آماد‌ه‌سازی محیط توسعه

آموزش پایتون

مقدمه

آماده‌سازی محیط توسعه برای ساخت برنامه‌های پایتون، شامل دو گام است: اول نصب مفسر پایتون و دوم نصب یک ویرایشگر متنی که از پایتون به خوبی پشتیبانی کند. در این درس، با فرایند نصب مفسر پایتون و ویرایشگر Visual Studio Code روی پلتفرم‌های ویندوز، مک و لینوکس آشنا می‌شویم و در درس بعد، یک برنامه‌ی ساده‌ی پایتون با نام hello_world ایجاد می‌کنیم.

مفسر پایتون

پایتون یک زبان تفسیر شده (interpreted) است؛ یعنی کامپایل یا تفسیر و اجرای کدها در یک مرحله و در زمان اجرا انجام می‌شود.

در زبان‌های تفسیر شده مانند پایتون و جاوااسکریپت، کدها بدون تغییر و کامپایل به ماشین هدف تحویل داده می‌شوند و یک مفسر کار تفسیر و اجرای کدها را به طور همزمان انجام می‌دهد. بنابراین، وجود یک مفسر پایتون روی ماشین هدف الزامی است و اگرچه به لحاظ تئوری نیازی به نصب مفسر پایتون روی سیستم توسعه وجود ندارد، اما طبیعتاً‌ برای اجرا و آزمایش کدها به یک مفسر و البته یک ویرایشگر متن نیاز داریم.

نصب مفسر پایتون و ویرایشگر VS Code روی پلتفرم‌های مختلف، کمی متفاوت است و ما در ادامه، انجام این کار را روی پلتفرم‌های ویندوز، مک و لینوکس بررسی می‌کنیم. اما قبل از آن، اجازه دهید توضیح مختصری در مورد نسخه‌های پایتون ارائه دهیم.

نسخه‌های پایتون

هر زبان برنامه‌نویسی در طول زمان با ایده‌ها، تکنولوژی‌ها و قابلیت‌های جدید توسعه داده می‌شود و طبیعتاً پایتون هم از این اصل مستثنی نیست. در حال حاضر (اواخر 2024) آخرین نسخه از پایتون نسخه‌ی 3.12.4 است اما برای آزمایش کدها و مثال‌های موجود در این آموزش، نسخه ی 3.9 یا هر نسخه‌ی بالاتر، کافی خواهد بود.

در ادامه، خواهیم دید که چطور می‌توانیم ببینیم آیا نسخه‌ای از پایتون روی سیستم ما نصب هست یا خیر و آیا نیاز به ارتقای نسخه‌ی موجود داریم یا نه.

اجرای کدهای پایتون در ترمینال

ساده‌ترین راه برای آزمایش کدهای پایتون، فراخوانی مفسر این زبان از طریق ترمینال است. در واقع، با اجرای مفسر پایتون در یک پنجره‌ی ترمینال، می‌توانیم کدهای پایتون را بدون نیاز به ذخیره و اجرای یک برنامه‌ی کامل پایتون، اجرا کنیم. البته اغلب مثال‌های این دوره‌ی آموزشی در محیط ویرایشگر نوشته و اجرا می‌شوند نه در ترمینال. اما گاهی اوقات برای نمایش برخی مفاهیم پایه و انجام آزمایش‌های ساده از فراخوانی مفسر پایتون در محیط ترمینال استفاده می‌کنیم.

برای این کار، کافیست پس از نصب مفسر پایتون، یک پنجره‌ی ترمینال باز کرده و عبارت python (در ویندوز) یا python3 (در مک و لینوکس)‌ را تایپ کنیم تا مفسر پایتون فراخوانی شده و کنترل پنجره‌ی ترمینال را در دست بگیرد. سپس، می‌توانیم کدهای پایتون را با یک شیوه‌ی اینتراکتیو تست کنیم؛ یعنی کد را وارد می‌کنیم و مفسر در جواب، آن را تفسیر کرده و نتیجه را نمایش می‌دهد و مجدداً‌ آماده‌ی دریافت دستور بعدی می‌شود. کنترل ترمینال در اختیار مفسر پایتون خواهد بود تا زمانی که دستور exit() را تایپ کنیم.

