عملگرها در پایتون

عملگرها در پایتون: کلید انجام عملیات

عملگرها در پایتون به نمادهایی گفته می‌شود که عملیات خاصی را روی مقادیر (مانند اعداد، رشته‌ها و …) انجام می‌دهند. این عملیات می‌توانند شامل محاسبات ریاضی، مقایسه‌ها، ترکیب مقادیر و بسیاری موارد دیگر باشند.

انواع عملگرها در پایتون

پایتون انواع مختلفی از عملگرها را پشتیبانی می‌کند که هر کدام برای انجام عملیات خاصی طراحی شده‌اند. در زیر به برخی از مهم‌ترین انواع عملگرها اشاره می‌کنیم:

عملگرهای حسابی در پایتون: ابزارهایی برای محاسبات عددی

# محاسبه مساحت دایره
pi = 3.14159
radius = 5
area = pi * radius ** 2
print("مساحت دایره:", area)

# تبدیل دما از سانتی‌گراد به فارنهایت
celsius = 37
fahrenheit = (celsius * 9/5) + 32
print("دمای فارنهایت:", fahrenheit)

num1 = 10
num2 = 20
num3 = 30
average = (num1 + num2 + num3) / 3
print(average)

عملگرهای مقایسه‌ای در پایتون

x = 10
y = 5

# مثال‌های مقایسه
print(x == y)  # False (x برابر y نیست)
print(x != y)  # True (x نابرابر y است)
print(x > y)   # True (x بزرگتر از y است)
print(x < y)   # False (x کوچکتر از y نیست)
print(x >= y)  # True (x بزرگتر یا مساوی y است)
print(x <= y)  # False (x کوچکتر یا مساوی y نیست)

age = 18
if age >= 18:
    print("شما به سن قانونی رسیده‌اید.")
else:
    print("شما هنوز به سن قانونی نرسیده‌اید.")

مقایسه دیکشنری‌ها در پایتون

دیکشنری‌ها (Dictionaries) در پایتون ساختار داده‌ای هستند که برای ذخیره‌سازی جفت‌های کلید-مقدار استفاده می‌شوند. هر کلید باید منحصر به فرد باشد و به یک مقدار متناظر اشاره می‌کند.

مقایسه دو دیکشنری

مقایسه مستقیم با ==:

• دو دیکشنری زمانی برابر در نظر گرفته می‌شوند که کلیدها و مقادیر متناظر آن‌ها کاملاً یکسان باشند.
• ترتیب کلیدها در مقایسه مهم نیست.

dict1 = {'name': 'علی', 'age': 30}
dict2 = {'age': 30, 'name': 'علی'}
print(dict1 == dict2)  # خروجی: True

مقایسه کلیدها:

• برای مقایسه فقط کلیدها، می‌توانید از مجموعه کلیدهای هر دیکشنری استفاده کنید.

dict1 = {'name': 'علی', 'age': 30}
dict2 = {'age': 30, 'city': 'تهران'}
print(dict1.keys() == dict2.keys())  # خروجی: False (کلید 'city' در dict2 وجود ندارد)

مقایسه مقادیر:

• برای مقایسه فقط مقادیر، می‌توانید از مجموعه مقادیر هر دیکشنری استفاده کنید. اما توجه داشته باشید که این مقایسه ممکن است همیشه دقیق نباشد، زیرا ممکن است دو دیکشنری با کلیدهای متفاوت مقادیر یکسانی داشته باشند.

dict1 = {'name': 'علی', 'age': 30}
dict2 = {'city': 'تهران', 'age': 30}
print(dict1.values() == dict2.values())  # خروجی: True (هر دو دیکشنری دارای مقدار ۳۰ هستند)

مقایسه عمیق‌تر

برای مقایسه عمیق‌تر دیکشنری‌ها، می‌توانید از کتابخانه‌های جانبی مانند deepdiff استفاده کنید. این کتابخانه‌ها به شما امکان می‌دهند تا تفاوت‌های جزئی بین دو دیکشنری را به صورت دقیق مشخص کنید.

