บทที่ 2 การเขียนโปรแกรมเบื้องต้น

1. การเขียนโปรแกรม

โปรแกรมคอมพิวเตอร์ (Computer Programming) คือ ชุดคำสั่งที่สั่งให้คอมพิวเตอร์สามารถทำงานได้ตรงตามความต้องการและความถูกต้อง เช่น โปรแกรมคอมพิวเตอร์สำหรับสั่งให้คอมพิวเตอร์พิมพ์เอกสาร โปรแกรมสำหรับวาดภาพ เป็นต้น

การเขียนโปรแกรม (Programming) คือ การเขียนชุดคำสั่งด้วยภาษาโปรแกรมที่สั่งให้คอมพิวเตอร์สามารถทำงานได้ตรงตามความต้องการ และสามารถทำงานได้อย่างถูกต้อง ซึ่งเป็นการกำหนดขั้นตอนให้กับคอมพิวเตอร์ทำงานตามลำดับและรูปแบบที่กำหนดไว้

หลักการเขียนโปรแกรม

การเขียนโปรแกรมคอมพิวเตอร์นั้น ผู้เขียนโปรแกรมจะต้องเลือกใช้ภาษาโปรแกรมที่เหมาะสม รวมถึงต้องเข้าใจโครงสร้างและไวยากรณ์ของภาษาโปรแกรมนั้นๆ

1. การกำหนดและวิเคราะห์ปัญหา (Analysis the problem)

2. การออกแบบโปรแกรม (Design a program)

3. การเขียนโปรแกรม (Coding)

4. การทดสอบโปรแกรม (Testing)

จุดเด่นของภาษาไพทอน

• เป็นภาษาที่มีรูปแบบการเขียนที่เข้าใจง่าย เป็นระเบียบ

• มีคำสั่งต่างๆ ที่อำนวยความสะดวกอยู่ในตัว ช่วยให้การเขียนสั้นลง

• สร้างตัวแปรได้ง่าย ไม่ต้องประกาศชนิดของตัวแปร

• สามารถใช้งานได้ในหลายแพล็ตฟอร์ม

• มีชุดคำสั่งเสริม เรียกว่า ไลบรารี (library) ที่มีนักพัฒนาเขียนเอาไว้มากมาย สามารถนำมาใช้เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานได้รวดเร็ว

2. คำสั่งแสดงผลบนจอภาพ print ( )

print ( ) เป็นคำสั่งให้แสดงผลโดยใส่ข้อมูลไว้ในวงเล็บ ถ้าข้อมูลเป็นตัวเลข หรือ การคำนวณ ก็พิมพ์ได้ทันที ส่วนข้อมูลที่เป็นข้อความต้องใส่ในเครื่องหมายคำพูด ดังตัวอย่าง

จะเห็นว่าข้อความในส่วนที่มีเครื่องหมายคำพูด " " ครอบอยู่ จะแสดงผลเป็นข้อความตามที่พิมพ์ แม้ว่าจะเป็นตัวเลขก็ตาม แต่ส่วนที่ไม่ได้ครอบเครื่องหมายคำพูด หากเป็นตัวเลขที่มีการคำนวณ เช่น บวก ลบ คูณ หาร โปรแกรมจะคำนวณผลลัพธ์ และแสดงผลลัพธ์ของการคำนวณนั้น

ในทางกลับกัน หากพิมพ์สิ่งที่ไม่ใช่ตัวเลขลงไปในวงเล็บโดยที่ไม่ได้ใส่เครื่องหมายคำพูดครอบ ดังนี้

ซึ่งเป็นการเตือนว่าโปรแกรมมีข้อผิดพลาด (Error) ในที่นี้ เกิดขึ้นเนื่องจากการที่ไม่ได้ใส่เครื่องหมายคำพูด " " ครอบข้อความ ซึ่งไม่ใช่ ตัวเลข หรือ ตัวแปร

การใช้เครื่องหมายจุลภาค , เราสามารถใช้คำสั่ง print ( ) แสดงข้อมูลหลายข้อมูลพร้อมกันได้ โดยพิมพ์ข้อมูลทั้งหมดที่ต้องการแสดงผล คั่นด้วยเครื่องหมายจุลภาค , ผลลัพธ์ที่ได้ จะเป็นการแสดงผลข้อมูลแต่ละชุด และจะแทนเครื่องหมายจุดภาค ด้วยการเว้นวรรคให้ 1 ช่อง

