الگوریتم کوله‌پشتی، یک الگوریتم از نوع حریصانه هست. در این مطلب در مورد الگوریتم کوله‌پشتی یک و صفر (0/1 knapsack algorithm) می‌نویسم. برای مثال فرض کنید یک کوله پشتی با حجم ۹۰ لیتر دارید؛ و وسایلی که دارید علاوه بر حجم برای شما یک ارزش یا اهمیت دارند و احتمالا همه آن‌ها جا نمی‌شوند. حال به چه صورت وسایل را انتخاب می‌کنید تا بیشترین ارزش را در کوله پشتی خود داشته باشید؟ در الگوریتم کوله‌پشتی یک و صفر یا یک شی انتخاب می‌شود و یا خیر! امکان برش و تکه کردن نیست.

امروز می‌خوام براتون از رمزنگاری دوسویه یا دو کلیده بگم، این رمزنگاری دنیای اطلاعات رو زیر و رو کرده! تو جهان امروز هر جا رو که نگاه می‌کنی ردپای این رمزنگاری هست! HTTPS ،SSH، ارز های دیجیتال، شبکه‌های مجازی و … همه و همه دارن از این روش برای حفظ امنیت استفاده می‌کنن.

آنچه خواهید خواند!

• در ابتدا خواهم گفت در صورت نبود رمزنگاری اطلاعات چطور لو می‌روند
• بعد یه دید کلی از رمزنگاری میدم و میگم چرا نمیشه از روش های رایج استفاده کرد
• سپس روش رمزنگاری دوسویه رو به زبون ساده توضیح می‌دهم
• در ادامه از چگونگی استفاده آن در وب می‌گم
• چند خط کد می‌نویسیم و در پایتون از این روش استفاده می‌کنیم

در این مطلب می‌گیم که چطور میشه در پایتون یک پروسه دیگر را اجرا کرد و خروجی استاندارد و ورودی استاندارد رو بگیریم و ازش استفاده بکنیم. خروجی و ورودی استاندارد همون چیزایی هستن که تو محیط متنی چاپ میشن یا کاربر توی ورودی برنامه وارد می‌کنه. در واقع توی این مطلب یاد می‌گیرید که چطور می‌تونید در پایتون با برنامه های کنسولی دیگه تعامل کنید.

پایپ (pipe) چیست؟

به طور پیش‌فرض سیستم‌عامل ورودی‌ها رو از موس و کیبورد می‌گیره و خروجی‌ها رو روی صفحه‌نمایش می‌نویسه. اما در بعضی مواقع نیاز هست که یک برنامه از خروجی‌های یک برنامه (یا دستور) دیگه استفاده کنه یا به ورودی استاندارد یک برنامه داده ارسال کنه. در چنین شرایطی pipe استفاده میشه. pipe یک فضای موقتی در حافظه برای جابه‌جایی اطلاعات بین دو برنامه هست که البته یک طرفه هم هست؛ یعنی مثلا برای گرفتن خروجی باید از یک pipe و برای نوشتن ورودی هم از یک pipe دیگر باید استفاده کرد.

زبان‌ها معمولاً یا تعیین نوع پویا دارند؛ مانند کامن لیسپ، پایتون، جاوا اسکریپت یا دارای تعیین نوع ایستا هستند؛ مانند سی و سی‌پلاس‌پلاس، راست و دوباره کامن لیسپ (معمولاً پیاده‌سازی‌های مدرن کامن لیسپ، مانند SBCL، اجازه می‌دهند بنا به خواست برنامه‌نویس، قسمتی از کد، دارای تعیین نوع ایستا و قسمتی دارای تعیین نوع پویا باشد).