بعد از اینکه مفسر پایتون را نصب کردیم، در عمل خواهیم دید که فراخوانی مفسر پایتون در ترمینال و اجرای اینتراکتیو دستورات پایتون چگونه انجام می‌شود.

درباره ویرایشگر VS Code

ویرایشگر Visual Studio Code که به‌اختصار VS Code نامیده می‌شود، یک ویرایشگر کد قدرتمند و در عین حال، رایگان است که توسط مایکروسافت توسعه داده می‌شود. این ویرایشگر روی پلتفرم‌های ویندوز، مک و توزیع‌های مختلف لینوکس قابل استفاده است و از اکثر زبان‌های برنامه‌نویسی از جمله پایتون پشتیبانی می‌کند. VS Code هم برای پروژه‌های کوچک و هم برای پروژه‌های بزرگ و پیچیده یک گزینه‌ی ایده‌آل محسوب می‌شود.

البته ویرایشگرهای متعدد دیگری هم هستند که به خوبی از پایتون پشتیبانی می‌کنند و به طور کلی، انتخاب ویرایشگر یک موضوع سلیقه‌ای است اما در ادامه، نحوه‌ی نصب VS Code و پیکربندی آن برای پایتون را خواهیم دید.

نصب پایتون و VS Code در پلتفرم‌های مختلف

پایتون یک زبان برنامه‌نویسی Cross-platform است، یعنی روی همه‌ی سیستم‌عامل‌های‌ اصلی قابل اجراست. با این حال، همانطور که قبلاً هم گفتیم، نحوه‌ی نصب و کانفیگ پایتون روی سیستم‌عامل‌های مختلف، کمی متفاوت است.

در این بخش، یاد می‌گیریم که چطور پایتون را روی سیستم خودمان نصب و راه‌اندازی کنیم. ابتدا بررسی می‌کنیم که آیا نسخه‌ای از پایتون روی سیستم ما هست یا خیر و در صورت منفی بودن جواب، آن را نصب می‌کنیم. به علاوه، ویرایشگر VS Code را هم نصب می‌کنیم.

پایتون روی ویندوز

معمولاً پایتون به همراه سیستم‌عامل ویندوز نصب نیست اما با این حال، برای اطمینان از این موضوع، یک پنجره‌ی ترمینال (CMD یا PowerShell) باز کرده و عبارت python --version را در آن تایپ می‌کنیم. اگر در پاسخ، عبارتی مثل Python 3.x نمایش داده شد، به این معناست که نسخه‌ی 3.x روی سیستم ویندوزی شما نصب است.

اما اگر یک پیغام خطا نمایش داده شد و یا اینکه Microsoft Store اجرا شد و دانلود پایتون را پیشنهاد داد، پس هیچ نسخه‌ای از پایتون روی سیستم شما نصب نیست.

افزودن پایتون به متغیر Path

گاهی اوقات پایتون روی سیستم ما نصب هست اما دستور python --version با نمایش پیغام خطا همراه است. این امر می‌تواند به این دلیل باشد که دایرکتوریِ شامل مفسر پایتون به متغیر Path معرفی نشده است. متغیر Path شامل لیستی از دایرکتوری‌هاست که شامل فایل‌های اجرایی هستند. وقتی یک برنامه‌ی اجرایی درون یک دایرکتوریِ معرفی‌شده به Path باشد، برای اجرای آن فایل از طریق ترمینال، نیازی به وارد کردن آدرس کامل آن فایل نیست و کافیست نام فایل را وارد کنیم.

