کار با ماژول در پایتون یک ابزار بسیار کاربردی است که امکان قسمت‌بندی کردن کدها را برای شما فراهم کرده و کمک می‌کند تا بتوانید از بازنویسی کدها، توابع و متغیرهای خود جلوگیری کنید. شما می‌توانید از ماژول‌های شخص ثالث، ماژول‌هایی که خودتان ایجاد کرده‌اید یا ماژول‌های استاندارد پایتون در فرایند پروژه‌های خود استفاده کنید. از طرف دیگر این امکان وجود دارد که بتوانید ماژول‌ها را با نام دیگری استفاده کرده و از توابع آنها بهره‌مند شوید. استفاده از ماژول‌ها به میزان زیادی روی تمیزبودن کدهای شما، افزایش سرعت برنامه‌نویسی، نگهداری راحت‌تر از کدها و … تاثیرگذار خواهد بود.
در بوت کمپ پایتون شما به طور کامل نحوه استفاده از انواع ماژول‌ها در این زبان را می‌آموزید.
آشنایی با مفهوم ماژول در زبان برنامه‌نویسی پایتون
وقتی که قصد دارید یک پروژه بزرگ را در زبان برنامه‌نویسی پایتون بسازید معمولا نیازمند این خواهید بود که تعداد خطوط زیادی کد بنویسید. با این حال همیشه نیازی نیست که این کار را انجام دهید و می‌توانید در بوت کمپ برنامه نویسی کار با ماژول در پایتون را بیاموزید. ماژول‌ها ابزارهایی بسیار قدرتمند در زبان برنامه‌نویسی پایتون هستند که به‌صورت فایل در اختیار شما قرار گرفته و به شما کمک می‌کنند تا بتوانید از کدهایی که از پیش نوشته شده‌اند استفاده کنید. استفاده از ماژول‌ها باعث می‌شود تا کدهایی در اختیار داشته باشید که سازماندهی شده‌اند و در نتیجه استفاده از آنها برای شما راحت‌تر است.
اگر بخواهیم تعریف دقیق‌تری از ماژول را به شما ارائه دهیم می‌توان گفت که آنها در واقع فایل‌هایی هستند که کلاس‌ها و توابع مختلفی را به شما ارائه می‌دهند. به این ترتیب امکانی در اختیارتان قرار می‌گیرد تا بتوانید کدهایی که قبلا نوشته شده‌اند را استفاده کرده و به این ترتیب دیگر نیازی به بازنویسی کدهای آماده نداشته باشید.
استفاده از ماژول‌ها در زبان برنامه‌نویسی پایتون چه مزایایی دارد؟
ماژول در پایتون می‌تواند مزایای بسیار زیادی را در اختیار شما قرار دهد که از جمله مهم‌ترین این مزایا می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- با استفاده از ماژول‌ها در پایتون می‌توانید خیلی راحت فرایند کدنویسی خود در این زبان را سرعت ببخشید و از کدهایی که از قبل نوشته شده‌اند استفاده کنید.
- وقتی که از ماژول‌ها در پروژه‌های خود استفاده می‌کنید این امکان در اختیارتان قرار می‌گیرد تا بتوانید دقت کدنویسی خود را افزایش دهید؛ چراکه ساختار ماژول‌ها پیش از این بارها و بارها تست شده‌اند و به همین علت شما می‌توانید اطمینان بیشتری به آنها داشته باشید.
- کارکردن با ماژول‌ها در پایتون به شما کمک می‌کند تا کدهایی تمیز بنویسید که سازماندهی آنها ساده‌تر بوده و در آینده به شکل بهتری می‌توانید به آنها دسترسی پیدا کنید.
- استفاده از ماژول های کاربردی پایتون امکانی را برای شما فراهم می‌کند تا بتوانید به شکل بهتری از کدهای خود در این زبان برنامه‌نویسی نگهداری کنید.
