تعلم بايثون للمبتدئين

من أين نأخذ بايثون وكيف نعرف أنه ثُبّت؟

من صفحة التنزيل في python.org ولا من مكان آخر. على ماك ومعظم أنظمة لينكس يكون بايثون موجودا مسبقا ولا تحتاج إلى تثبيت شيء؛ أما على ويندوز فتثبته.

وبعد التثبيت يبقى عمل واحد، وهو حيث يتعثر أكثر المبتدئين: تأكد أن الطرفية ترى بايثون. افتح الطرفية واكتب هذا:

python3 --version

فإن طُبع رقم نسخة فقد انتهيت. وعلى الخادم نفسه الذي يُكتب عليه هذا الدرس، جواب هذا الأمر هو Python 3.12.3.

والآن الفخ الذي لا يذكره أي شرح: على أنظمة كثيرة لا يوجد أمر اسمه python أصلا. فعلى هذا الخادم يجيب python بـ«command not found» بينما يعمل python3. فإن رأيت في شرح ما python file.py ولم يحدث شيء، فالخطأ ليس منك؛ أضف الرقم ٣.

ولويندوز حكاية ثالثة. تقول وثائق بايثون نفسها إنه حين تتعدد النسخ يكون الأمر الموصى به py. فعلى ويندوز جرب py --version أولا، ثم استعمل py نفسه في بقية أوامر هذا الدرس.

py --version

وإن لم يجب أي من هذه الأوامر الثلاثة فالمشكلة ليست التثبيت؛ بل أن نظام التشغيل لا يعرف بعد أين بايثون. والحل يختلف بين نظام وآخر، والدليل الرسمي لويندوز فيه نسخته الويندوزية.

أول سكربت: من ملف فارغ إلى مخرج في الطرفية

أنشئ ملفا نصيا وسمّه hello.py. أي محرر نصوص يفي بالغرض، واليوم ليس يوم التسوق للأدوات. اكتب فيه سطرا واحدا:

print("Hello")

ثم افتح الطرفية في المجلد نفسه وشغّله:

python3 hello.py

تُطبع كلمة Hello. هذا كل شيء. وإن لم يُطبع شيء فافحص ثلاثة أمور بهذا الترتيب: أنك في المجلد الذي فيه الملف، وأن اسم الملف ينتهي فعلا بـpy لا بـpy.txt، وأن الأمر الذي كتبته هو الذي أجاب في القسم السابق.

وهناك قاعدة تميز بايثون عن غيره ومن الأفضل أن تعرفها الآن: في بايثون للمسافة في أول السطر معنى. فلا أقواس معقوفة ولا فواصل منقوطة؛ بل تُظهر أن شيئا ينتمي إلى كتلة بإزاحته، واللغة كلها مبنية على هذا العرف.

if 5 > 3:
    print("bigger")

تلك المسافات الأربع قبل print ليست زينة بل قواعد. احذفها يرفع بايثون IndentationError. ونصيحتنا أن تضبط محررك ليضع أربع مسافات مكان tab، ثم لا تفكر في الأمر ثانية.

الإدخال والإخراج: برنامج يحادث المستخدم

البرنامج الذي يطبع فقط مجرد ملاحظة. وinput يحوله إلى شيء يتلقى جوابا:

name = input("Your name: ")
print("Hello,", name)

في هذين السطرين ثلاثة أشياء. input يطبع الرسالة التي تعطيه إياها وينتظر، ويعيد ما كتبه المستخدم، وأنت تحفظ ذلك الجواب في المتغير name لتستعمله لاحقا.

والآن أهم نقطة في هذا القسم، وإن جهلتها صارت أول خطأ حقيقي في حياتك البرمجية: input يعيد سلسلة نصية دائما. وثائق بايثون نفسها تقول هذا؛ فحتى حين يكتب المستخدم ١٧، فالذي يصلك هو النص «17» لا العدد ١٧.

age = input("Age: ")
print(type(age))

ومخرج هذين السطرين هو <class 'str'>. أي أنك إن أردت أن تضيف واحدا إليه رفع بايثون خطأ، وعليك تحويله أولا:

age = input("Age: ")
print(int(age) + 1)

ولماذا هو كذلك؟ لأن بايثون لا يخمّن. فلو حوّل السلاسل إلى أعداد من تلقائه، لفقد برنامج يأخذ رمزا بريديا أو رقم بطاقة أصفاره الأولى. والتحويل لك أنت لأنك وحدك تعرف ما المقصود بتلك السلسلة. وهذا مهم بما يكفي لأن يكون الدرس التالي في هذا المسار كله عن أنواع البيانات، وترتيب الدروس في صفحة المسار.

أول برنامج حقيقي: عُدّ طول النص

والآن نكتب شيئا نستعمله نحن فعلا. وصف الميتا لكل صفحة في هذا الموقع يجب أن يكون بين ١٤٠ و١٦٠ حرفا؛ وهذه قاعدتنا الداخلية ومكتوبة في دليل محتوى هذا الموقع. وعدّها بالعين عمل شاق، وستة أسطر بايثون تجعلها عمل عشر ثوان.

text = input("Meta description: ")
n = len(text)

if n < 140:
    print(f"{n} characters. Too short, {140 - n} to go.")
elif n > 160:
    print(f"{n} characters. Too long by {n - 160}.")
else:
    print(f"{n} characters. Good.")