برای اطمینان از اینکه پایتون روی سیستم ویندوزی ما نصب هست یا خیر، می‌توانیم از طریق لیست برنامه‌ها در Control Panel یا از طریق جستجو در محیط ویندوز با استفاده از کلیدهای Windows+S و تایپ عبارت python از نصب بودن یا نبودن پایتون مطمئن شویم. اگر متوجه شدیم که پایتون نصب است اما نمی‌توانیم با استفاده از نام python از ترمینال به آن دسترسی داشته باشیم، باید برای فراخوانی مفسر، آدرس کامل فایل مفسر را وارد کنیم و یا روش بهتر این است که دایرکتوری شامل مفسر پایتون را به متغیر Path معرفی کنیم.

به هر حال، اگر پایتون روی سیستم ما موجود نباشد و یا اینکه یک نسخه‌ای قدیمی‌تر از نسخه‌ی 3.9 نصب باشد، باید به یکی از دو روش زیر، نسخه‌ی مورد نظر را روی سیستم نصب کنیم:

  • به وبسایت رسمی پایتون رفته و فایل نصبی مربوط به آخرین نسخه‌ی پایتون برای ویندوز را دانلود کنید و سپس، آن را اجرا کنید. دقت داشته باشید که حتماً هنگام نصب، تیک گزینه‌ی Add Python to PATH را بزنید تا از اضافه کردن پایتون به متغیر Path به صورت دستی، بی‌نیاز شویم.
  • سیستم‌عامل ویندوز مجهز به یک ابزار مدیریت پکیج‌های نرم‌افزاری با نام winget است. در نسخه‌های اخیر ویندوز 11 این ابزار به طور پیش‌فرض نصب است اما در نسخه‌های قدیمی‌تر باید آن را به صورت دستی نصب کنیم. در خط فرمان، عبارت winget --version را تایپ کنید تا از نصب یا عدم نصب آن مطلع شوید. نصب winget نیاز به نصب پکیجی به نام App Installer دارد که می‌توانید از طریق Microsoft Store آن را دانلود و نصب کنید. ابزار winget همانند ابزار apt در Ubuntu یا rpm در RedHat مجموعه ای از دستورات را برای نصب، آپدیت و حذف برنامه‌ها ارائه می‌دهد. برای نصب پایتون، می‌توانید دستور winget install python را تایپ کنید که باعث می‌شود آخرین نسخه‌ی پایتون دانلود و نصب شود.

حالا اجازه دهید تا با فراخوانی مفسر پایتون از خط فرمان و اجرای یک دستور ساده، از نصب صحیح پایتون روی سیستم ویندوزی خودمان مطمئن شویم. یک پنجره‌ی ترمینال باز کنید و عبارت python را در آن تایپ کنید. اگر مشکلی وجود نداشته باشد، باید بعد از نمایش نسخه‌ی نصب‌شده، کاراکترهای >>> را که Python Prompt نامیده می‌شود، ببینیم که به این معناست که کنترل خط فرمان در اختیار مفسر پایتون است و ما می‌توانیم دستورات پایتون را وارد کنیم تا توسط مفسر اجرا شوند. خط اول زیر که bold شده است را تایپ کنید:

>>> print(“Hello Python Interpreter!”) 
Hello Python Interpreter! 
>>>

نتیجتاً‌ باید عبارت Hello Python Interpreter! در صفحه‌ی ترمینال نمایش داده شود و مجدداً Python Prompt نمایش داده شود. برای خروج از مفسر پایتون و برگرداندن کنترل خط فرمان به سیستم‌عامل، می‌توانیم دستور exit() را تایپ کنیم.

برای نصب VS Code روی ویندوز هم می‌توانیم از هر یک از دو روشی که در مورد نصب پایتون دیدیم، استفاده کنیم. یعنی:

  • می‌توانیم به صفحه‌ی رسمی VS Code برویم و فایل نصبی را دانلود و اجرا کنیم.
  • می توانیم با استفاده از دستور winget install --id Microsoft.VisualStudioCode از طریق ترمینال، آخرین نسخه‌ی VSCode را نصب کنیم.

