متد ها و توابع کاربردی انواع داده در پایتون

در پایتون، برای کار با داده‌ها از دو ابزار استفاده می‌کنیم:

1. متدها (Methods): عملکردهای اختصاصی که وابسته به یک نوع داده خاص هستند و با علامت نقطه فراخوانی می‌شوند (مانند text.upper()).
2. توابع توکار (Built-in Functions): ابزارهای عمومی و سراسری پایتون که روی انواع مختلف داده اعمال می‌شوند (مانند len(text) یا abs(number)).

در ادامه، مهم‌ترین متدها و توابع کاربردی ۵ نوع داده پایه را به همراه مثال‌های ساده بررسی می‌کنیم.

متدها و توابع اعداد صحیح (int)

اعداد صحیح برای شمارش و مقادیر بدون اعشار استفاده می‌شوند.

متدهای پرکاربرد:

• bit_length(): تعداد بیت‌های لازم برای ذخیره عدد در مبنای ۲ را محاسبه می‌کند.

number = 18  # در مبنای دو: 10010
print(number.bit_length())  # خروجی: 5

• to_bytes(length, byteorder): عدد صحیح را به آرایه‌ای از بایت‌ها تبدیل می‌کند.

number = 1000
byte_data = number.to_bytes(2, byteorder='big')
print(byte_data)  # خروجی: b'\x03\xe8'

توابع توکار اعمال‌پذیر:

• abs(x): قدر مطلق (فاصله عدد تا صفر) را بدون در نظر گرفتن علامت برمی‌گرداند.

score_loss = -25
print(abs(score_loss))  # خروجی: 25

• bin(x) / hex(x) / oct(x): تبدیل عدد به رشته‌های مبنای ۲، ۱۶ و ۸.

num = 15
print(bin(num))  # خروجی: '0b1111'
print(hex(num))  # خروجی: '0xf'

• max(a, b, ...) و min(a, b, ...): یافتن بزرگترین و کوچکترین عدد میان چند مقدار.

grade1, grade2, grade3 = 14, 19, 11
print(max(grade1, grade2, grade3))  # خروجی: 19
print(min(grade1, grade2, grade3))  # خروجی: 11

متدها و توابع اعداد اعشاری (float)

اعداد اعشاری برای مقادیر پیوسته و اندازه‌گیری‌ها به کار می‌روند.

متدهای پرکاربرد:

• is_integer(): بررسی می‌کند که آیا بخش اعشاری صفر است یا خیر.

temp1 = 37.0
temp2 = 37.5
print(temp1.is_integer())  # خروجی: True
print(temp2.is_integer())  # خروجی: False

• as_integer_ratio(): کسر دقیق معادل عدد اعشاری را به صورت (صورت, مخرج) برمی‌گرداند.

ratio = 0.75
print(ratio.as_integer_ratio())  # خروجی: (3, 4)

توابع توکار اعمال‌پذیر:

• round(number, ndigits): عدد اعشاری را تا تعداد ارقام مشخص‌شده گرد می‌کند.

average = 17.6583
print(round(average, 2))  # خروجی: 17.66
print(round(average))     # خروجی: 18

• abs(x): قدر مطلق عدد اعشاری را برمی‌گرداند.

temperature_change = -3.4
print(abs(temperature_change))  # خروجی: 3.4

• max(a, b, ...) و min(a, b, ...): مقایسه مقادیر اعشاری.

price1, price2 = 19.99, 14.50
print(max(price1, price2))  # خروجی: 19.99
print(min(price1, price2))  # خروجی: 14.50

متدها و توابع اعداد مختلط (complex)

اعداد مختلط شامل دو بخش حقیقی (real) و موهومی (imag) هستند.

ویژگی‌ها و متدهای پرکاربرد:

• ویژگی‌های real و imag: دسترسی مستقیم به بخش حقیقی و موهومی.

z = 4 + 7j
print(z.real)  # خروجی: 4.0
print(z.imag)  # خروجی: 7.0

• conjugate(): مزدوج عدد مختلط (قرینه کردن علامت بخش موهومی) را می‌سازد.

z = 4 + 7j
print(z.conjugate())  # خروجی: (4-7j)

توابع توکار اعمال‌پذیر:

• abs(z): اندازه یا قدر مطلق عدد مختلط ($\sqrt{\text{real}^2 + \text{imag}^2}$​) را محاسبه می‌کند.

z = 3 + 4j
print(abs(z))  # خروجی: 5.0

متدها و توابع مقادیر منطقی (bool)

بولین‌ها دو مقدار True (معادل عددی ۱) و False (معادل عددی ۰) را می‌پذیرند.

