دليل المبتدئين: إعداد وبدء استخدام بايثون

مرحباً بك في عالم بايثون! لقد اخترت تعلم لغة مشهورة ببساطتها وقوتها وتنوع استخداماتها. بايثون هي القوة الدافعة وراء تطبيقات الويب، وعلوم البيانات، والذكاء الاصطناعي، والأتمتة، وغير ذلك الكثير. بالنسبة للمبتدئين، فإن تركيبها النحوي النظيف ورموزها سهلة القراءة تجعلها لغة أولى مثالية.

ومع ذلك، قبل أن تتمكن من كتابة أول سطر من التعليمات البرمجية، يجب عليك إعداد بيئة التطوير الخاصة بك بشكل صحيح. الإعداد السليم هو الأساس الذي ستبنى عليه جميع مشاريعك المستقبلية. إنه يمنع الإحباطات الشائعة ويضمن تجربة تعلم سلسة ومثمرة. سيرشدك هذا الدليل الشامل عبر كل خطوة من خطوات العملية، بدءًا من تثبيت بايثون على جهاز الكمبيوتر الخاص بك وصولاً إلى إدارة تبعيات المشروع باستخدام البيئات الافتراضية وتشغيل أول برنامج نصي لك. سنغطي كل أمر تحتاجه، مشروحًا بالتفصيل، لنمنحك بداية قوية في رحلتك مع بايثون.

تم تصميم هذا البرنامج التعليمي للمبتدئين تمامًا. لن نفترض أي معرفة سابقة بالبرمجة. سيكون تركيزنا على ترسيخ أفضل الممارسات من اليوم الأول، وخاصة استخدام البيئات الافتراضية (virtual environments)، وهي مهارة حاسمة لأي مطور بايثون جاد.

أولاً: تثبيت بايثون: خطوتك الأولى

الخطوة الأولى على الإطلاق هي تثبيت مترجم بايثون (Python interpreter) على نظامك. المترجم هو البرنامج الذي يقرأ كود بايثون الخاص بك وينفذ التعليمات التي كتبتها. سنستخدم بايثون 3، حيث أن بايثون 2 لم يعد مدعومًا.

من الضروري تثبيت بايثون بشكل صحيح والتحقق من إمكانية الوصول إليه من واجهة سطر الأوامر (CLI) الخاصة بك - Command Prompt أو PowerShell على ويندوز، و Terminal على macOS ولينكس.

أ. التثبيت على ويندوز

لا يأتي ويندوز مع بايثون مثبتًا مسبقًا. الطريقة الموصى بها لتثبيته هي باستخدام المثبت الرسمي.

تنزيل المثبت: افتح متصفح ويب وانتقل إلى صفحة تنزيل بايثون الرسمية لويندوز. يجب أن ترى أزرارًا لتنزيل أحدث إصدار مستقر. قم بتنزيل "Windows installer (64-bit)".

تشغيل المثبت: بمجرد اكتمال التنزيل، قم بتشغيل ملف المثبت القابل للتنفيذ. ستظهر لك نافذة التثبيت.

خطوة حاسمة: إضافة بايثون إلى PATH: قبل النقر على "Install Now" (التثبيت الآن)، انظر إلى أسفل النافذة. سترى مربع اختيار بعنوان "Add Python to PATH" (إضافة بايثون إلى PATH) أو ما يشابه ذلك. يجب عليك تحديد هذا المربع. تضمن هذه الخطوة أنه يمكنك تشغيل بايثون من موجه الأوامر الخاص بك من أي دليل. هذه واحدة من أكثر المشكلات شيوعًا للمبتدئين على ويندوز.

التثبيت: انقر على "Install Now" (التثبيت الآن) لبدء التثبيت بالإعدادات الموصى بها. سيظهر شريط تقدم يوضح عملية التثبيت.

التحقق من التثبيت: بمجرد اكتمال التثبيت، تحتاج إلى التحقق من نجاحه. افتح Command Prompt أو PowerShell. يمكنك العثور عليهما بالبحث عنهما في قائمة Start. في النافذة التي تظهر، اكتب الأمر التالي واضغط Enter:Bash

python --version

إذا كان التثبيت ناجحًا، سترى رقم إصدار بايثون مطبوعًا على الشاشة، على سبيل المثال، Python 3.12.3.

