পাইথন প্রোগ্রামিং ভাষার প্রবক্তা হলেন ডাচ কম্পিউটার বিজ্ঞানী গুইডো ভ্যান রসাম (Guido van Rossum)। ১৯৮০-এর দশকের শেষের দিকে নেদারল্যান্ডসের Centrum Wiskunde & Informatica (CWI) গবেষণাগারে ABC ভাষার উত্তরসূরি হিসেবে তিনি পাইথনের বিকাশ শুরু করেন এবং ১৯৯১ সালের ফেব্রুয়ারিতে এর প্রথম সংস্করণ আনুষ্ঠানিকভাবে প্রকাশিত হয়। পাইথনের মূল দর্শন হলো প্রাঞ্জল কোড লিখন, স্পষ্ট সিনট্যাক্স এবং বহু-পদ্ধতিগত প্রোগ্রামিং সমর্থন (প্রসিডিউরাল, অবজেক্ট-ওরিয়েন্টেড ও ফাংশনাল)।

অন্যান্য ভাষার মতো পাইথনে কোড ব্লক বোঝাতে দ্বিতীয় বন্ধনী {} ব্যবহৃত হয় না। এর পরিবর্তে ইনডেন্টেশন বা শূন্যস্থান ব্যবহৃত হয়:

• ইনডেন্টেশনের নিয়ম (PEP 8): প্রতি কোড ব্লকের জন্য আদর্শ হলো ঠিক ৪টি স্পেস (Spaces) ব্যবহার করা। ট্যাব ও স্পেসের মিশ্রণ সম্পূর্ণ নিষিদ্ধ (পাইথন ৩-এ এটি TabError ঘটায়)।
• চলকের নামকরণের শর্ত (Identifiers): বর্ণমালা বা আন্ডারস্কোর (_) দিয়ে নাম শুরু হতে হবে, কোনো সংখ্যা দিয়ে শুরু হতে পারবে না। পাইথন কেস-সেনসিটিভ (যেমন Num ও num পৃথক)। সংরক্ষিত কিওয়ার্ড (যেমন def, class, if, while) চলক হিসেবে ব্যবহৃত হতে পারে না।
• কমেন্ট ও ডকস্ট্রিং: এক লাইনের মন্তব্যের জন্য # ব্যবহৃত হয়। ফাংশন বা ক্লাসের ডকুমেন্টেশনের জন্য ট্রিপল কোট """...""" ডকস্ট্রিং হিসেবে ব্যবহৃত হয় যা .doc দিয়ে পড়া যায়।

C বা Java-র মতো পাইথনে চলক কোনো মেমরি বাক্স নয় যাতে সরাসরি মান জমা থাকে। পাইথনে সবকিছুই অবজেক্ট। একটি চলক কেবল হিপ মেমরিতে থাকা একটি অবজেক্টের দিকে নির্দেশ করা একটি রেফারেন্স পয়েন্টার বা নামফলক (Tag):

# মেমরি রেফারেন্স ও id() ফাংশনের উদাহরণ
x = 250
y = x
print(id(x) == id(y))  # True: একই মেমরি ঠিকানা নির্দেশ করছে
print(x is y)          # True: আইডেন্টিটি সমান

x = x + 1              # নতুন ইন্টিজার অবজেক্ট 251 তৈরি হলো
print(id(x) == id(y))  # False: x এখন নতুন মেমরি নির্দেশ করছে
print(y)               # 250: y পূর্বের অবজেক্টেই বহাল আছে

পাইথনে প্রতিটি অবজেক্টের ৩টি বৈশিষ্ট্য থাকে: আইডেন্টিটি (id()), টাইপ (type()), এবং মান (Value)।

পাইথনে অপারেটরসমূহের মূল বৈশিষ্ট্যসমূহ:

