Table of Contents
تصویر کلی از مسیر «توسعهٔ نرمافزار» با پایتون
در مسیر «توسعهٔ نرمافزار» تمرکز شما روی ساخت برنامههایی است که روی کامپیوتر، موبایل، وب یا بهصورت سرویس در پسزمینه اجرا میشوند. در این مسیر بیش از هر چیز با مفاهیم زیر سروکار خواهید داشت:
- طراحی و ساخت «برنامههای کاربردی» (Applications)
- مدیریت پیچیدگی با تقسیم کد به ماژولها و بستهها
- کار با پایگاهدادهها
- تست نرمافزار و اطمینان از کیفیت
- کار گروهی روی کد (ورژن کنترل، استانداردهای کدنویسی)
- انتشار (Deploy) نرمافزار
در این فصل مسیر کلی رشد در این حوزه، مهارتهای کلیدی و پیشنهادهای تمرینی را مرور میکنیم.
انواع نرمافزاری که میتوانید با پایتون بسازید
در توسعهٔ نرمافزار با پایتون، میتوانید روی انواع مختلف برنامهها تمرکز کنید. دانستن این گزینهها به شما کمک میکند بهتر تصمیم بگیرید به کدام سمت بروید.
برنامههای خط فرمان (CLI)
- برنامههایی که در ترمینال/Command Prompt اجرا میشوند.
- ورودی را از کاربر میگیرند (مثلاً آرگومانهای خط فرمان) و خروجی را بهصورت متن چاپ میکنند.
- برای خودکارسازی کارها، ابزارهای سیستمی، اسکریپتهای مدیریتی، ابزارهای توسعهدهنده و… بسیار کاربردی هستند.
کتابخانههای مهم:
- ماژول استاندارد
argparseبرای تعریف و پردازش آرگومانهای خط فرمان - کتابخانههای غیراستاندارد مانند
clickوtyperبرای ساخت CLIهای حرفهایتر
مثالهای رایج:
- ابزار پشتیبانگیری (backup) پوشهها
- ابزار تبدیل فرمت فایلها (مثلاً تبدیل
.csvبه.json) - ابزار ساده مدیریت کارها یا یادداشتها از طریق ترمینال
برنامههای دسکتاپ (رابط گرافیکی – GUI)
- برنامههایی با پنجره، دکمه، منو و فرمهای گرافیکی که کاربر با ماوس و کیبورد با آنها کار میکند.
- برای ساخت ابزارهای کوچک شخصی، ابزارهای درونسازمانی یا حتی محصولهای مستقل قابل استفادهاند.
کتابخانههای رایج:
tkinter(در کتابخانهٔ استاندارد پایتون – مناسب برای شروع)PyQt/PySide(قویتر و حرفهایتر، ولی یادگیری کمی سنگینتر)Kivyبرای ساخت رابطهای مدرنتر و حتی برنامههای قابل اجرا روی موبایل
نمونهٔ کاربردها:
- یک یادداشتبردار سادهٔ دسکتاپ
- برنامهٔ مدیریت هزینههای شخصی
- ابزار مدیریت فایلهای پروژه
سرویسهای بکاند و API ها
اگرچه توسعهٔ وب فصل جداگانهای دارد، اما از دید «توسعهٔ نرمافزار» شما میتوانید «سرویسها» و «API ها» را مثل نرمافزارهای پشتصحنه ببینید:
- برنامههایی که در سرور اجرا میشوند و سایر برنامهها (موبایل، وب، سرویسهای دیگر) با آنها صحبت میکنند.
- تمرکز روی منطق کسبوکار، امنیت، کار با پایگاهداده و مدیریت کاربران است.
فریمورکها:
Flask(سبک و مناسب آموزش و پروژههای کوچک)FastAPI(مدرن، سریع، مناسب ساخت APIها)Django(کامل و قدرتمند، مناسب پروژههای بزرگتر)
اسکریپتها و ابزارهای داخلی سازمان
بسیاری از شرکتها به ابزارهای داخلی نیاز دارند:
- گزارشگیری از پایگاهداده
- همگامسازی فایلها بین سرویسها
- پردازش دادههای داخلی
- مونیتورینگ و هشداردهی
اینها معمولاً نرمافزارهایی «برای عموم کاربران» نیستند، ولی بخش مهمی از کار توسعهدهندگان نرمافزار هستند و اغلب با پایتون نوشته میشوند.