التحقق من تثبيت pip: مدير حزم بايثون، pip، يتم تثبيته تلقائيًا جنبًا إلى جنب مع بايثون. إنها الأداة التي ستستخدمها لتثبيت المكتبات الخارجية. تحقق من تثبيته بالأمر:Bash

pip --version

يجب أن ترى إصدار pip مطبوعًا، بالإضافة إلى موقعه.

ب. التثبيت على macOS

غالبًا ما تأتي الإصدارات الحديثة من macOS مع إصدار مثبت مسبقًا من بايثون 2. ومع ذلك، فإن هذا الإصدار قديم ولا يجب استخدامه. يجب عليك تثبيت بايثون 3.

الطريقة الموصى بها هي استخدام المثبت الرسمي، على غرار ويندوز.

تنزيل المثبت: انتقل إلى صفحة تنزيل بايثون الرسمية لنظام macOS. قم بتنزيل "macOS 64-bit universal2 installer" لأحدث إصدار مستقر.

تشغيل المثبت: افتح ملف .pkg الذي قمت بتنزيله. سيرشدك المثبت عبر الخطوات. وافق على الترخيص وتابع التثبيت القياسي. سيقوم بتثبيت بايثون 3 في مجلد /Applications وإنشاء الروابط الضرورية.

التحقق من التثبيت: افتح تطبيق Terminal (يمكنك العثور عليه في Applications/Utilities أو بالبحث باستخدام Spotlight). للتحقق من تثبيت بايثون 3 الجديد، اكتب:Bash

python3 --version

يجب أن يظهر هذا الإصدار الذي قمت بتثبيته للتو. على macOS، يُستخدم الأمر python3 لاستدعاء مترجم بايثون 3 على وجه التحديد، بينما قد لا يزال python يشير إلى بايثون 2 القديم.

التحقق من pip: وبالمثل، تحقق من تثبيت pip:Bashpip3 --version

من المحتمل أن تحتاج إلى استخدام pip3 لإدارة الحزم لتثبيت بايثون 3 الخاص بك.

ج. التثبيت على لينكس

تأتي معظم توزيعات لينكس مع بايثون 3 مثبتًا مسبقًا. ومع ذلك، من الممارسات الجيدة التأكد من أن لديك أحدث إصدار من مستودع حزم التوزيع الخاص بك وأن الأدوات الضرورية مثل pip و venv موجودة أيضًا.

افتح Terminal الخاص بك.

تحديث مدير الحزم الخاص بك: أولاً، قم بتحديث قائمة الحزم المحلية الخاصة بك.

• على Debian أو Ubuntu أو المشتقات: Bash

sudo apt update

• على Fedora أو CentOS أو RHEL: Bash

sudo dnf check-update

تثبيت بايثون: الآن، قم بتثبيت حزمة بايثون 3، جنبًا إلى جنب مع pip ووحدة venv، التي تُستخدم لإنشاء بيئات افتراضية.

• على Debian أو Ubuntu أو المشتقات: Bash

sudo apt install python3 python3-pip python3-venv

• على Fedora أو CentOS أو RHEL: Bash

sudo dnf install python3 python3-pip

التحقق من التثبيت: تحقق من الإصدار المثبت باستخدام Terminal. الأمر هو عادةً python3.Bashpython3 --version

وتحقق من pip:Bashpip3 --version

ثانياً: البيئات الافتراضية: عزل المشاريع الاحترافي

الآن بعد أن تم تثبيت بايثون، قد تميل إلى البدء في تثبيت الحزم عالميًا. توقف. أهم ممارسة جيدة لمطور بايثون الجديد هي استخدام البيئات الافتراضية لكل مشروع.

لماذا تستخدم بيئة افتراضية؟

تخيل أنك تعمل على مشروعين مختلفين. يتطلب المشروع أ الإصدار 1.0 من مكتبة معينة، بينما يحتاج المشروع ب إلى الإصدار 2.0 من نفس المكتبة. إذا قمت بتثبيت هذه المكتبات عالميًا، فسيتعين عليك التبديل بين الإصدارات باستمرار، وسيكون أحد المشروعين معطلاً دائمًا.

البيئة الافتراضية هي دليل مستقل ومعزول يحتوي على إصدار معين من بايثون بالإضافة إلى جميع الحزم والمكتبات المحددة التي يحتاجها مشروعك. لا تؤثر على تثبيت بايثون العام الخاص بك أو البيئات الافتراضية الأخرى.