• পাটিগাণিতিক অপারেটর: +, -, *, প্রকৃত ভাগ / (সর্বদা ফ্লোট তৈরি করে: 7 / 2 = 3.5), ফ্লোর ডিভিশন // (পূর্ণসংখ্যায় নিম্নমুখী ভাগ: 7 // 2 = 3, -7 // 2 = -4), ভাগশেষ %, এবং সূচকীকরণ (ডান দিক থেকে কাজ করে: 2 3 ** 2 = 512)।
• সম্পর্কযুক্ত ও চেইন্ড কম্প্যারিজন: ==, !=, >, <, >=, <=। পাইথনে 10 < x <= 50 সরাসরি লেখা যায় যা (10 < x) and (x <= 50) এর সমতুল্য।
• লজিক্যাল শর্ট-সার্কিট অপারেটর:
  • and: প্রথম মিথ্যা মান পেলে তৎক্ষণাৎ তা ফেরত দেয়, অন্যথায় শেষ সত্য মান দেয় (যেমন: 0 and 5 দেয় 0; 3 and 7 দেয় 7)।
  • or: প্রথম সত্য মান পেলেই তা ফেরত দেয় (যেমন: 5 or 10 দেয় 5)।
  • not: বুলিয়ান মান উল্টে দেয়।
• আইডেন্টিটি (is, is not) বনাম সমতা (==, !=): == কেবল দুটি অবজেক্টের মান সমান কিনা তা যাচাই করে। পক্ষান্তরে is যাচাই করে দুটি চলক মেমরির একই অবজেক্ট নির্দেশ করছে কিনা (id(a) == id(b))।
• সদস্যপদ অপারেটর (Membership): in এবং not in সিকোয়েন্সে কোনো উপাদান আছে কিনা তা $O(N)$ বা সেটে গড় $O(1)$ সময়ে যাচাই করে।

পাইথনে শূন্য (0, 0.0), None, False এবং যেকোনো খালি সংগ্রহ ("", [], (), {}, set()) স্বতঃস্ফূর্তভাবে মিথ্যা (Falsey) হিসেবে গণ্য হয়। অন্য সকল মান সত্য (Truthy) বিবেচিত হয়।

# শর্তাধীন কাঠামো ও টার্নারি অপারেটর
marks = 82

if marks >= 90:
    grade = 'AA'
elif marks >= 80:
    grade = 'A+'
elif marks >= 70:
    grade = 'A'
else:
    grade = 'Pass'

# টার্নারি এক্সপ্রেশন (এক লাইনের if-else):
status = "Honors" if marks >= 80 else "General"

পাইথনে পুনরাবৃত্তিমূলক কাজের জন্য দুটি লুপ ব্যবহৃত হয়:

• while লুপ: যতক্ষণ একটি শর্ত সত্য থাকে ততক্ষণ লুপ চলে। ভেতরে মান পরিবর্তনের নির্দেশ না থাকলে ইনফিনিট লুপ তৈরি হয়।
• for লুপ ও ইটারেটর: পাইথনের for লুপ মূলত একটি ইটারেটর যা সিকোয়েন্সের প্রতিটি উপাদান একে একে পড়ে।
• range(start, stop, step) অবজেক্ট: এটি মেমরিতে সম্পূর্ণ তালিকা তৈরি না করে প্রয়োজনে সংখ্যা উৎপন্ন করে:
  • range(5): 0 থেকে 4 পর্যন্ত সংখ্যা দেয় (শেষ মান 5 বাদ)।
  • range(1, 10, 2): 1, 3, 5, 7, 9 উৎপন্ন করে।
  • range(10, 0, -2): ঋণাত্মক ধাপে 10, 8, 6, 4, 2 দেয়।

লুপ নিয়ন্ত্রণে তিনটি বিশেষ কিওয়ার্ড থাকে:

• break: লুপকে তৎক্ষণাৎ বন্ধ করে দেয় এবং লুপের পরবর্তী লাইনে চলে যায়।
• continue: বর্তমান পুনরাবৃত্তির বাকি অংশ বাদ দিয়ে পরবর্তী পুনরাবৃত্তিতে চলে যায়।
• pass: ফাঁকা ব্লক তৈরি করার জন্য সিনট্যাক্টিক প্লেসহোল্ডার হিসেবে ব্যবহৃত হয়।
• লুপের সাথে else ব্লক: লুপের সাথে যুক্ত else ব্লকটি কেবল তখনই কার্যকর হয় যদি লুপটি স্বাভাবিকভাবে সম্পূর্ণ হয় এবং কোনো break দ্বারা বিঘ্নিত না হয়:

# মৌলিক সংখ্যা নির্ণয়ে for-else এর প্রয়োগ
n = 37
for d in range(2, int(n ** 0.5) + 1):
    if n % d == 0:
        print(f"{n} যৌগিক সংখ্যা।")
        break
else:
    # break কার্যকর না হলে এটি চলবে
    print(f"{n} একটি মৌলিক সংখ্যা!")

