib، دستور زیر را استفاده نمایید:

from fib import fibonacci

این دستور کل ماژول fib را در فضای نام جاری وارد نمی کند، بلکه صرفا آیتم fibonacci را از ماژول fib داخل جدول سراسری symbol ماژول import شده وارد می نماید.

 

دستور from...import *

همچنین می توان تمامی اسم ها را از یک ماژول، وارد فضای نامی جاری کرد. این کار با استفاده از دستور زیر امکان پذیر می باشد:

from modname import *

دستور یاد شده، روشی آسان برای وارد کردن تمامی آیتم های مورد نظر از یک ماژول در فضای نام جاری می باشد. با این حال توصیه می شود از این دستور فقط مواقع ضروری استفاده کنید.

 

مکان یابی ماژول

به هنگام وارد کردن یک ماژول، مفسر زبان پایتون به ترتیب شرح داده شده در زیر به دنبال ماژول مورد نظر می گردد.

1. پوشه ی جاری.
2. در صورت نیافتن ماژول، پایتون هر پوشه (directory) را در shell variableکه PYTHONPATH نام دارد جستجو می کند.
3. در صورت موفق نبودن دو روش ذکر شده، پایتون مسیر پیش فرض را سرچ می کند. در محیط UNIX، این مسیر پیش فرض /usr/local/lib/python/ می باشد.

مسیری که ماژول در آن جستجو می شود (module search path)، داخل ماژول system module در قالب متغیر sys.path ذخیره می شود. متغیر sys.path حاوی پوشه ی جاری، متغیر PYTHONPATH است و مقدار پیش فرض آن به مسیر نصب بستگی دارد.

 

متغیر PYTHONPATH

متغیر PYTHONPATH، همان طور که پیش تر در این سری آمورشی تشریح شد، یک environment variable (متغیرهای محیطی مجموعه‌ای از مقادیر نام‌گذاری‌شده هستند که قادراند چگونگی رفتار کردن پروسه های در حال اجرا را تغییر داده و بر روی آنها تاثیر بگذارند. متغیرهای محیطی، از فرایند parent به فرایندهای child به ارث می‌رسند. این متغیرها بخشی از محیط عملیاتی هستند که فرایند در آن اجرا می‌شود.) می باشد که از لیستی از پوشه ها (directory) تشکیل شده است. سینتکس متغیر نام برده مشابه shell variable، PATH می باشد. در زیر مثالی از متغیر PYTHONPATH در سیستم عامل ویندوز را می بینید:

set PYTHONPATH=c:\python20\lib;

نمونه ای از متغیر محیطی PYTHONPATH از سیستم UNIX:

set PYTHONPATH=/usr/local/lib/python

 

فضای نامی و تعیین حوزه ی دسترسی در آموزش پایتون

متغیرها اسم ها یا شناسه هایی هستند که به اشیا نگاشت (map) می شوند. فضای نام یک dictionary از اسم متغیر (کلید) و اشیای مرتبط با آن (مقادیر) هستند. دستور پایتون می تواند به متغیرهایی که در فضای نام محلی و همچنین در فضای نام سراسری قرار دارد، دسترسی داشته باشد.چنانچه متغیر سراسری و محلی هر دو دارای اسمی یکسان باشند، متغیر محلی بر متغیر سراسری اولویت دارد. هر تابع دارای فضای نام محلی و مختص به خود است. متدهای کلاس نیز از همان قوانین تعیین حوزه ی دسترسی که توابع معمولی دنبال می کنند، پیروی می کنند. زبان پایتون برآورد می کند متغیرها سراسری هستند یا محلی. بدین معنی که فرض می گیرد هر متغیری که در یک تابع مقداردهی می شود، نسبت به آن تابع محلی می باشد. از این رو، جهت تخصیص یک مقدار به متغیر سراسری در حوزه ی یک تابع، ابتدا بایستی از دستور سراسری استفاده کنید. دستور global VarName به زبان پایتون اطلاع می دهد که VarName یک متغیر سراسری است، در پی آن پایتون جستجو برای متغیر مورد نظر در فضای نام محلی را متوقف می سازد. فرض بگیرید، یک متغیر به نام Money در فضای نام سراسری تعریف کرده ایم. سپس داخل تابع، متغیر ذکر شده را مقداردهی می کنیم. به دنبال آن پایتون متغیر Money را یک متغیر محلی در نظر می گیرد. با این حال، پیش از اینکه متغیر محلی Money را تنظیم (set) کنیم، سعی کردیم به مقدار آن دسترسی پیدا کنیم. در نتیجه با خطای UnboundLocalError مواجه می شویم. برای رفع آن، دستور سراسری global Money را از حالت comment خارج می کنیم:

