🟣 بهینه‌سازی حافظه و زمان با استفاده از itertools.chain

یکی از مفاهیم پیشرفته در استفاده از حلقه‌های "for" در پایتون، استفاده از تابع itertools.chain برای ترکیب چندین توالی بدون ایجاد یک لیست جدیده. این روش زمانی که نیاز به پیمایش دیتاست‌های بزرگ هست و می‌خواین از مصرف حافظه زیاد جلوگیری کنین، مفیده.

این کد تمام اعداد در list1 و list2 رو پیمایش می‌کنه، بدون اینکه نیاز باشه یک لیست جدید و بزرگتر ایجاد شه.
#Programming
#Python

@Data_ML | دیتاساینس و ماشین‌ لرنینگ

👩‍🎓 برنامه آموزشی هفته: مرور نکات پایتون ۲

🟠شنبه: While (حلقه)

🔵یک‌شنبه: If condition (شرط)

🟢دوشنبه: Function (تابع)

🔴سه‌شنبه: Lambda F (تابع بدون نام)

🟠چهارشنبه: List Comprehension (لیست‌های پیچیده)

🔵پنج‌شنبه: Class (کلاس)

🟢جمعه: Casting (تبدیل نوع داده)

#Programming
#Python

@Data_ML | دیتاساینس و ماشین‌ لرنینگ

👨‍🏫 آموزش حلقه While در پایتون

حلقه‌ while ابزار قدرتمندی برای تکرار دستورات تا زمان برآورده شدن یک شرطه.

🔵 یکی از کاربردهای while، پیاده‌سازی الگوریتم‌ها با شرط پیچیده‌ست. به عنوان مثال، می‌تونیم یک حلقه while بنویسیم که تا زمانی که جمع اعداد وارد شده توسط کاربر کمتر از ۵۰ باشه ادامه پیدا کنه.

sum = 0
while sum < 50:
    number = float(input("یک عدد وارد کنید: "))
    sum += number
print("جمع اعداد بیش از ۵۰ شد.")

🔵 استفاده از else با while، یک ویژگی منحصر به فرد در پایتونه که اجازه می‌ده پس از اتمام حلقه، بدون شکستن حلقه، کد خاصی اجرا شه.

count = 0
while count < 5:
    print(count)
    count += 1
else:
    print("حلقه به اتمام رسید.")

🔜
0
1
2
3
4
حلقه به اتمام رسید.

🔵 ما می‌توانیم از while در ترکیب با try-except برای مدیریت خطاها در ورودی‌های کاربر استفاده کنیم و مطمئن شیم که برنامه در صورت ورودی نامعتبر، متوقف نمی‌شه.

while True:
    try:
        x = int(input("لطفاً یک عدد وارد کنید: "))
        break
    except ValueError:
        print("مقدار وارد شده عدد نیست. دوباره امتحان کنید.")

🔵 حلقه‌های while می‌تونن برای اجرای وظایف به صورت موازی با استفاده از threading به کار برن. در نتیجه این امکان به وجود میاد که برنامه‌های تعاملی‌تر بسازیم.

import threading

def print_numbers():
    i = 0
    while i < 10:
        print(i)
        i += 1

t = threading.Thread(target=print_numbers)
t.start()

# ادامه کد برای انجام دیگر وظایف در حین اجرای thread

🔵می‌تونیم از while برای خوندن فایل‌ها استفاده کنیم، به‌طوری که تا آخر فایل رو بخونه:

with open('data.txt', 'r') as file:
    while line := file.readline():
        print(line.strip())

🔵حلقه‌ while رو میشه با توابعی مثل enumerate ترکیب کرد تا به indexها و مقادیر در یک لیست دسترسی داشته باشیم.

items = ['apple', 'banana', 'cherry']
index = 0
while index < len(items):
    print(index, items[index])
    index += 1

🔜 0 apple
1 banana
2 cherry

#Programming
#Python

@Data_ML | دیتاساینس و ماشین‌ لرنینگ

🟣 کاربرد Divide and Conquer در Tuning مدل‌های یادگیری ماشین

میشه از حلقه‌ while در روش Divide and Conquer برای بهینه‌سازی پارامترهای مدل در یادگیری ماشین استفاده کرد. این روش با اجرای حلقه تا رسیدن به شرایط خاص، مثل حداکثر دقت مدل یا کاهش تفاوت پارامترها به کمتر از Threshold تعیین‌شده، مؤثره.

این استراتژی، به‌ویژه برای Tuning دقیق مدل‌های پیچیده که جستجوی دستی برای پارامترها ناکارآمده، مفیده.

#Programming
#Python

@Data_ML | دیتاساینس و ماشین‌ لرنینگ

👨‍🏫 آموزش پیشرفته شرط‌ها (If Conditions) در پایتون

در پایتون، استفاده از if به عنوان پایه‌ای برای بررسی شرایط مختلف، بسیار کاربردیه. می‌تونیم با استفاده از شرط‌های ترکیبی و توابع، منطق‌های بسیار پیچیده‌ای رو پیاده‌سازی کنیم.

