Chapter 3: Introduction to Python — Python की असली शुरुआत

📜 Python का सफ़र

• 1991: Python 1.0 — Guido van Rossum (Netherlands) ने release की।
• 2000: Python 2.0 आई (अब पुरानी हो चुकी, 2020 में support खत्म)।
• 2008: Python 3.0 — आज हम सब यही version use करते हैं।
• आज: दुनिया की No.1 popular language — Google, Netflix, NASA, Instagram सब use करते हैं!

🌍 Python कहाँ-कहाँ उपयोग होता है?

🎉 आपका पहला Python Program

print("Hello World")

⚡ Python = Interpreted

• Code line-by-line execute होता है — कोई अलग compile step नहीं।
• Error आते ही वहीं रुक जाता है — debugging आसान।
• Compiled languages (C, C++) में पूरा program पहले compile होकर .exe बनता है — execution fast पर बदलाव में compile दोबारा।

🔄 Dynamic vs Static Typing

data = 100        # int
print(data, type(data))
data = 3.14       # float
print(data, type(data))
data = "Python"   # string
print(data, type(data))

1️⃣ Keywords (Reserved Words)

Python के reserved words जिनका fixed meaning है — इन्हें variable नाम नहीं बना सकते। Case-sensitive हैं (True चलेगा, true नहीं)।

False   True    None    and     or      not
if      else    elif    for     while
break   continue  pass
def     return  class   import  from
try     except  finally  in     is      lambda

import keyword
print(keyword.kwlist)
print("Total:", len(keyword.kwlist))

2️⃣ Identifiers (नाम)

Variables, functions, classes को दिए गए नाम। Rules तोड़े तो SyntaxError!

3️⃣ Literals (Fixed Values)

x = 10          # integer literal
pi = 3.14       # float literal
name = "Ram"    # string literal
flag = True     # boolean literal
empty = None    # special literal

4️⃣ Operators व 5️⃣ Punctuators

a = 5 + 3       # = aur + operators hain
# Punctuators: ( ) { } [ ] : ; , 
# jaise print("Hi") me ( ) aur " "

🏗️ Program के मुख्य हिस्से

• Comments: # से — code की explanation (interpreter ignore करता है)।
• Statements: Instructions — हर statement नई line में।
• Indentation: 4 spaces — block define करने के लिए (braces { } नहीं)।
• Input/Output: input() व print()।

# simple python program (yah comment hai)
name = input("Enter your name: ")

if name:
    print("Hello", name)     # 4 spaces indentation = if ka block
    print("Welcome!")        # yah bhi if ke andar hai
print("Bye")                 # indentation nahi = if ke bahar

if True:
print("Hello")    # indentation nahi diya!

a = 10
b = a           # b bhi USI object ko refer karta hai
print(id(a) == id(b))   # kya dono same object par hain?

🎁 Multiple Assignment — एक line में कई काम

a, b, c = 1, 2, 3       # alag-alag values
print(a, b, c)

x = y = z = 5            # sabko same value
print(x, y, z)

p, q = 10, 20
p, q = q, p              # Python-style swap (Ch.2 wale temp ki zaroorat nahi!)
print(p, q)

🔒 Constants — Convention से

PI = 3.14
GRAVITY = 9.8
# Python me real constant keyword NAHI hota —
# technically value badal sakti hai, par programmer nahi badalta (convention)

📦 Built-in Data Types का नक्शा

🔢 1. Numeric Types

a = 10
b = -5
big = 99999999999999999999   # Python me koi limit nahi!
print(a, b, big)

x = 3.14
y = 1.2e3        # 1.2 × 10³ = 1200.0
print(x, y)

z = 2 + 3j
print(z.real, z.imag)

🔢 Integer के अलग रूप — Binary, Octal, Hex

a = 0b1010    # Binary (base 2)
b = 0o12      # Octal (base 8)
c = 0xA       # Hexadecimal (base 16)
print(a, b, c)     # teeno = 10!

⚠️ Float Precision Issue — Exam का Famous Question

print(0.1 + 0.2)
print(round(0.1 + 0.2, 2))   # samadhan: round()

✅ 2. Boolean — सिर्फ True या False

x = 10
print(x > 5)          # True
print(True + True)    # surprise! True = 1 hota hai
print(False * 10)     # False = 0

🔤 3. String — Characters का Sequence

name = "Python"
print(name[0])       # pehla character (index 0 se)
print(name[1:4])     # index 1 se 3 tak (4 shamil nahi)
print(name + " 3")   # concatenation
print(name * 2)      # repetition
print(name.upper())  # method

⬜ 4. NoneType — "कुछ नहीं" वाला Type

x = None
print(x)
print(type(x))
print(x == 0)       # None zero NAHI hai!