مهارتهای کلیدی در توسعهٔ نرمافزار با پایتون
برای تبدیل شدن به یک توسعهدهندهٔ نرمافزار (با محوریت پایتون)، لازم است فراتر از «فقط نوشتن کد» بروید. برخی مهارتهای پایهای در این مسیر:
۱. تسلط واقعی بر مبانی زبان
با توجه به فصلهای قبلی، اصول را دیدهاید، اما در توسعهٔ نرمافزار لازم است:
- بتوانید کد را به چند فایل و ماژول خرد کنید و ساختاردهی کنید.
- از تابعها و کلاسها برای مدیریت پیچیدگی استفاده کنید.
- با مفهوم «ماژول» و «بسته» (package) آشنا باشید و بدانید چطور پروژه را سازماندهی کنید.
تمرین پیشنهادی:
- یک پروژهٔ کوچک را از یک فایل به چند ماژول جدا تبدیل کنید (مثلاً ورودی/خروجی، منطق اصلی، دادهها).
۲. کار با کتابخانهها و ماژولهای خارجی
تقریباً هیچ نرمافزار جدیای فقط با امکانات خام زبان نوشته نمیشود. شما باید:
- بتوانید در مستندات کتابخانهها جستوجو کنید.
- با
pipپکیجها را نصب و مدیریت کنید. - کد نمونهٔ مستندات را بخوانید و با نیاز خود سازگار کنید.
تمرین:
- برای یک نیاز واقعی خود (مثلاً خواندن فایل Excel، کار با PDF، گرفتن درخواست HTTP) یک کتابخانه مناسب پیدا کنید و با آن یک نمونهٔ خیلی ساده بسازید.
۳. طراحی و معماری سادهٔ برنامه
در ابتدای راه لازم نیست اصطلاحات سنگین معماری نرمافزار را بلد باشید، اما باید بتوانید:
- قبل از کدنویسی، با کاغذ و قلم یا یک ابزار ساده، بخشهای اصلی برنامه را روی کاغذ بکشید.
- تصمیم بگیرید چه بخشهایی در چه فایلهایی قرار بگیرند.
- دادهها چگونه بین بخشهای مختلف برنامه جابهجا شوند.
چند مفهوم ساده که دانستنشان مفید است:
- «لایهٔ منطق برنامه» (جایی که قوانین/منطق اصلی نرمافزار پیاده میشود)
- «لایهٔ ورودی/خروجی» (جایی که با کاربر، فایل، شبکه و… در تماس است)
۴. کار با پایگاهداده (در حد مقدماتی)
بسیاری از نرمافزارها باید «اطلاعات را ذخیره و بعداً دوباره استفاده» کنند، مثل:
- کاربران
- تنظیمات برنامه
- سوابق تراکنشها، سفارشها، یادداشتها، و غیره
برای شروع، میتوانید:
- با
sqlite3(ماژول استاندارد پایتون) کار کنید. - پایگاهدادههای ساده برای یادداشتها، کارها، کاربران و… بسازید.
مفاهیم مقدماتی مفید:
- جدول (Table)
- رکورد (Record / Row)
- ستون (Column)
- کلید اصلی (Primary Key)
۵. تست نرمافزار
در پروژههای واقعی:
- خطاهای کوچک میتوانند پیامدهای بزرگ داشته باشند.
- تغییر در یک بخش ممکن است بخشهای دیگر را خراب کند.
تست خودکار (Automated Testing) کمک میکند:
- تغییرات را با خیال راحتتر انجام دهید.
- از خراب نشدن ویژگیهای قبلی مطمئن شوید.
ابزارها و مفاهیم پایه:
- کتابخانهٔ
unittest(استاندارد) - مفهوم «تست واحد» (Unit Test) برای تابعها و کلاسهای مهم
تمرین:
- برای چند تابع مهم خود، تستهای خیلی سادهای بنویسید که نتیجهٔ خروجی را چک میکنند.
۶. کار گروهی و کنترل نسخه (Version Control)
در دنیای واقعی توسعهٔ نرمافزار:
- معمولاً تنها کار نمیکنید.
- حتی اگر تنها هم باشید، باید بتوانید نسخههای مختلف کد را مدیریت کنید.
ابزار اصلی:
Gitو سرویسهایی مانند GitHub یا GitLab
چیزهایی که در شروع مهماند:
- ایجاد مخزن (Repository)
- انجام
commitبا پیام مناسب - ساختن شاخه (branch) برای اضافه کردن ویژگی جدید
- ادغام (merge) تغییرات
چگونه تشخیص دهید «توسعهٔ نرمافزار» مناسب شماست؟
این مسیر برای شما مناسبتر است اگر:
- از ساختن «محصول» لذت میبرید، حتی اگر دادهها و آمار در مرکز کارتان نباشند.
- دوست دارید برنامههایی بسازید که دیگران از آن استفاده کنند: ابزار، برنامهٔ دسکتاپ، سرویس تحت وب و…
- به ساختاردهی، نظم، طراحی، و بلندمدت فکر کردن دربارهٔ کد علاقه دارید.