3. ตัวแปร

ตัวแปร (Variable) คือ ตัวอักษร หรือ ตัวอักษรปนตัวเลข ที่กำหนดขึ้นมา เพื่อเก็บค่าของข้อมูล ชนิดต่างๆ โดยข้อมูลมีทั้งข้อมูลที่เป็น ตัวเลขจำนวนเต็ม ตัวเลขทศนิยม ข้อมูลที่เป็นตัวอักษร

การประกาศตัวแปร ทำได้โดยใส่ชื่อตัวแปรที่ต้องการไว้ทางซ้าย ตามด้วยเครื่องหมายเท่ากับ = แล้วใส่ค่าที่ต้องการไว้ทางขวา ดังตัวอย่าง

a = 10
b = 15.3
c = "apple"
name = "peter"
Name = "jojo"

จากตัวอย่างข้างต้นมีความหมายดังนี้

บรรทัดที่ 1 ตัวแปร a เก็บข้อมูลที่เป็น ตัวเลขจำนวนเต็ม มีค่าเท่ากับ 10
บรรทัดที่ 2 ตัวแปร b เก็บข้อมูลที่เป็น ตัวเลขทศนิยม มีค่าเท่ากับ 15.3
บรรทัดที่ 3 ตัวแปร c เก็บข้อมูลที่เป็น ตัวอักษร คือคำว่า apple
บรรทัดที่ 4 ตัวแปร name เก็บข้อมูลที่เป็น ตัวอักษร คือคำว่า peter
บรรทัดที่ 5 ตัวแปร Name เก็บข้อมูลที่เป็น ตัวอักษร คือคำว่า jojo

สำหรับการตั้งชื่อตัวแปรในไพทอน ชื่อตัวแปรจะประกอบด้วยตัวอักษร ตัวเลข โดยต้องขึ้นต้นด้วยตัวอักษร นอกจากนี้ตัวอักษรภาษาอังกฤษตัวพิมพ์เล็กและตัวพิมพ์ใหญ่ จะถือว่าแตกต่างกัน ดังนั้น ตัวแปรชื่อ name และ Name จึงเป็นตัวแปรคนละตัวกัน

การเรียกใช้ตัวแปร หรือ แสดงค่าตัวแปร ที่หน้าจอ เราสามารถใช้คำสั่ง print ( ) ได้ดังนี้

จากตัวอย่างข้างต้นมีความหมายดังนี้

บรรทัดที่ 1 ตัวแปร a เก็บข้อมูลที่เป็น ตัวเลขจำนวนเต็ม มีค่าเท่ากับ 10
บรรทัดที่ 2 ตัวแปร b เก็บข้อมูลที่เป็น ตัวเลขทศนิยม มีค่าเท่ากับ 15.3
บรรทัดที่ 3 ตัวแปร name เก็บข้อมูลที่เป็น ตัวอักษร คือคำว่า apple
บรรทัดที่ 4 แสดงค่าในตัวแปร a ออกทางจอภาพ คือ ตัวเลขจำนวนเต็ม มีค่าเท่ากับ 10
บรรทัดที่ 5 แสดงค่าในตัวแปร b ออกทางจอภาพ คือ ตัวเลขทศนิยม มีค่าเท่ากับ 15.3
บรรทัดที่ 6 แสดงค่าในตัวแปร name ออกทางจอภาพ คือ ตัวอักษร คือคำว่า apple

ตัวแปรที่ถูกกำหนดค่าไปแล้วนั้นสามารถที่จะใส่ค่าใหม่ให้เมื่อไหร่ก็ได้ โดยเมื่อกำหนดค่าใหม่ลงไป ค่าเดิมก็จะถูกเขียนทับ ดังตัวอย่าง

จากตัวอย่างข้างต้นมีความหมายดังนี้

บรรทัดที่ 1 ตัวแปร a เก็บข้อมูลที่เป็น ตัวเลขจำนวนเต็ม มีค่าเท่ากับ 10
บรรทัดที่ 2 แสดงค่าในตัวแปร a ทางจอภาพ คือ ตัวเลขจำนวนเต็ม มีค่าเท่ากับ 10
บรรทัดที่ 3 ตัวแปร a ถูกใส่ค่าใหม่ลงไป เป็น ตัวเลขทศนิยม มีค่าเท่ากับ 15.9
บรรทัดที่ 4 แสดงค่าในตัวแปร a ทางจอภาพ คือ ตัวเลขทศนิยม มีค่าเท่ากับ 15.9