🔵 شرط‌های ترکیبی با and و or به ما این امکان رو می‌دن که چندین معیار رو همزمان در نظر بگیریم.

def check_temp_humidity(temp, humidity):
    if temp > 30 and humidity > 50:
        return "Hot and Humid"
    elif temp > 30 or humidity > 50:
        return "Hot or Humid"
    else:
        return "Comfortable"

print(check_temp_humidity(32, 55)) 

🔜 Hot and Humid

print(check_temp_humidity(32, 45))

🔜 Hot or Humid

🔵 شرط‌های تو در تو (Nested If) برای بررسی شرایط متعدد در سطوح مختلف کاربرد دارن.

def grade_evaluation(score):
    if score >= 90:
        if score >= 95:
            return "A+"
        return "A"
    elif score >= 80:
        return "B"
    elif score >= 70:
        return "C"
    else:
        return "D"

print(grade_evaluation(96))

🔜 A+

print(grade_evaluation(82))

🔜 B

🔵برای ارزیابی چندین شرط مختلف که تنها یکی‌شون باید اجرا شه از elif استفاده می‌کنیم.

def traffic_light(color):
    if color == "green":
        return "Go"
    elif color == "yellow":
        return "Slow Down"
    elif color == "red":
        return "Stop"
    else:
        return "Invalid Color"

print(traffic_light("yellow"))

🔜 Slow Down

🔵از in در if برای بررسی وجود یک عنصر درون یک مجموعه، لیست، یا رشته استفاده میشه. همچنین از از not برای برعکس کردن یک شرط میشه استفاده کرد.

def check_membership(num, dataset):
    if num in dataset:
        return f"{num} is in the dataset."
    else:
        return f"{num} is not in the dataset."

dataset = {1, 3, 5, 7}
print(check_membership(3, dataset))

🔜 3 is in the dataset.

🔵استفاده از if-else ترکیبی در لیست Comprehensions برای اعمال منطق‌های متفاوت بر اساس شرط. این روش به شما امکان می‌ده که منطق پیچیده‌ای رو در تنها یک خط کد به صورت خلاصه بیان کنین، و در نتیجه کدتون مختصر و مفیدتر شه.

numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
new_list = ["Even" if num % 2 == 0 else "Odd" for num in numbers]
print(new_list) 

🔜 ['Odd', 'Even', 'Odd', 'Even', 'Odd']

#Programming
#Python

@Data_ML | دیتاساینس و ماشین‌ لرنینگ

💡 یه توصیه‌ مهم برای نوشتن شرط if

در پایتون، زمانی که می‌خوایم چک کنیم یک متغیر None هست یا نه، باید از is استفاده کنیم، نه از ==. این یکی از توصیه‌های مهم در نوشتن شرط‌های if هست که حتی برنامه‌نویسان پیشرفته هم گاهی اوقات نادیده می‌گیرن!

مقدار None یک نمونه منحصر به فرده و استاندارد پایتون (PEP 8) توصیه می‌کنه که برای مقایسه با این مقدار خاص از is استفاده شه. استفاده از is صحت و سرعت بالاتری داره. همچنین، این روش کد رو خواناتر و اجرای درست برنامه در شرایط مختلف رو تضمین می‌کنه.

روش غلط:

if my_variable == None:

روش درست:

if my_variable is None:
    # انجام عملیات خاصی اگر my_variable برابر با None باشد

#Programming
#Python

@Data_ML | دیتاساینس و ماشین‌ لرنینگ

👨‍🏫 آموزش تابع (Function) به صورت کاربردی در ماشین لرنینگ

توابع در برنامه‌نویسی، بلوک‌های کدی هستن که برای اجرای گروهی دستوراتی مشخص، با هدف کاهش تکرار کد و افزایش خوانایی، تعریف می‌شن. این بلوک‌ها می‌تونن داده‌ها رو به عنوان ورودی بگیرن، عملیات انجام بدن و نتایج رو برگردونن.

🔵تابع برای محاسبه دقت مدل (Accuracy): تابع زیر دقت مدل رو با مقایسه پیش‌بینی‌های انجام شده با برچسب‌های واقعی محاسبه می‌کنه.

def calculate_accuracy(predictions, labels):
    correct = sum(p == l for p, l in zip(predictions, labels))
    accuracy = correct / len(labels)
    return accuracy

# فرض کنید predictions و labels برچسب‌های پیش‌بینی شده و واقعی هستند.
accuracy = calculate_accuracy(predictions, labels)
print(f"Accuracy: {accuracy:.2%}")

🔵تابع برای پیش‌پردازش داده‌ها (Data Preprocessing): پیش‌پردازش یکی از مراحل اصلی در یادگیری ماشینه که شامل پاکسازی، نرمال‌سازی و تبدیل داده‌ها می‌شه. تابع زیر داده‌ها رو نرمال‌سازی می‌کنه تا مقیاس‌های یکسانی داشته باشن.

from sklearn.preprocessing import StandardScaler

def preprocess_data(data):
    scaler = StandardScaler()
    scaled_data = scaler.fit_transform(data)
    return scaled_data