چگونه می‌توانیم یک ماژول را در پایتون ایجاد کنیم؟
برای کار با ماژول در پایتون نیازی نیست که حتما از ماژول‌هایی که توسط افراد دیگر نوشته شده‌اند استفاده کرده و از مزایای آنها بهره‌مند شوید. در بسیاری از موارد ممکن است خودتان بخواهید ماژول‌هایی را ایجاد کنید که در ادامه پروژه بتوانید هر زمان که خواستید خیلی راحت به آنها دسترسی پیدا کرده و از آنها استفاده کنید. برای مثال فرض کنید که شما یک پروژه بزرگ را در اختیار دارید و قصد دارید ابزاری ایجاد کنید که جمع و تفریق دو عدد را برای شما انجام دهد. در این شرایط به‌جای این‌که بخواهید هر بار در کد خود چنین توابعی را تعریف کنید می‌توانید خیلی راحت این دو تابع را در یک ماژول ایجاد کرده و در ادامه به آنها دسترسی پیدا کنید.
برای مثال فرض کنید که ما ماژول زیر را می‌سازیم:
# A simple module, calc.py
def add(x, y):
return (x+y)
def subtract(x, y):
return (x-y)
این ماژول می‌تواند دو عملیات جمع و تفریق را خیلی ساده برای ما انجام دهد. حال در هر قسمتی از پروژه که بخواهیم می‌توانیم این ماژول ایجاد شده را به بخش‌های مختلف استفاده کرده و به این دو تابع جمع و تفریق دسترسی پیدا کنیم.
چگونه به یک ماژول در پایتون دسترسی پیدا کنیم؟
برای کار با ماژول در پایتون فرقی ندارد که از یک ماژول که توسط شخص ثالث ایجاد شده استفاده کنید یا این‌که قصد داشته باشید فایلی که خودتان ایجاد کرده‌اید را به پروژه فعلی اضافه کنید. در هر صورت یک دستور ساده برای اضافه کردن ماژول به پروژه و صفحات فعلی وجود دارد که برای این کار می‌توانید از قطعه کد زیر استفاده کنید:
import module
برای درک هرچه بهتر این موضوع اجازه دهید تا ماژولی که در بخش قبلی تعریف کردیم را به یک پروژه جدید اضافه کنیم. این کار را با استفاده از قطعه کد زیر انجام خواهیم داد:
# importing module calc.py
import calc
print(calc.add(10, 2))
حال اگر از اجرای این کد یک خروجی بگیریم مشاهده خواهیم کرد که خروجی 12 برای ما چاپ خواهد شد که در واقع جمع دو عدد 10 و 2 خواهد بود.
حال باید بدانید که خود زبان برنامه‌نویسی پایتون نیز ماژول‌های زیادی را برای اهداف مختلف طراحی کرده که شما می‌توانید خیلی راحت به آنها دسترسی پیدا کرده و از این کدهای آماده در پروژه خود استفاده کنید. در بوت کمپ برنامه نویسی به زبان پایتون تمامی این ماژول‌ها به طور کامل به شما آموزش داده می‌شوند. برای این‌که درک بهتری از این ماژول‌ها به دست بیاورید اجازه دهید تا یک مورد از کاربردی‌ترین آنها را به شما معرفی کنیم که ماژول math است. این ماژول طیف وسیعی از توابع را در اختیار شما قرار می‌دهد که امکان انجام عملیات ریاضی مختلفی را برایتان فراهم می‌کند.
برای مثال با استفاده از قطعه کد زیر می‌توانید به مقدار عدد پی در ریاضیات دسترسی پیدا کرده و از آن در پروژه خود استفاده کنید:
# import standard math module
import math
# use math.pi to get value of pi
print(“The value of pi is”, math.pi)
در این‌جا ابتدا ما ماژول math را import کرده و در ادامه از تابع pi در این ماژول استفاده کرده‌ایم. اگر این قطعه کد را اجرا کنید خروجی مشابه خروجی زیر را دریافت خواهید کرد:
The value of pi is 3.141592653589793
آیا برای کار با ماژول در پایتون نیازی به نصب آن ماژول خواهیم داشت؟
نصب ماژول در پایتون یک سوال بسیار مهم برای اکثر افرادی است که قصد دارند از ماژول‌ها در پروژه‌های برنامه‌نویسی خود به زبان پایتون استفاده کنند. اگر شما هم چنین سوالی در ذهن دارید باید بدانید که ماژول‌های این زبان به دو دسته تقسیم می‌شوند. دسته اول ماژول‌های استاندارد پایتون هستند که وقتی اقدام به نصب پایتون روی سیستم خود می‌کنید این ماژول‌ها نیز به سیستم شما اضافه می‌شوند. به این ترتیب برای دسترسی به آنها نیازی به هیچ کار دیگری نیست و تنها لازم است که اقدام به import کردن ماژول مدنظر به پروژه خود کنید.