الفوائد:

• تجنب تعارض التبعيات: يحافظ على تبعيات كل مشروع منفصلة ومستقلة.
• يحافظ على نظامك نظيفًا: يظل تثبيت بايثون العام الخاص بك نقيًا، وخاليًا من فوضى الحزم الخاصة بالمشروع.
• يضمن قابلية التكرار: يمكنك بسهولة إعادة إنشاء البيئة الدقيقة لمشروعك على جهاز آخر.

سنستخدم وحدة venv، وهي الطريقة القياسية المدمجة لإنشاء بيئات افتراضية في بايثون 3.

إنشاء واستخدام بيئة افتراضية

دعنا نمر عبر سير العمل بالكامل.

إنشاء دليل مشروع: أولاً، أنشئ مجلدًا لمشروعك الجديد. افتح واجهة سطر الأوامر الخاصة بك وقم بتشغيل هذه الأوامر:Bash

mkdir my_first_project
cd my_first_project

ينشئ هذا دليلًا جديدًا يسمى my_first_project وينقلك إليه.

إنشاء البيئة الافتراضية: الآن، داخل مجلد مشروعك، قم بتشغيل الأمر التالي. يخبر هذا الأمر بايثون بتشغيل وحدة venv وإنشاء بيئة افتراضية جديدة في مجلد يسمى venv.

• على macOS ولينكس: Bash

python3 -m venv venv

• على ويندوز: Bash

python -m venv venv

بعد تشغيل هذا، سترى مجلدًا جديدًا يسمى venv داخل my_first_project. يحتوي هذا المجلد على نسخة من مترجم بايثون وهو المكان الذي سيتم فيه تثبيت الحزم الخاصة بمشروعك. من المعتاد تسمية هذا المجلد venv أو .venv.

تفعيل البيئة الافتراضية: إنشاء البيئة ليس كافيًا؛ يجب عليك "تفعيلها". يؤدي تفعيل البيئة إلى تعديل موجه الأوامر الخاص بالـ shell الخاص بك ليشير إلى ملفات بايثون و pip التنفيذية الخاصة بالبيئة.

على ويندوز (باستخدام Command Prompt):Bash

venv\Scripts\activate.bat

على ويندوز (باستخدام PowerShell):PowerShell

.\venv\Scripts\Activate.ps1

(قد تحتاج إلى تغيير سياسة التنفيذ أولاً عن طريق تشغيل Set-ExecutionPolicy -ExecutionPolicy RemoteSigned -Scope Process)

على macOS ولينكس:Bashsource venv/bin/activate

بمجرد التفعيل، سترى اسم البيئة بين قوسين في بداية موجه الأوامر الخاص بك، مثل هذا: (venv) C:\Users\YourUser\my_first_project>. يشير هذا إلى أن بيئتك الافتراضية نشطة.

إلغاء تفعيل البيئة الافتراضية: عندما تنتهي من العمل على مشروعك، يمكنك إلغاء تفعيل البيئة والعودة إلى shell العادي الخاص بك. ما عليك سوى كتابة الأمر التالي:Bashdeactivate

ستختفي البادئة (venv) من موجه الأوامر الخاص بك.

ثالثاً: إدارة الحزم باستخدام pip

مع تفعيل بيئتك الافتراضية، يمكنك الآن تثبيت الحزم لمشروعك بأمان. الأداة لذلك هي pip. عندما تكون البيئة نشطة، يتم ربط أمر pip تلقائيًا بتلك البيئة.

أوامر pip الأساسية

دعنا نثبت حزمة شائعة تسمى requests، والتي تُستخدم لإجراء طلبات HTTP.

تثبيت حزمة: تأكد من أن venv نشط، ثم قم بتشغيل:Bashpip install requests

سيقوم pip بتنزيل حزمة requests وجميع تبعياتها من فهرس حزم بايثون (PyPI) وتثبيتها مباشرة في مجلد venv الخاص بك. يظل تثبيت بايثون العام الخاص بك دون تغيير.

عرض الحزم المثبتة: لرؤية الحزم المثبتة في بيئتك الحالية (النشطة)، استخدم:Bashpip list

سترى requests وتبعيةاتها مدرجة، ولكن لن ترى أيًا من الحزم المثبتة في بايثون العام الخاص بك أو في البيئات الأخرى.

إنشاء ملف requirements.txt: كيف تشارك مشروعك مع الآخرين حتى يتمكنوا من تكرار بيئتك؟ تفعل ذلك باستخدام ملف المتطلبات. الاصطلاح القياسي هو تسمية هذا الملف requirements.txt.