# فرض کنید data داده‌های خام است.
scaled_data = preprocess_data(data)

🔵تابع برای ارزیابی مدل با استفاده از Cross-Validation: یک تکنیک ارزیابی که دقت مدل رو با تقسیم داده‌ها به چندین بخش و انجام آزمایش‌های متعدد اندازه‌گیری می‌کنه Cross-Validation هست.

from sklearn.model_selection import cross_val_score

def evaluate_model_with_cv(model, data, labels, cv=5):
    scores = cross_val_score(model, data, labels, cv=cv)
    return scores

# فرض کنید model مدل ماشین لرنینگ، data داده‌ها و labels برچسب‌ها هستند.
cv_scores = evaluate_model_with_cv(best_model, scaled_data, labels)
print(f"CV Scores: {cv_scores}")

#Programming
#Python

@Data_ML | دیتاساینس و ماشین‌ لرنینگ

🟣 تابع ()Any در پایتون

تابع ()any در پایتون برای بررسی اینکه آیا هر یک از عناصر داخل یک لیست یا Tuple برابر با True هست یا نه، استفاده می‌شه.

این تابع برای بررسی شرایط متعدد به صورت موازی بسیار مفیده و عملیات‌های محاسباتی پیچیده رو با استفاده از خطوط کد نسبتاً کم انجام میده.

این کد یک لیست از دشمنان رو نشون می‌ده که هر دشمن به صورت یک دیکشنری تعریف شده و دارای دو کلید type و health هست. اینجا تابع ()any برای تعیین اینکه آیا هنوز دشمنی با سلامتی بالاتر از صفر (یعنی هنوز زنده) وجود داره یا نه، استفاده می‌شه.

اگه حداقل یک دشمن با سلامتی بالاتر از صفر باشه، عبارت The battle is not over! چاپ می‌شه، که به این معنیه که مبارزه هنوز تموم نشده. اگر هیچ دشمن زنده‌ای وجود نداشته باشه (یعنی سلامتی همه صفر یا کمتر باشه)، عبارت No more enemies remain! چاپ می‌شه که نشون‌دهنده پایان مبارزه‌ست.

#Programming
#Python

@Data_ML | دیتاساینس و ماشین‌ لرنینگ

👨‍💻 آموزش Lambda Functions در پایتون

توابع Lambda در پایتون، توابعی هستن که به کمک کلیدواژه lambda تعریف می‌شن. این توابع به دلیل انعطاف‌پذیری و امکان نوشتن در یک خط، برای انجام عملیات‌های سریع بسیار کاربرد دارن.

این توابع می‌تونن هر تعداد پارامتر رو دریافت کنن اما تنها یک عبارت رو ارزیابی و مقدارش رو برمی‌گردونن. این عبارت به طور خودکار و بدون نیاز به استفاده از دستور return برگشت داده می‌شه.

🔵توابع Lambda معمولاً همراه با توابع سطح بالاتر مثل ()filter و ()map و ()reduce استفاده می‌شن که به ما اجازه می‌دن تا عملیات‌های پیچیده‌تر رو بر روی داده‌ها اجرا کنیم.

numbers = range(-5, 5)
negative_numbers = list(filter(lambda x: x < 0, numbers))
print(negative_numbers)

🔜 [-5, -4, -3, -2, -1]

squared = list(map(lambda x: x ** 2, numbers))
print(squared)

🔜 [25, 16, 9, 4, 1, 0, 1, 4, 9, 16]

from functools import reduce
# یافتن حاصل ضرب تمام اعداد در یک لیست
product = reduce(lambda x, y: x * y, [1, 2, 3, 4, 5])
print(product)

🔜 120

🔵توابع Lambda می‌تونن برای ایجاد فانکشن‌های فوری، در مواردی که نیاز به تعریف کامل تابع نیست، استفاده شن. این کار برای نوشتن کد تمیز و مختصر مفیده.

def apply_function(func, value):
    return func(value)

result = apply_function(lambda x: x * x, 5)
print(result)

🔜 25

🔵توابع Lambda در مواردی مثل تعریف کلید‌های مرتب‌سازی یا به عنوان آرگومان برای توابع دیگه استفاده می‌شن.

names = ['David', 'Brian', 'Alice', 'Catherine']
sorted_names = sorted(names, key=lambda name: len(name))
print(sorted_names)

🔜 ['David', 'Brian', 'Alice', 'Catherine']

🔵این توابع می‌تونن برای مقایسه و مرتب‌سازی داده‌ها در ساختارهای داده‌ای پیچیده استفاده شن.

data = [(1, 'd'), (2, 'b'), (3, 'c'), (4, 'a')]
# برای مرتب‌سازی یک لیست از تاپل‌ها
sorted_data = sorted(data, key=lambda x: x[1])
print(sorted_data)

🔜 [(4, 'a'), (2, 'b'), (3, 'c'), (1, 'd')]

#Programming
#Python

@Data_ML | دیتاساینس و ماشین‌ لرنینگ