- از کار کردن روی یک پروژهٔ چندماهه نمیترسید و از حل کردن مجموعهای از مسائل کوچک برای رسیدن به یک خروجی بزرگ لذت میبرید.
اگر بیشتر از «الگوریتمها و ساختار دادهها»، «کیفیت کد»، «طراحی نرمافزار» و «کار تیمی روی کد» خوشتان میآید، این مسیر برای شما جذاب خواهد بود.
مسیر پیشنهادی یادگیری برای توسعهٔ نرمافزار با پایتون
در حد مقدماتی، میتوانید این مسیر را طی کنید (بعد از مبانی که در این دوره دیدهاید):
گام ۱: تقویت مبانی و کار با پروژههای کوچک
- فصلهای قبلی این دوره را با تمرین زیاد مرور کنید.
- پروژههای فصل ۱۷ (بازی حدس عدد، ماشینحساب و…) را طوری گسترش دهید که:
- چند فایل/ماژول داشته باشند.
- منطق برنامه از رابط کاربر جدا شود (مثلاً رابط خط فرمان در یک فایل، منطق در فایلی دیگر).
گام ۲: یادگیری ساخت ابزارهای خط فرمان
- با
argparseیا یکی از کتابخانههای سادهٔ CLI آشنا شوید. - ۲ یا ۳ ابزار کوچک بسازید، مثلاً:
- اسکریپتی که از روی چند فایل متنی گزارش بسازد.
- ابزار تبدیل فرمت بین دو نوع فایل.
- ابزار سادهٔ مدیریت TODO ها در یک فایل.
گام ۳: آشنایی مقدماتی با پایگاهداده و ذخیرهسازی داده
- ذخیرهسازی داده در فایلهای متنی (
.txt،.json) را تمرین کنید. - با
sqlite3کار کنید و نسخهٔ پایگاهدادهای یک برنامهٔ ساده (مثلاً لیست کارها) را بسازید.
گام ۴: ساخت یک برنامهٔ کوچک اما «واقعیتر»
پیشنهادها:
- برنامهٔ مدیریت هزینههای شخصی:
- اضافه کردن تراکنشها
- ذخیره در پایگاهداده یا فایل
- گزارشهای ساده (جمع هزینهها در یک ماه و…)
- برنامهٔ مدیریت کتابها یا فیلمهای دیدهشده:
- افزودن / ویرایش / حذف
- جستوجو
- مرتبسازی
در این پروژه سعی کنید:
- کد را در چند ماژول تقسیم کنید.
- سادهترین تستهای واحد را برای بخشهای مهم بنویسید.
- پروژه را در Git نگه دارید و تغییرات را مرحلهبهمرحله
commitکنید.
گام ۵: انتخاب زیرمسیر تخصصیتر
داخل «توسعهٔ نرمافزار» هم میتوانید تخصصیتر شوید، مثلاً:
- توسعهٔ ابزارهای خط فرمان و DevOps
- توسعهٔ بکاند و سرویسهای تحت وب
- توسعهٔ ابزارهای داخلی سازمانها (گزارشگیری، اتوماسیون، اسکریپتهای سیستم)
- توسعهٔ نرمافزارهای دسکتاپ با GUI
لازم نیست از ابتدا دقیق انتخاب کنید؛ چند پروژه در حوزههای مختلف انجام دهید و ببینید با کدامیک بیشتر ارتباط میگیرید.
پیشنهادهای تمرینی مشخص برای شروع
برای اینکه بفهمید آیا این مسیر را دوست دارید، میتوانید این تمرینها را انجام دهید:
- ابزار خط فرمان مدیریت یادداشتها
- دستورات:
add،list،remove - ذخیره در یک فایل متنی یا JSON
- استفاده از
argparseبرای دریافت دستورات و پارامترها - برنامهٔ دسکتاپ خیلی ساده با
tkinter - یک پنجره با یک جعبهٔ متن و یک دکمه
- با کلیک روی دکمه، مقدار ورودی را در لیستی در همان پنجره نشان دهد (مثلاً لیست کارها)
- نسخهٔ توسعهیافتهٔ یکی از پروژههای فصل ۱۷
- آن را به چند ماژول تقسیم کنید.
- برای منطق اصلی، ۲–۳ تست واحد بنویسید.
- پروژه را در Git نگهداری کنید.
اگر از انجام این تمرینها لذت ببرید و بخواهید آنها را بهتر و تمیزتر کنید، احتمالاً مسیر «توسعهٔ نرمافزار» گزینهٔ خوبی برای ادامهٔ راه شماست.