مثال عملی: مقایسه تنظیمات دو کاربر

user1 = {'name': 'علی', 'age': 30, 'city': 'تهران'}
user2 = {'name': 'حسن', 'age': 25, 'city': 'شیراز'}

# مقایسه مستقیم
print(user1 == user2)  # خروجی: False

# مقایسه کلیدها
print(user1.keys() == user2.keys())  # خروجی: True (هر دو دیکشنری کلیدهای یکسانی دارند)

# مقایسه مقادیر
print(user1.values() == user2.values())  # خروجی: False (مقادیر یکسان نیستند)

نکات مهم

• تغییرپذیری کلیدها: کلیدهای یک دیکشنری باید غیرقابل تغییر (immutable) باشند. معمولاً از رشته‌ها، اعداد صحیح و تاپل‌ها به عنوان کلید استفاده می‌شود.
• ترتیب کلیدها: ترتیب کلیدها در دیکشنری‌ها مهم نیست.
• تابع items(): با استفاده از این تابع می‌توانید هم کلیدها و هم مقادیر یک دیکشنری را به صورت جفت دریافت کنید.
• کتابخانه‌های جانبی: برای مقایسه‌های پیچیده‌تر و سفارشی، می‌توانید از کتابخانه‌های جانبی مانند deepdiff استفاده کنید.

تابع items() در پایتون

تابع items() در پایتون برای دسترسی به جفت‌های کلید-مقدار یک دیکشنری به کار می‌رود. این تابع یک نمای (view) از جفت‌های کلید-مقدار را برمی‌گرداند که به صورت یک شیء از نوع dict_items نمایش داده می‌شود.

سینتکس

dict_name.items()

• dict_name: نام دیکشنری مورد نظر

نحوه کار

تابع items() یک شیء از نوع dict_items برمی‌گرداند که شامل جفت‌های کلید-مقدار دیکشنری است. این شیء قابل تکرار (iterable) است و می‌توان از آن برای پیمایش روی جفت‌های کلید-مقدار استفاده کرد.

مثال

my_dict = {'name': 'علی', 'age': 30, 'city': 'تهران'}

# استفاده از items() برای پیمایش روی جفت‌های کلید-مقدار
for key, value in my_dict.items():
    print(key, value)

خروجی:

name علی
age 30
city تهران

کاربردها

• پیمایش روی دیکشنری: برای دسترسی به کلیدها و مقادیر به صورت همزمان.
• ساخت لیست از جفت‌های کلید-مقدار: با تبدیل شیء dict_items به یک لیست.
• استفاده در توابع و متدها: به عنوان ورودی برای توابعی که انتظار یک لیست از جفت‌ها را دارند.

مثال: ساخت لیست از جفت‌های کلید-مقدار

my_dict = {'name': 'علی', 'age': 30, 'city': 'تهران'}
items_list = list(my_dict.items())
print(items_list)

خروجی:

[('name', 'علی'), ('age', 30), ('city', 'تهران')]

نکته مهم

• شیء dict_items قابل تغییر نیست. اگر می‌خواهید تغییراتی در جفت‌های کلید-مقدار ایجاد کنید، باید آن‌ها را به یک لیست تبدیل کنید و سپس تغییرات را اعمال کنید.

جمع‌بندی

تابع items() یک ابزار مفید برای کار با دیکشنری‌ها در پایتون است. با استفاده از این تابع می‌توانید به راحتی به جفت‌های کلید-مقدار دسترسی پیدا کنید و آن‌ها را پردازش کنید.

کتابخانه DeepDiff در پایتون: مقایسه عمیق ساختارهای داده‌ای

DeepDiff یک کتابخانه قدرتمند در پایتون است که برای مقایسه عمیق و دقیق انواع مختلف ساختارهای داده‌ای، از جمله دیکشنری‌ها، لیست‌ها و اشیاء، طراحی شده است. این کتابخانه به شما امکان می‌دهد تا تفاوت‌های دقیق بین دو ساختار داده‌ای را شناسایی کنید، حتی اگر این تفاوت‌ها در سطوح مختلف تو در تو قرار داشته باشند.