در پایتون، تعیین نوع متغیر‌ها، مقدار یا مقادیر بازگشتی توابع و متد‌ها و آرگومان‌های توابع اجباری نیست. اما می‌توانیم با تعیین نوع و استفاده از یک نرم‌افزار Linter به کاهش خطا‌های خود پیش از اجرا کمک کنیم.

def f(x: int) - > int:
    return x * 2 + 1

با این که تعیین نوع آرگومان یا ورودی تابع f که x باشد و مقدار بازگشت آن یعنی x*2 + 1 در اجرا تأثیری ندارد، اما زمانی که بخواهم مقدار بازگشت تابع f را با یک رشته نویسه (کاراکتر) جمع کنم به من اخطار داده می‌شود:

بدیهی است که اجرای این برنامه به وسیلهٔ پایتون نیز باعث خطا می‌شود. در مقابل زمانی که نوع ورودی و خروجی تابع را مشخص نمی‌کنم اخطاری داده نمی‌شود:

در ادامه با تعیین نوع ورودی‌ها و خروجی توابع و متد‌ها و ویژگی‌های یک کلاس آشنا می‌شویم.

مسئلهٔ ۸ وزیر می‌پرسد که در یک صفحهٔ شطرنج چه‌طور می‌توانیم ۸ مهرهٔ وزیر را چنان قرار دهیم که هیچ‌کدام در معرض تهدید دیگری نباشد. در ریاضیات و علوم کامپیوتر، مسئلهٔ n وزیر یک نسخهٔ تعمیم‌یافته از ۸ وزیر می‌باشد که برای اکثر nهای صحیح مثبت (یا طبیعی) بیش‌تر از یک چینش وجود دارد.

قبلاً یک روش برای پیدا کردن راه حل برای مسئلهٔ ۸ وزیر با استفاده از الگوریتم ژنتیک ارائه دادم. حال می‌خواهم یک روش دیگر برای همین هدف اما به صورت یک الگوریتم قطعی و تصادفی به همراه کد پایتون ارائه دهم.

زمانی که از یک برنامه‌نویس پایتونی بخواهید یک تابع ساده بنویسد تا ارقام یک عدد را جمع کند و برگرداند، احتمالاً ابتدا عدد را به یک رشته تبدیل می‌کند و سپس رشته را به لیست (فهرست) و نهایتاً تک‌تک اعضای لیست را که ارقام عدد به صورت رشته‌های تک‌نویسه‌ای هستند به عدد تبدیل می‌کند و سپس آن‌ها را با هم جمع می‌کند. ولی الزاماً اولین روشی که برای حل مسئله به ذهن‌مان می‌رسد، بهترین روش نیست. در این مطلب دو الگوریتم برای جمع ارقام یک عدد صحیح به صورت بازگشتی و تکرارشونده به همراه کد های پایتون آن ها ارائه می‌دهم.

صدای بوق ممتد از لحاظ فنی همان موج سینوسی با فرکانسی (بسامد) ثابت است. در این مطلب یک کد ساده و کوتاه پایتون ارائه می‌دهم که بدون استفاده از کتاب‌خانه‌های اضافی، می‌تواند یک بوق را با هر فرکانسی تولید کند و در یک فایل صوتی wave ذخیره کند.

خیلی ها میگن پایتون زبان ساده‌ای هست، میشه اون رو زود یاد گرفت، بخاطر تعیین نوع پویا(dynamic typing) دیگه نیازی نیست که برنامه‌نویس با type ها درگیر باشه و …

ولی آیا واقعا همین‌طوره؟! توی این مطلب قصد دارم کمی زبان پایتون رو به عنوان یه برنامه‌نویس پایتون بررسی کنم.