شغّلنا هذه الشفرة ثلاث مرات قبل نشر هذا الدرس وكان مخرجها الحقيقي: لنص من ٩٠ حرفا، 90 characters. Too short, 50 to go.؛ ولـ١٥٠ حرفا، 150 characters. Good.؛ ولـ٢٠٠ حرف، 200 characters. Too long by 40.

وفي هذه الأسطر الستة أربعة أشياء جديدة. len يعطي طول السلسلة. وif وelif وelse تبني تفرعا ثلاثيا ولا ينفذ منها إلا واحد. وحرف f قبل علامة الاقتباس يعني أنك تستطيع وضع أقواس معقوفة داخل النص وبايثون يحسب ما فيها؛ واسمها f-string وهي أسهل طريقة لبناء نص. والحساب يعمل داخل تلك الأقواس أيضا، كما في {140 - n}.

وتمرين يستحق أن تفعله الآن: غيّر الشرط ليعدّ الكلمات بدل الحروف. تلميح: len(text.split()). فإن غيّرته بنفسك وعمل، فلم تعد من «حضر شرحا» بل صرت من «كتب برنامجا».

وقع خطأ؟ اقرأ التتبع من أسفله

المهارة التي تفصل المبتدئ عمن يكتب البرامج حقا ليست كتابة شفرة بلا أخطاء؛ بل قراءة الأخطاء. فحين يسقط البرنامج يطبع بايثون تتبعا، وتلك الكتلة المخيفة من النص هي في الحقيقة أدق صديق لك.

أنشئ هذا الملف وسمّه shop.py وشغّله:

def price(n):
    return n * 1.09

print(price("100"))

وهذا بالضبط ما يُطبع. التشغيل الحقيقي، لا ما ينبغي أن يُطبع:

Traceback (most recent call last):
  File "shop.py", line 4, in <module>
    print(price("100"))
          ^^^^^^^^^^^^
  File "shop.py", line 2, in price
    return n * 1.09
           ~~^~~~~~
TypeError: can't multiply sequence by non-int of type 'float'

والقاعدة الآن: اقرأه من أسفله. فالسطر الأخير يقول ماذا حدث؛ وهنا كان نوع البيانات خطأ. والسطر الذي فوقه يقول أين حدث: السطر ٢، داخل الدالة price. وفوقه من استدعى ذلك المكان: السطر ٤. أي أن الخطأ ظهر في السطر ٢ لكن سببه في السطر ٤، حيث أرسلنا سلسلة بدل عدد.

وهذا الترتيب يصدق على كل تتبع، ولهذا تستحق عادة القراءة من أسفل إلى أعلى أن تُبنى اليوم. اقرأ الجملة الأخيرة أولا، ثم انظر إلى أدنى سطر يخص ملفك أنت، وبعد ذلك فقط انظر إلى الباقي.

وأول ثلاثة أخطاء في حياة أي أحد هي: SyntaxError ويعني أنك كتبت الجملة خطأ وغالبا ينقص قوس أو نقطتان؛ وNameError ويعني أنك ناديت اسما غير موجود وأكثره خطأ طباعي؛ وTypeError وهو الذي فوق، أي أن نوع البيانات لا يوافق ما تفعله بها.

ماذا بعد؟ خطة لا تضيّع وقتك

أهم ما تحتاجه بعد هذا الدرس ليس شرحا آخر؛ بل برنامجا صغيرا تحتاجه أنت فعلا. لكن هناك أربعة أشياء ترتيبها مهم، والشكل أدناه يبين ذلك الترتيب.

أولا المكتبة القياسية. فبايثون يُثبَّت ومعه مخزن من الشفرات الجاهزة، وأكثر الأعمال اليومية لها دالة جاهزة. وقبل أن تكتب أي حلقة، ابحث مرة في الشرح الرسمي لبايثون لترى هل العمل منجز أصلا.

ثم تثبيت المكتبات الخارجية بـpip، ومعه البيئة الافتراضية. هذان السطران يبقيان مشروعك منفصلا عن بقية النظام:

python3 -m venv .venv
source .venv/bin/activate

وعلى ويندوز يختلف السطر الثاني، ووثائق venv فيها صيغته الصحيحة. ولماذا هذا العناء؟ لأنك بدونه تُلقي كل مشاريعك مكتباتها في المكان المشترك نفسه، وبعد ستة أشهر يريد مشروعان نسختين مختلفتين من مكتبة واحدة ونظامك لا يملك إلا واحدة.

وأخيرا، حين يتجاوز برنامجك مئة سطر، انتقل إلى كتابة الدوال ثم إلى الأصناف. لا قبل ذلك. فتعلم الأصناف قبل أن يكون لديك ألم تعالجه الأصناف هو الخطأ الذي يصرف كثيرين عن البرمجة.