پایتون روی macOS

در نسخه‌های اخیر سیستم‌عامل macOS مفسر پایتون به طور پیش‌فرض نصب نیست و باید خودمان آن را نصب کنیم. البته روی نسخه‌های قدیمی‌تر macOS نسخه‌ی 2 مفسر پایتون از قبل نصب است که البته استفاده از این نسخه‌ی پایتون اصلاً توصیه نمی‌شود.

قبل از هر چیز، اجازه دهید ببینیم نسخه‌ای از پایتون روی سیستم مک ما هست یا خیر. برای این کار، باید عبارت python3 (دقت کنید python3، نه python) را در یک پنجره‌ی ترمینال تایپ کنید. اگر با پیشنهاد نصب Command line developer tools مواجه شدید، این کار را به بعد از نصب پایتون موکول کنید.

اگر پایتون روی سیستم مک شما نصب نیست و یا نسخه‌ای پایین‌تر از 3.9 نصب است، به وبسایت پایتون بروید و فایل نصبی برای مک را دانلود و اجرا کنید تا یک پنجره‌ی Finder ظاهر شود. سپس، روی فایل Install certificates.command دابل کلیک کنید تا بتوانید بعداً‌ راحت‌تر کتابخانه‌های اضافی مورد نیاز در پروژه‌های خودتان را نصب کنید.

حالا برای اطمینان از نصب صحیح، یک پنجره‌ی ترمینال باز کنید و عبارت python3 را تایپ کنید تا کنترل ترمینال در اختیار مفسر پایتون قرار گیرد و عبارت bold شده در زیر را وارد کنید:

>>> print(“Hello Python Interpreter!”)
Hello Python Interpreter! 
>>>

در مورد VS Code هم نسخه‌ی مربوط به مک را از صفحه‌ی رسمی VS Code دانلود کنید و سپس، فایل نصب را از دایرکتوری Downloads به دایرکتوری Applications منتقل کنید.

پایتون روی لینوکس

در اکثر توزیع‌های لینوکسی، پایتون از قبل نصب است و نیازی به نصب دستی آن نیست. با این حال، برای اطمینان از این موضوع، یک پنجره‌ی ترمینال باز کنید و عبارت python3 را در آن تایپ کنید. اگر نسخه‌ی 3.9 یا بالاتر نصب باشد که هیچ، اما در غیر این صورت، می‌توانید با استفاده از ابزار Package Manager مربوط به توزیع خود، پایتون را نصب کنید. برای مثال، در Ubuntu و سایر توزیع‌های مشتق‌شده از Debian می‌توانید با استفاده از دستور apt install python3 آخرین نسخه از مفسر پایتون را نصب کنید.

اگر سیستم‌عامل شما یک توزیع لینوکسی (یا مکینتاش) است، همیشه باید در خط فرمان به‌جای python از python3 استفاده کنید.

نصب VS Code هم روی توزیع‌های لینوکسی به روش‌های مختلفی ممکن است. اما بهترین روش برای نصب VS Code در توزیع‌های لینوکس، این است که پکیج Snap مربوط به این اپ را نصب کنیم. اسنپ‌ها پکیج‌های اصطلاحاً Universal هستند که وابسته به یک توزیع خاص نیستند. دستور snap install --classic code ویرایشگر VS Code را به سادگی روی یک توزیع لینوکسی مانند Ubuntu نصب می‌کند.

یک روش دیگر برای نصب VS Code روی یک توزیع لینوکسی این است که پکیج اختصاصی آن توزیع را دانلود و نصب کنیم. برای مثال، در مورد Ubuntu می‌توانیم پکیج VS Code مربوط به این توزیع که دارای پسوند .deb است را از صفحه‌ی VS Code دانلود کرده و آن را با استفاده از دستور apt install <file>.deb که در آن باید به جای <file> آدرس پکیج دانلود شده را وارد کنیم، نصب کنیم.