چرا DeepDiff؟

• مقایسه دقیق: DeepDiff قادر است تا تفاوت‌های ریز بین دو ساختار داده‌ای را تشخیص دهد، از جمله تفاوت در نوع داده، مقدار، ترتیب عناصر و ساختار کلی.
• خروجی قابل خواندن: این کتابخانه خروجی‌های قابل فهمی ارائه می‌دهد که به شما کمک می‌کند تا به راحتی تفاوت‌ها را شناسایی و تحلیل کنید.
• انعطاف‌پذیری: DeepDiff امکان سفارشی‌سازی مقایسه‌ها را فراهم می‌کند، به طوری که می‌توانید نوع مقایسه، عمق جستجو و سایر پارامترها را کنترل کنید.

کاربردهای DeepDiff

• تست واحد: برای مقایسه نتایج انتظار رفته با نتایج واقعی در تست‌های واحد.
• مقایسه پیکربندی: برای مقایسه پیکربندی‌های مختلف یک سیستم.
• مقایسه داده‌های JSON: برای مقایسه دو فایل JSON.
• مقایسه داده‌های XML: برای مقایسه دو فایل XML.
• مقایسه داده‌های نسخه کنترل: برای مقایسه تغییرات بین دو نسخه از یک فایل یا دایرکتوری.

مثال ساده

from deepdiff import DeepDiff

old_dict = {'a': 1, 'b': {'x': 2, 'y': 3}}
new_dict = {'a': 1, 'b': {'x': 2, 'y': 4}}

diff = DeepDiff(old_dict, new_dict)
print(diff)

خروجی این کد به شکل زیر خواهد بود:

{'values_changed': {'root[b][y]': {'new': 4, 'old': 3}}}

همانطور که می‌بینید، DeepDiff به طور دقیق مشخص کرده است که مقدار y در زیر شاخه b تغییر کرده است.

ویژگی‌های کلیدی DeepDiff

• مقایسه انواع مختلف داده: اعداد، رشته‌ها، لیست‌ها، دیکشنری‌ها، اشیاء و حتی توابع.
• مقایسه عمیق: توانایی مقایسه ساختارهای داده‌ای تو در تو.
• تشخیص انواع تغییرات: افزودن، حذف، تغییر مقدار، تغییر نوع داده و تغییر ترتیب عناصر.
• سفارشی‌سازی: امکان تنظیم پارامترهای مختلف برای کنترل نحوه مقایسه.
• خروجی‌های قابل فهم: ارائه خروجی‌های دقیق و قابل خواندن.

نصب DeepDiff

برای نصب DeepDiff، می‌توانید از دستور زیر در ترمینال استفاده کنید:

pip install deepdiff

جمع‌بندی

DeepDiff یک ابزار قدرتمند برای مقایسه عمیق ساختارهای داده‌ای در پایتون است. این کتابخانه می‌تواند در بسیاری از کاربردها، از جمله تست واحد، مقایسه پیکربندی و تحلیل داده، مفید باشد. اگر به دنبال ابزاری برای مقایسه دقیق و جامع ساختارهای داده‌ای هستید، DeepDiff انتخاب مناسبی است.

مقایسه دیکشنری‌ها در پایتون به سادگی با استفاده از عملگر == انجام می‌شود. اما برای مقایسه‌های پیچیده‌تر، می‌توانید از روش‌های دیگری مانند مقایسه کلیدها یا مقادیر استفاده کنید. همچنین، کتابخانه‌های جانبی می‌توانند به شما در انجام مقایسه‌های عمیق‌تر کمک کنند.