از طرف دیگر گاهی اوقات ممکن است خودتان یک فایل ماژول را آماده کرده باشید یا این‌که بخواهید از ماژول‌های آماده‌ای که توسط اشخاص ثالث ایجاد شده‌اند استفاده کنید. در این شرایط تنها کاری که باید انجام دهید این است که ابتدا فایل مدنظر را به مسیر پروژه خود اضافه کنید (در واقع فایل ماژول باید در آدرس پروژه در سیستم یا هاست شما قرار گرفته باشد). در گام بعدی می‌توانید با استفاده از دستور import خیلی راحت اقدام به وارد کردن ماژول در پایتون کنید.
پیشنهاد مقالات: توسعه بازی با پایتون
آیا برای کار با ماژول می‌توانیم نام آن را در پایتون تغییر دهیم؟
یکی از نکات مهم برای کارکردن با انواع ماژول در پایتون این است که شما می‌توانید از یک ماژول با تغییر دادن نام آن نیز استفاده کنید و لزومی ندارد که ماژول مدنظر را با همان نامی که دارد استفاده کنید. برای این‌که به شکل بهتری با این مفهوم آشنا شوید مثال زیر را بررسی کنید:
# import module by renaming it
import math as m
print(m.pi)
# Output: 3.141592653589793
همانطور که در این مثال مشاهده می‌کنید ما ماژول math را با نام m به پروژه اضافه کرده‌ایم که این کار را از طریق کلمه کلیدی as انجام داده‌ایم. در ادامه با استفاده از ماژول m به تابع Pi که یکی از توابع مهم ماژول Math است دسترسی پیدا کرده و از آن استفاده کرده‌ایم.
حال باید دقت داشته باشید که شما می‌توانید تنها یک تابع از ماژول مدنظر خود را نیز خیلی راحت به پروژه‌ای که دارید اضافه کنید. برای این‌که بتوانید این کار را انجام دهید می‌توانید از کلمه کلیدی from استفاده کنید. برای درک هرچه بهتر این موضوع در حین کار با ماژول در پایتون قطعه کد زیر را بررسی کنید:
# import only pi from math module
from math import pi
print(pi)
# Output: 3.141592653589793
همانطور که مشاهده می‌کنید در این مثال ما دوباره از ماژول math استفاده کرده‌ایم که یکی از بهترین ماژول های پایتون به شمار می‌آید. در این مثال ما تابع pi از ماژول math را به‌عنوان یک ماژول جداگانه در نظر گرفته و با فراخوانی آن مقدار عدد پی برای ما چاپ شده است.
حال ممکن است شما قصد داشته باشید که تمامی توابع و متغیرهایی که درون یک ماژول وجود دارند را فراخوانی کنید. وقتی که قصد دارید چنین کاری انجام دهید بهترین راه برای شما استفاده از * خواهد بود. قطعه کد زیر به شما نشان می‌دهد که چگونه می‌توانید این کار را انجام دهید:
# importing sqrt() and factorial from the
# module math
from math import *
# if we simply do “import math”, then
# math.sqrt(16) and math.factorial()
# are required.
print(sqrt(16))
print(factorial(6))
اگر این قطعه کد را در پایتون اجرا کنید مشاهده خواهید کرد که خروجی زیر برای شما چاپ می‌شود:
4.0
720
چگونه می‌توانیم متغیرها را در ماژول ذخیره کنیم؟
یکی از موارد بسیار مهمی که در بوت کمپ برنامه نویسی پایتون به شما آموزش داده می‌شود این است که چگونه می‌توانید متغیرها را در یک ماژول ذخیره کرده و به این ترتیب هر زمان که خواستید از طریق این ماژول به متغیرهای مدنظر خود دسترسی پیدا کنید؟ انجام این کار در زبان برنامه‌نویسی پایتون بسیار ساده و راحت است. تنها کاری که شما باید انجام دهید این است که یک فایل پایتون جدید را برای خود بسازید و در ادامه قطعه کد زیر را به آن اضافه کنید:
person1 = {
“name”: “John”,
“age”: 36,
“country”: “Norway”
}
حال هر زمان که خواستید می‌توانید ماژول را فراخوانی کرده و به متغیرهای آن دسترسی پیدا کنید. برای مثال فرض کنید که ما فایل بالا را با نام newM.py ذخیره کرده‌ایم. حال اگر بخواهیم به متغیرهای تعریف شده دسترسی پیدا کنیم تنها کافی است که به شکل زیر عمل کنیم:
import mymodule
a = mymodule.person1[“age”]
print(a)
به این ترتیب خروجی کد ما برابر عدد 36 خواهد بود.