توابع توکار اعمال‌پذیر:

• bool(x): بررسی ارزش منطقی داده‌ها (تبدیل مقادیر خالی یا صفر به False و بقیه مقادیر به True).

print(bool(""))       # خروجی: False (متن خالی)
print(bool("Ali"))    # خروجی: True
print(bool(0))        # خروجی: False
print(bool(15))       # خروجی: True

• int(b): تبدیل مقدار بولی به معادل عددی.

print(int(True))   # خروجی: 1
print(int(False))  # خروجی: 0

• max(a, b) و min(a, b): مقایسه بر مبنای ارزش منطقی (True > False).

print(max(True, False))  # خروجی: True
print(min(True, False))  # خروجی: False

متدها و توابع رشته‌ها (str)

رشته‌ها برای ذخیره متن استفاده می‌شوند و تنوع بالایی از متدها دارند.

متدهای پرکاربرد:

• upper() و lower(): تغییر تمامی حروف به بزرگ یا کوچک.

city = "Tehran"
print(city.upper())  # خروجی: 'TEHRAN'
print(city.lower())  # خروجی: 'tehran'

• strip(): پاک‌سازی فاصله‌های خالی (اسپیس) از ابتدا و انتهای متن.

username = "  user_student  "
print(username.strip())  # خروجی: 'user_student'

• split(separator): جداسازی متن بر اساس یک کاراکتر و تبدیل به لیست.

fruits = "apple,banana,orange"
print(fruits.split(","))  # خروجی: ['apple', 'banana', 'orange']

• join(iterable): متصل کردن اعضای یک لیست با یک کاراکتر رابط.

words = ["Learn", "Python", "Today"]
print(" ".join(words))  # خروجی: 'Learn Python Today'

• replace(old, new): جایگزین کردن یک بخش از متن با مقدار دیگر.

message = "Hello World"
print(message.replace("World", "Python"))  # خروجی: 'Hello Python'

• startswith(prefix) و endswith(suffix): بررسی شروع یا پایان متن با یک کاراکتر خاص.

file_name = "report.pdf"
print(file_name.endswith(".pdf"))  # خروجی: True
print(file_name.startswith("data")) # خروجی: False

• isdigit(): بررسی اینکه آیا کل متن فقط شامل اعداد است یا خیر.

phone = "09120000000"
print(phone.isdigit())  # خروجی: True

توابع توکار اعمال‌پذیر:

• len(s): شمارش تعداد کل کاراکترها.

name = "Sara"
print(len(name))  # خروجی: 4

• max(s) و min(s): پیدا کردن کاراکتر با بیشترین و کمترین کد اسکی (ASCII).

letters = "python"
print(max(letters))  # خروجی: 'y'
print(min(letters))  # خروجی: 'h'

توابع توکار پرکاربرد (Built-in Functions)

توابع پیش‌فرض (Built-in Functions) ابزارهایی هستند که مفسر پایتون بدون نیاز به هیچ کتابخانه جانبی در اختیار شما قرار می‌دهد. توجه داشته باشید هر تابع نوع خاصی ار ورودی را پشتیبانی می کند. در صورتی که داده نامرتبط به عنوان ورودی داده شود خطا بر میگرداند.

به طور خاص ساختار توابع زیر جهت یادآوری آورده شده است.

مثال هایی از توابع بالا

text_val = "100.75"
num_val = -42.85

print(f"1. type(): {type(text_val)}")
print(f"2. len(): {len(text_val)}")
print(f"3. float(): {float(text_val)}")
print(f"4. int(): {int(100.75)}")
print(f"5. str(): {str(500) + ' تومان'}")
print(f"6. abs(): {abs(num_val)}")
print(f"7. round(): {round(num_val, 1)}")
print(f"8. range(): {list(range(1, 6))}")
print("9. print() با پارامتر sep و end:", "پایتون", "زبان", "قدرتمند", sep=" - ", end="!\n")

تابع all() (معادل منطقی AND)

توابع any() و all() دو تابع توکار (Built-in) بسیار پرکاربرد در پایتون هستند که روی مجموعه‌ای از داده‌ها (مثل لیست یا تاپل) اعمال می‌شوند و وضعیت درستی/نادرستی آن‌ها را بررسی می‌کنند:

• تعریف: اگر تمام اعضای یک دنباله مقدار True داشته باشند، خروجی True می‌دهد. اگر حتی یک عضو مقدار False (یا مقادیر معادل آن مثل 0, "", None) باشد، خروجی False خواهد بود.
• مثال: آیا همه نمرات دانشجو بالای ۱۰ است؟

scores = [15, 18, 12, 14]
is_all_passed = all(score >= 10 for score in scores)
print(is_all_passed)  # خروجی: True

تابع any() (معادل منطقی OR)

• تعریف: اگر حداقل یک عضو از دنباله مقدار True داشته باشد، خروجی True می‌دهد. تنها در صورتی خروجی False می‌شود که همه اعضا False باشند.
• مثال: آیا حداقل یک نمره مردودی (زیر ۱۰) وجود دارد؟

scores = [15, 8, 19, 14]
has_failed = any(score < 10 for score in scores)
print(has_failed)  # خروجی: True

رفتار با لیست خالی

• all([]) همیشه مقدار True برمی‌گرداند (چون هیچ عضو نادرستی در آن نیست).
• any([]) همیشه مقدار False برمی‌گرداند (چون هیچ عضو درستی در آن نیست).