#!/usr/bin/python

Money = 2000

def AddMoney():

# Uncomment the following line to fix the code:

# global Money

Money = Money + 1

print Money

AddMoney()

print Money

 

تابع dir()

تابع توکار dir() لیست مرتب سازی شده ای برمی گرداند که حاوی رشته های متعدد می باشد. این رشته ها دربردارنده ی اسم ماژول ها می باشد. لیستی که این تابع بازمی گرداند، دربردارنده ی ماژول ها، متغیرها و توابع می باشد که در ماژول تعریف شده اند. مثال:

#!/usr/bin/python

# Import built-in module math

import math

content = dir(math)

print content

نتیجه:

['__doc__', '__file__', '__name__', 'acos', 'asin', 'atan',

'atan2', 'ceil', 'cos', 'cosh', 'degrees', 'e', 'exp',

'fabs', 'floor', 'fmod', 'frexp', 'hypot', 'ldexp', 'log',

'log10', 'modf', 'pi', 'pow', 'radians', 'sin', 'sinh',

'sqrt', 'tan', 'tanh']

در اینجا، متغیر رشته ای – name – اسم ماژول می باشد و – file – اسم فایل می باشد که ماژول از آن بارگذاری می شود.

The globals() and locals() Functions −

توابع globals() و locals() اسم های فضای نام محلی و سراسری را بسته به مکانی که از آن فراخوانی می شود، برمی گرداند. اگر تابع locals() از داخل یک تابع فراخوانی شود، در آن صورت تمامی اسم هایی که به صورت محلی قابل دسترسی می باشد، با صدا خوردن تابع نام برده برگردانده می شوند. اگر تابع globals() ار درون تابع صدا زده شود، در آن صورت کلیه ی اسم هایی که به صورت سراسری قابل دسترسی هستند، با فراخوانی تابع ذکر شده بازیابی می شوند. خروجی این دو تابع، متغیری از نوع داده ای dictionary خواهد بود. برای استخراج اسم ها، کافی است تابع keys() را مورد استفاده قرار دهید.

 

تابع reload()

هنگامی که ماژول در یک اسکریپت import می شود، کدی که در بالاترین بخش ماژول قرار می گیرد، تنها یکبار اجرا می شود. بنابراین، اگر می خواهید کدی که در بالاترین قسمت یک ماژول قرار دارد را مجددا اجرا کنید، بایستی تابع reload() را مورد استفاده قرار دهید. تابع reload() یک ماژول که قبلا وارد شده بود را مجددا import می کند. نحوه ی استفاده از آن به ترتیب زیر می باشد:

reload(module_name)

در این نمونه، module_name در واقع اسم ماژولی است که می خواهید مجددا بارگذاری یا reloadشود، نه رشته ای که حاوی اسم ماژول است. به عنوان مثال، برای بارگذاری مجدد ماژول hello، می بایست دستور زیر را وارد نمایید:

reload(hello)

 

پکیج ها در پایتون

پکیج یک پوشه ی فایل یا file directory است که ساختار سلسله مراتبی دارد و محیط برنامه ی پایتون را که از ماژول ها، subpackage ها و sub-subpackage ها تشکیل شده است را مشخص می کند. فرض کنید، فایل Pots.py در پوشه ی Phone جای گرفته است. source code این فایل به ترتیب زیر می باشد:

#!/usr/bin/python

def Pots():

print "I'm Pots Phone"

به طور مشابه، دو فایل دیگر داریم که با همان اسم دربردارنده ی توابع متفاوتی هستند.

1. فایل Phone/Isdn.py حاوی تابع Isdn()
2. فایل Phone/G3.py دربردارنده ی تابع G3()

حال یک فایل __init__.py دیگر در پوشه ی Phone ایجاد کنید:

Phone/__init__.py

برای اینکه بتوانید پس از import کردن Phone، تمامی توابع خود را در آماده ی استفاده داشته باشید، بایستی دستور صریح import را در __init__.py به صورت زیر قرار دهید:

from Pots import Pots

from Isdn import Isdn

from G3 import G3

بعد از اینکه خطوط فوق را به فایل __init__.py، اضافه کردید، با وارد کردن پکیج Phone، تمامی این کلاس ها در دسترس خواهند بود.

#!/usr/bin/python

# Now import your Phone Package.

import Phone

Phone.Pots()

Phone.Isdn()

Phone.G3()

نتیجه:

I'm Pots Phone

I'm 3G Phone

I'm ISDN Phone

 

 

 

آموزش پایتون ادامه دارد