آیا می‌توانیم محل ذخیره یک ماژول را در پایتون بررسی کنیم؟
فرقی ندارد که قصد داشته باشید از کدام‌یک از ماژول‌هایی که در لیست ماژول های پایتون قرار دارند استفاده کنید. در هر صورت این امکان برایتان وجود دارد که بتوانید محل ذخیره ماژول را در سیستم یا هاست خود بررسی کنید. این کار معمولا می‌تواند مزایای زیادی برای شما داشته باشد؛ چراکه در پروژه‌های مختلفی ممکن است شما نیاز داشته باشید به این آدرس دسترسی پیدا کنید. برای دست پیداکردن به آدرس ماژول مدنظر خود در پایتون می‌توانید خیلی راحت از قطعه کد زیر استفاده کنید:
# importing sys module
import sys
# importing sys.path
print(sys.path)
با این کار مشاهده خواهید کرد که آدرس ماژول مدنظر برای شما در خروجی چاپ می‌شود.
متغیر در ماژول های پایتون چگونه است؟
برای ساخت ماژول در پایتون، یکی از مهم‌ترین مواردی که به آن نیاز پیدا خواهید کرد، آشنایی با مفهوم متغیر است. متغیرها، در واقع فضاهای رزرو شده‌ای درون حافظه هستند که شما می‌توانید خیلی راحت، مقادیر موردنیاز خود در حین کارکردن با ماژول را در آنها ذخیره کنید. یکی از ویژگی‌های مهم ماژول پایتون، این است که شما می‌توانید انواع داده‌ها از جمله اشیا و دیکشنری را نیز به‌راحتی درون متغیرهای آن ذخیره کنید و از این جهت، محدودیتی ندارید. از سوی دیگر، امکان ذخیره آرایه‌ها و انواع رشته‌ها نیز درون متغیرهای ماژول در پایتون وجود دارد.
ماژول های داخلی پایتون
چند نوع ماژول در پایتون موجود است؟ به طور کلی، باید بدانید که ماژول‌ها در زبان برنامه‌نویسی پایتون به دو دسته داخلی و شخص ثالث تقسیم‌بندی می‌شوند. ماژول‌های داخلی، معمولا ماژول‌هایی هستند که توسط سازنده پایتون ایجاد شده‌اند و با نصب پایتون، شما می‌توانید به تمامی آنها دسترسی پیدا کنید. از جمله این ماژول‌ها می‌توان به int() یا float() اشاره کرد. ماژول در پایتون چیست؟ ماژول‌های داخلی، معمولا با استفاده از زبان سی نوشته شده و در ادامه با پایتون ادغام شده‌اند که باید این موضوع را در نظر داشته باشید.
سخن پایانی
در یادگیری برنامه نویسی کار با ماژول در پایتون می‌تواند به شما کمک کند تا خیلی راحت بتوانید کدهایی در اختیار داشته باشید که سازماندهی شده هستند و در نتیجه به نوشتن کدهای تمیز در پروژه شما کمک می‌کنند. برای این‌که بتوانید به بهترین شکل ممکن از ماژول‌ها در این زبان استفاده کنید می‌توانید ابتدا لیست کامل ماژول‌های استانداردی که در پایتون وجود دارند را بررسی کرده و در قدم بعدی نحوه ساخت یک ماژول در این زبان را بیاموزید. در ادامه می‌توانید کدهای پروژه خود را ماژول‌بندی کرده و در هر بخش از کدها که نیاز داشتید به ماژول‌ها، توابع درون آنها و همین‌طور متغیرهای این ماژول‌ها دسترسی پیدا کنید.
فراموش نکنید که کارکردن با ماژول‌ها می‌توان به استفاده بهتر از پایگاه داده در پایتون نیز کمک کند.