4. ตัวดำเนินการทางคณิตศาสตร์

ตัวดำเนินการทางคณิตศาสตร์ หรือ เครื่องหมายที่ใช้ในการคำนวณ เช่น บวก ลบ คูณ หาร ในภาษาไพทอนจะใช้เครื่องหมาย + - * และ / นอกจากนี้ยังสามารถใช้เครื่องหมายวงเล็บ ( ) สำหรับการจัดกลุ่มโดยการคำนวณในวงเล็บก่อนได้

สิ่งที่นำมาคำนวณอาจไม่ใช่ตัวเลขล้วนๆ แต่เป็น ตัวแปร ที่เก็บข้อมูลชนิดตัวเลข เช่น

a = 5
b = 10
c = b + a * 10

ลำดับความสำคัญของการคำนวณ

ในการคำนวณหลายๆ ตัว การคำนวณจะเริ่มจากซ้ายไปขวา เช่น
a = 1 + 2 + 3 + 4
ค่าของตัวแปร a ก็จะเริ่มคำนวณโดยเริ่มจาก 1 + 2 แล้วค่อยบวก 3 บวก 4 แต่ก็ไม่เป็นเช่นนั้นเสมอไป เพราะสัญลักษณ์การคำนวณแต่ละชนิดมีความสำคัญไม่เท่ากัน มีลำดับความสำคัญอยู่ เรียงดังนี้

ลำดับที่ 1 พิจารณาวงเล็บก่อน โดยเริ่มจากซ้ายไปขวา

ลำดับที่ 2 คูณ หาร โดยเริ่มจากซ้ายไปขวา

ลำดับที่ 3 บวก ลบ โดยเริ่มจากซ้ายไปขวา

ยกตัวอย่างเช่น

print (3 + 7 * 0) # พิจารณา คูณ ก่อน คือ 7 คูณ 0 ได้ 0 แล้ว บวกกับ 3 ได้ผลลัพธ์ 3

print (2 + 6 / 2) # พิจารณา หาร ก่อน คือ 6 หาร 2 ได้ 3.0 แล้ว บวกกับ 2 ได้ผลลัพธ์ 5.0 (การหารจะได้ผลลัพธ์เป็นเลขทศนิยมเสมอ)

print (2 * 6 / 3) # เครื่องหมาย คูณ และ หาร ลำดับความสำคัญเท่ากัน เพราะฉะนั้น เริ่มจากซ้ายไปขวา คือ 2 คูณ 6 ได้ 12 แล้ว หารกับ 3 ได้ผลลัพธ์ 4.0 (การหารจะได้ผลลัพธ์เป็นเลขทศนิยมเสมอ)

print ((5 + 3 - 2) * 0) # พิจารณาทำในวงเล็บก่อน ตามด้วย บวก และ ลบ ลำดับความสำคัญเท่ากัน เพราะฉะนั้น เริ่มจากซ้ายไปขวา คือ 5 บวก 3 ได้ 8 แล้ว ลบกับ 2 ได้ 6 แล้วคูณกับ 0 ได้ผลลัพธ์ 0

print (8 - 4 + 3 * 2) # พิจารณา คูณก่อน คือ 3 คูณ 2 ได้ 6 ตามด้วย บวก และ ลบ ลำดับความสำคัญเท่ากัน เพราะฉะนั้น เริ่มจากซ้ายไปขวา คือ 8 ลบ 4 ได้ 4 แล้วบวกกับ 6 (ได้จาก 3 คูณ 2 ครั้งแรก) ผลลัพธ์จะได้ 10

print (8 + 4 / 2 * 1) # พิจารณา หาร และ คูณ ก่อน เริ่มจากซ้ายไปขวา คือ 4 หาร 2 (การหารได้ผลลัพธ์เป็นเลขทศนิยมเสมอ) จะได้ 2.0 แล้ว คูณ 1 ได้ 2.0 จากนั้น บวกกับ 8 ผลลัพธ์จะได้ 10.0