স্ট্রিং, লিস্ট এবং টাপল একইরকম দ্বিমুখী ইনডেক্সিং সমর্থন করে:

• ধনাত্মক ইনডেক্স: প্রথম উপাদান 0 থেকে শুরু করে শেষ উপাদান n - 1 পর্যন্ত।
• ঋণাত্মক ইনডেক্স: শেষ উপাদান -1 থেকে শুরু করে প্রথম উপাদান -n পর্যন্ত।
• স্লাইসিং সূত্র seq[start:stop:step]: start ইনডেক্স থেকে শুরু করে stop-এর ঠিক পূর্ব পর্যন্ত step ব্যবধানে উপ-অংশ নিষ্কাশন করে।
  • seq[::-1] লিখলে পুরো সিকোয়েন্স উল্টো দিক থেকে নতুন কপি হিসেবে তৈরি হয়।
  • স্লাইসিং সীমানা অতিক্রম করলেও কখনো IndexError দেয় না।

স্ট্রিং হলো ইউনিকোড অক্ষরের অপরিবর্তনীয় ক্রম। প্রধান মেথডসমূহ:

• .upper(), .lower(), .title(), .capitalize(): কেস পরিবর্তন।
• .strip(), .lstrip(), .rstrip(): অপ্রয়োজনীয় ফাঁকা জায়গা বা অক্ষর ছাঁটাই।
• .find(sub): সাবস্ট্রিং না পেলে -1 দেয়; .index(sub): সাবস্ট্রিং না পেলে ValueError দেয়।
• .split(sep): স্ট্রিংকে ভেঙে লিস্ট বানায়; sep.join(list): লিস্টের শব্দগুলোকে জোড়া লাগিয়ে স্ট্রিং বানায়।
• f-strings (পাইথন ৩.৬+): সহজ স্ট্রিং ফরম্যাটিং: f"নাম: {name}, রোল: {roll:03d}"।

লিস্ট হলো পরিবর্তনযোগ্য ক্রমিক ডেটা কাঠামো যা বিভিন্ন ধরনের ডেটা ধারণ করতে পারে।

টাপল হলো প্রথম বন্ধনী () দিয়ে ঘেরা অপরিবর্তনীয় সিকোয়েন্স। একটিমাত্র উপাদানের টাপল বানাতে শেষে কমা দেওয়া বাধ্যতামূলক: t = (10,) (কমা না দিলে এটি সাধারণ ইন্টিজার 10 হিসেবে গণ্য হবে)।

• প্যাকিং ও আনপ্যাকিং: একাধিক মানকে একসাথে বাঁধাকে প্যাকিং বলে: pt = 10, 20। বিপরীতভাবে আলাদা চলকে ভেঙে নেওয়াকে আনপ্যাকিং বলে: x, y = pt। পাইথনে মান অদলবদল (Swap) করা যায় অত্যন্ত সহজে: a, b = b, a।
• টাপলের সুবিধা: লিস্টের চেয়ে কম মেমরি লাগে এবং গতি বেশি। অপরিবর্তনীয় হওয়ায় এটি সুরক্ষিত এবং ডিকশনারির কী হিসেবে ব্যবহৃত হতে পারে।

ডিকশনারি হলো কী ও মানের (Key-Value) জোড়া নিয়ে গঠিত পরিবর্তনযোগ্য অ্যাসোসিয়েটিভ অ্যারে। পাইথন ৩.৭+ থেকে ডিকশনারি উপাদানের প্রবেশক্রম (Insertion order) বজায় রাখে।

প্রধান ডিকশনারি মেথডসমূহ:

• d.get(key, default): কী না থাকলে KeyError না ঘটিয়ে নিরাপদে ডিফল্ট মান ফেরত দেয়।
• d.setdefault(key, default): কী থাকলে তার মান দেয়, না থাকলে নতুন কী ও ডিফল্ট মান যুক্ত করে।
• d.pop(key, [default]): নির্দিষ্ট কী মুছে ফেলে এবং তার মান ফেরত দেয়।
• d.update(other): অন্য ডিকশনারির উপাদান দিয়ে বর্তমান ডিকশনারি আপডেট করে।
• d.keys(), d.values(), d.items(): ডিকশনারির কী, মান ও কী-মান জোড়ার ডায়নামিক ভিউ ফেরত দেয়।
• ডিকশনারি কম্প্রিহেনশন: {k: v for k, v in it} যেমন {x: x**2 for x in range(5)}।