۱. پایتون زبان ساده‌ای هست

منظور از سادگی زبان می‌تونه خوانا بودن اون و نزدیکی اون به زبان انگلیسی (زبان انسان) باشه. برای مثال دو تکه کد زیر رو ببینید:

زبان پایتون:

if not 2 in lst:
  for x in lst:
    print(x);

زبان سی‌شارپ:

if ( ! lst.contains(2) )
  foreach ( int x in lst )
    Console.WriteLine(x);

طی دهه‌های گذشته بحث‌های زیادی راجع به این‌که مشخصات زبان‌های برنامه‌نویسی، به عنوان مثال تعیین نوعشان و مثلا ایستا(static) یا پویا(dynamic) بودن چه تاثیری روی روند توسعه نرم‌افزار‌ها دارد. یک مقاله علمی(paper) با مطالعه ۶۰۰ پروژه در گیت‌هاب شامل تقریبا ۷۰ میلیون خط کد و ۳ میلیون کامیت به نتایجی در این مورد رسیده‌است.

حتماً تا به حال با برنامه هایی سروکار داشتید که امکان نصب افزونه داشتند. در این پست قرار هست بهتون بگم چطور میشه توی پایتون برنامه‌ای بنویسیم که بشه بهش افزونه اضافه کرد.

معماری افزونه‌ای (plugin architecture) یک شیوه توسعه نرم‌افزار است که به برنامه‌نویس این امکان رو میده که بدون نیاز به ویرایش کد های اصلی برنامه‌ش (هسته/main) قابلیت ها رو با ارائه بسته‌هایی به نام پلاگین در اختیار کاربران قرار بده و کاربران هم می‌تونن به سادگی با توجه به نیازشون از بین این افزونه ها، اون هایی که می‌خوان رو به برنامه‌شون اضافه کنن.

از طرفی میشه از این معماری به عنوان یک پلن تجاری نیز استفاده کرد. مثلا شما می‌تونید برنامه خودتون رو به صورت رایگان و حتی متن‌باز عرضه کنید اما با فروش پلاگین ها (و یا ارائه خدمات) کسب درآمدکنید. اگر شما هم یک کاربر وردپرس باشید حتما با این پلن آشنا هستید! 😄

پ.ن: پروژه telegram-post-bot من در گیت‌هاب از همین ساختار پیروی می‌کنه و توش امکان اضافه کردن پلاگین هست و درواقع همین پروژه بهانه‌ای شد که من پیاده‌سازی این معماری رو توی پایتون یاد بگیرم و امتحان کنم.

خب وقتشه که دیگه مقدمه رو بذاریم کنار و بریم سراغ اصل مطلب!

هیچ می‌دونستین که تو پایتون می‌تونین برای لیست ها و توپل ها عبارت هایی مثل [1,2,3]>[0,2,3] نوشت؟ یعنی می‌تونی خیلی راحت لیست ها رو باهم مقایسه کنی.

اخیرا در یکی از پروژه هایی که داشتم نیاز داشتم تا دو مقدار ورژن رو باهم مقایسه کنم تا مثلا اگر نسخه دوم از اولی جدید تر بود برنامه خودش رو آپدیت کنه، برای اینکار از یک امکان زبان پایتون یعنی مقایسه لیست ها در پایتون استفاده کردم. با من بهنام سیم‌جو همراه باش تا برات بگم ماجرا چیه!

بنده در دانشگاه هرمزگان دستیار تدریس یا حل التمرین(TA) برنامه‌سازی پیشرفته هستم بودم. ضمن تصحیح پروژه دانشجویان به اشتباهاتی درست(!) در کد هایشان برخوردم. قسمت درست کد‌ها این می‌باشد که «کار» می‌کنند اما به روش درست پایتون نوشته نشده‌اند.

در نسخه ۳.۱۰ پایتون یک ویژگی جدید و جالب به زبان اضافه شده است: pattern matching(به فارسی‌: تطبیق الگو). اگر با سوئیچ‌کیس(switch-case) در زبان‌های سی و سی‌پلاس‌پلاس کار کرده‌اید، پترن‌مچینگ یک نسخه پیشرفته‌تر از switch-case مي‌باشد. در پست «از سوییچ‌کیس تا پترن‌مچینگ» از روزبه شریف‌نسب می‌توانید در مورد این ساختار‌ها در زبان‌های مختلف و تاریخچه آن‌ها بخوانید.