يمكنك إنشاء هذا الملف تلقائيًا باستخدام أمر pip freeze، والذي يخرج قائمة بجميع الحزم المثبتة وإصداراتها الدقيقة.Bashpip freeze > requirements.txt

يرمز الرمز > إلى إعادة توجيه إخراج الأمر إلى ملف requirements.txt. إذا فتحت هذا الملف، سترى قائمة بإصدارات الحزم.

التثبيت من ملف requirements.txt: إذا أراد شخص آخر (أو أنت في المستقبل) إعداد مشروعك، يمكنه إنشاء وتفعيل بيئة افتراضية جديدة، ثم تشغيل الأمر التالي لتثبيت جميع الحزم الضرورية دفعة واحدة:Bashpip install -r requirements.txt

يخبر هذا الأمر pip بقراءة الملف وتثبيت جميع الحزم المدرجة فيه.

إلغاء تثبيت حزمة: إذا لم تعد بحاجة إلى حزمة، يمكنك إزالتها:Bashpip uninstall requests

سيطلب منك pip تأكيدًا قبل إزالة الحزمة.

رابعاً: أول برنامج نصي لك بلغة بايثون

لديك الآن بيئة تطوير كاملة ومعزولة. حان الوقت أخيرًا لكتابة بعض التعليمات البرمجية!

كتابة الكود

إنشاء ملف بايثون: باستخدام محرر النصوص المفضل لديك (مثل VS Code أو Sublime Text أو حتى Notepad)، أنشئ ملفًا جديدًا باسم app.py داخل دليل my_first_project. تأكد من أنه في نفس المجلد مثل دليل venv الخاص بك، وليس داخله.

إضافة كود بايثون: افتح app.py واكتب الكود التالي فيه. سيطلب هذا البرنامج النصي اسمك ثم يطبع تحية مخصصة.Python

# A simple Python script to greet the user

def get_greeting(name):
    """Generates a personalized greeting."""
    if not name:
        return "Hello, mysterious stranger!"
    else:
        return f"Hello, {name}! Welcome to the world of Python."

def main():
    """Main function to run the program."""
    print("Welcome to your first Python application!")
    user_name = input("Please enter your name: ")
    message = get_greeting(user_name.strip())
    print(message)

if __name__ == "__main__":
    main()

• def تعرف دالة.
• input() تطلب إدخالًا من المستخدم وتقرأه كسلسلة نصية.
• .strip() تزيل أي مسافات بيضاء بادئة أو لاحقة من الإدخال.
• f"..." هي سلسلة نصية f-string، وهي طريقة حديثة ومريحة لتضمين التعبيرات داخل النصوص الحرفية.
• الكتلة if __name__ == "__main__": هي اصطلاح قياسي في بايثون. تضمن أن الكود داخل main() يعمل فقط عند تنفيذ البرنامج النصي مباشرة (وليس عند استيراده كوحدة نمطية في برنامج نصي آخر).

تشغيل البرنامج النصي الخاص بك

تأكد من أن بيئتك نشطة: عد إلى واجهة سطر الأوامر الخاصة بك. تأكد من أنك في دليل my_first_project وأن بادئة (venv) مرئية.

تنفيذ البرنامج النصي: لتشغيل برنامجك، تستدعي مترجم بايثون وتمرر له اسم ملف البرنامج النصي الخاص بك.

• على macOS ولينكس: Bash

python3 app.py

• على ويندوز: Bash

python app.py

التفاعل مع برنامجك: سيتم تشغيل البرنامج النصي في Terminal الخاص بك. سيطبع أولاً "Welcome to your first Python application!"، ثم سيطلب منك إدخال اسمك. اكتب اسمك واضغط Enter. سيقوم البرنامج النصي بعد ذلك بطباعة تحيتك المخصصة.

تهانينا! لقد قمت بنجاح بإعداد بيئة تطوير بايثون احترافية، وإدارة الحزم، وكتابة وتنفيذ أول تطبيق بايثون لك. لقد أتقنت سير عمل سيخدمك جيدًا في مشاريع من أي حجم. من هنا، رحلتك تتعلق بتعلم اللغة نفسها - تركيبها النحوي، هياكل البيانات، ونظامها الواسع من المكتبات. ولكن مع هذا الأساس المتين، أنت مجهز تمامًا للمغامرة القادمة.