সেট হলো অনন্য (Unique) ও অপরিবর্তনীয় উপাদানের একটি পরিবর্তনীয় ও অবিন্যস্ত (Unordered) সংগ্রহ। ফাঁকা সেট তৈরিতে set() ব্যবহার করতে হয় (কারণ {} ফাঁকা ডিকশনারি নির্দেশ করে)।

পাইথনে ফাংশন হলো ফার্স্ট-ক্লাস সিটিজেন—এদের চলকে রাখা যায়, আর্গুমেন্ট হিসেবে পাঠানো যায় এবং রিটার্ন করা যায়।

• আর্গুমেন্টের প্রকারভেদ:
  • পজিশনাল আর্গুমেন্ট: ক্রম অনুযায়ী গৃহীত হয়।
  • ডিফল্ট আর্গুমেন্ট: পূর্বে নির্ধারিত মান থাকে (যেমন def calc(rate=0.05):)। মনে রাখতে হবে ডিফল্ট আর্গুমেন্টের পর কোনো সাধারণ আর্গুমেন্ট থাকতে পারে না।
  • পরিবর্তনশীল আর্গুমেন্ট: *args অতিরিক্ত পজিশনাল আর্গুমেন্টকে টাপল আকারে এবং **kwargs অতিরিক্ত কীওয়ার্ড আর্গুমেন্টকে ডিকশনারি আকারে গ্রহণ করে।
• LEGB স্কোপ রেজোলিউশন নিয়ম: ফাংশনে কোনো নাম খোঁজার সময় পাইথন ৪টি স্তরে অনুসন্ধান চালায়:
  1. L (Local): বর্তমান ফাংশনের অভ্যন্তরীণ লোকাল ভ্যারিয়েবল।
  2. E (Enclosing): বাইরের কোনো মোড়ক ফাংশনের ভ্যারিয়েবল (নেস্টেড ফাংশনে)।
  3. G (Global): মডিউলের শীর্ষ স্তরে থাকা গ্লোবাল ভ্যারিয়েবল বা global ডিক্লেয়ারেশন।
  4. B (Built-in): পাইথনের অন্তর্নির্মিত নামসমূহ (যেমন len, range, print)।
• global ও nonlocal কিওয়ার্ড: ফাংশনের ভেতর থেকে গ্লোবাল ভ্যারিয়েবল সংশোধন করতে global এবং নেস্টেড ফাংশনে বাইরের ফাংশনের ভ্যারিয়েবল সংশোধন করতে nonlocal ব্যবহার করা হয়।

ফাইল নিয়ে কাজ করার সর্বোত্তম পদ্ধতি হলো কনটেক্সট ম্যানেজার (with open(...) as f:) ব্যবহার করা, যা কাজ শেষে ফাইলকে স্বয়ংক্রিয়ভাবে ও সুরক্ষিতভাবে বন্ধ করে দেয়:

ফাইল পয়েন্টার নিয়ন্ত্রণ: f.tell() ফাইলের মধ্যে পয়েন্টারের বর্তমান বাইট অবস্থান নির্দেশ করে। f.seek(offset, whence) পয়েন্টারকে নির্দিষ্ট অবস্থানে সরায় (whence=0 শুরু থেকে, whence=1 বর্তমান অবস্থান থেকে, whence=2 শেষ থেকে)।

রানটাইম ত্রুটির কারণে প্রোগ্রাম ক্র্যাশ হওয়া প্রতিরোধ করতে পাইথনের ৪-স্তরের এক্সেপশন মডেল প্রয়োগ করা হয়:

# পূর্ণাঙ্গ এক্সেপশন হ্যান্ডলিং প্যাটার্ন
try:
    with open("data.txt", "r") as f:
        val = int(f.readline())
        ans = 100 / val
except FileNotFoundError:
    print("ত্রুটি: লক্ষ্য ফাইলটি পাওয়া যায়নি।")
except ZeroDivisionError:
    print("ত্রুটি: শূন্য দিয়ে ভাগ করা সম্ভব নয়।")
except ValueError:
    print("ত্রুটি: ফাইলে উপযুক্ত সংখ্যা নেই।")
else:
    # try ব্লক সম্পূর্ণ সফল হলে এটি কার্যকর হবে
    print(f"সফল হিসাব: {ans}")
finally:
    # ত্রুটি ঘটুক বা না ঘটুক এটি নিশ্চিতভাবে চলবে
    print("রিসোর্স ও মেমরি পরিচ্ছন্নতা সম্পন্ন।")