عملگرهای منطقی در پایتون

عملگرهای منطقی در پایتون برای ترکیب عبارات شرطی و ایجاد تصمیم‌گیری‌های پیچیده‌تر استفاده می‌شوند. این عملگرها بر روی مقادیر بولین (True یا False) عمل می‌کنند و نتیجه آن‌ها نیز یک مقدار بولین است.

انواع عملگرهای منطقی

• and: این عملگر زمانی مقدار True برمی‌گرداند که هر دو عبارت شرطی سمت چپ و راست آن True باشند. به عبارت دیگر، هر دو شرط باید برقرار باشند.
• or: این عملگر زمانی مقدار True برمی‌گرداند که حداقل یکی از عبارات شرطی سمت چپ یا راست آن True باشد. به عبارت دیگر، کافی است که یکی از شرط‌ها برقرار باشد.
• not: این عملگر مقدار بولین عبارت را معکوس می‌کند. اگر عبارت True باشد، not آن False می‌شود و برعکس.

جدول حقیقت

مثال‌ها

x = 10
y = 5

# مثال استفاده از and
print(x > 5 and y < 10)  # خروجی: True (هر دو شرط برقرار هستند)

# مثال استفاده از or
print(x < 5 or y > 3)  # خروجی: True (حداقل یکی از شرط‌ها برقرار است)

# مثال استفاده از not
print(not (x == y))  # خروجی: True (x برابر y نیست)

کاربردها

• شرط‌های پیچیده: برای ایجاد شرط‌های ترکیبی در عبارات if، while و سایر ساختارهای کنترلی.
• اعتبارسنجی داده: برای بررسی صحت داده‌های ورودی.
• جستجو در داده‌ها: برای فیلتر کردن داده‌ها بر اساس چندین شرط.

مثال عملی: بررسی سن و ملیت

age = 25
nationality = "ایران"

if age >= 18 and nationality == "ایران":
    print("شما واجد شرایط رای دادن در ایران هستید.")

نکته مهم

• عملگرهای منطقی از چپ به راست ارزیابی می‌شوند.
• می‌توانید از پرانتز برای تعیین اولویت عملیات استفاده کنید.

مثال با پرانتز

x = 10
y = 5
z = 3

print(x > y and y > z or z > x)  # خروجی: True

در این مثال، ابتدا x > y و y > z ارزیابی می‌شوند و سپس نتیجه آن‌ها با z > x ترکیب می‌شود.

عملگرهای انتساب در پایتون

x = 5  # به متغیر x مقدار ۵ اختصاص داده می‌شود.

x = 10
x += 5  # معادل x = x + 5
print(x)  # خروجی: ۱۵

y = 20
y -= 3  # معادل y = y - 3
print(y)  # خروجی: ۱۷

z = 5
z *= 2  # معادل z = z * 2
print(z)  # خروجی: ۱۰

count = 0
for i in range(5):
    count += 1
print(count)  # خروجی: ۵

x = [1, 2, 3]
y = [1, 2, 3]
z = x

# مقایسه مقدار
print(x == y)  # True (هر دو لیست مقادیر یکسانی دارند)

# مقایسه هویت
print(x is y)  # False (x و y به دو شیء متفاوت اشاره می‌کنند)
print(x is z)  # True (x و z به یک شیء اشاره می‌کنند)

a = 10
b = 10
print(a is b)  # True (اعداد صحیح کوچک در پایتون به عنوان اشیاء قابل اشتراک در نظر گرفته می‌شوند)

c = 256
d = 256
print(c is d)  # True (اعداد صحیح کوچک در پایتون به عنوان اشیاء قابل اشتراک در نظر گرفته می‌شوند)

e = 257
f = 257
print(e is f)  # False (اعداد صحیح بزرگ‌تر از یک مقدار مشخص به عنوان اشیاء جداگانه ایجاد می‌شوند)

سایر عملگرها

علاوه بر انواع عملگرهای ذکر شده، پایتون عملگرهای دیگری مانند عملگرهای بیتی، عملگرهای هویت و … نیز دارد که در موارد خاص استفاده می‌شوند.