🔍 Type Checking — type() व isinstance()

x = 10
print(type(x))              # exact type batata hai
print(isinstance(x, int))   # True/False deta hai
print(isinstance(x, str))   # kya x string hai?

🔄 Type Conversion के 2 तरीके

1️⃣ Implicit (Automatic) — Python खुद करे

x = 10        # int
y = 2.5       # float
result = x + y
print(result, type(result))

2️⃣ Explicit (Manual) — Programmer खुद करे

x = "10"
y = int(x)             # string -> int
print(y + 5, type(y))

print(float("3.5"))    # string -> float
print(str(100) + "%")  # int -> string
print(bool(0), bool(5))  # 0 = False, baaki sab True

print(int("abc"))    # "abc" number nahi ban sakta!

age = input("Enter age: ")     # user ne 20 dala
print(age + 5)                  # ERROR aayega!

age = int(input("Enter age: "))
print("5 saal baad aap", age + 5, "ke honge")

🖨️ print() के तरीके

name = "Rahul"
marks = 92
print(f"My name is {name} and I scored {marks}%")
print(f"Half marks = {marks / 2}")    # andar calculation bhi!

print("Boosting", "Skills", sep="-")
print("Hello", end=" ")
print("World")     # nayi line nahi mili, saath chhapa

🧠 Memory Management के Key Concepts

• Automatic Allocation: value assign करते ही Python खुद memory देता है।
• Heap Memory: सभी objects heap में store होते हैं।
• Reference Counting: Python गिनता रहता है कि object को कितने variables refer कर रहे हैं।
• Garbage Collection: reference count 0 होते ही object की memory free!

x = 10        # object 10 ka reference count = 1
x = None      # ab 10 ko koi refer nahi karta (count = 0)
              # -> Garbage Collector memory free kar dega!
print(x)

Q1. type() की पहचान

print(type(10/2))
print(type(10//2))

Q2. input() का String खेल

a = input()
b = input()
print(a + b)

Q3. Boolean की Math

print(True + True + False)
print(True * 5)

Q4. String Indexing

s = "BOOSTING"
print(s[0], s[3])
print(s[2:5])
print(s[-1])

Q5. Number Systems

print(0b101 + 0o10 + 0x10)

Q6. Type Conversion Chain

x = "7"
y = int(x) + float(x)
print(y, type(y))

Q7. Immutability का Error

name = "Python"
name[0] = "J"
print(name)

Q8. Multiple Assignment

a, b, c = 5, 10, 15
a, c = c, a
print(a, b, c)

Q9. f-string के अंदर Calculation

x = 4
print(f"Square of {x} is {x ** 2}")

Q10. None की तुलना

x = None
print(x == 0)
print(x == "")
print(x == None)

Q11. Identifier Valid या Invalid?

_name = "A"      # Line 1
2marks = 50      # Line 2
total_marks = 90 # Line 3
class = "10th"   # Line 4

Q12. sep और end का Combo

print("A", "B", sep="*", end="#")
print("C")

Program 1 — Student Introduction Card (f-string)

name = input("Naam: ")
age = int(input("Age: "))
city = input("City: ")
print(f"--- Student Card ---")
print(f"Naam : {name}")
print(f"Age  : {age} saal (next year: {age + 1})")
print(f"City : {city}")

Program 2 — Marks Percentage Calculator

obtained = float(input("Obtained marks: "))
total = float(input("Total marks: "))
percent = (obtained / total) * 100
print(f"Percentage = {round(percent, 2)}%")

Program 3 — Type Explorer

values = [10, 3.14, "Hello", True, None, 2+3j]
for v in values:
    print(v, "->", type(v))

Program 4 — Number System Converter

n = int(input("Decimal number: "))
print(f"Binary      : {bin(n)}")
print(f"Octal       : {oct(n)}")
print(f"Hexadecimal : {hex(n)}")

Program 5 — KM to Miles Converter

CONVERSION_FACTOR = 0.621371    # constant (UPPERCASE)
km = float(input("Kilometers: "))
miles = km * CONVERSION_FACTOR
print(f"{km} km = {round(miles, 2)} miles")

Program 6 — String Playground

text = input("Kuchh likhiye: ")
print(f"Uppercase : {text.upper()}")
print(f"Lowercase : {text.lower()}")
print(f"Length    : {len(text)} characters
Pehla     : {text[0]} | Aakhri: {text[-1]}")

Program 7 — Currency Note Value (bool as number)

a = 10
b = 25
c = 30
# 20 se bade kitne numbers hain?
count = (a > 20) + (b > 20) + (c > 20)
print("20 se bade numbers:", count)

Program 8 — Simple Bill with Type Conversion

item = input("Item ka naam: ")
price = float(input("Price (per piece): "))
qty = int(input("Quantity: "))
total = price * qty
print(f"\n--- BILL ---")
print(f"{item} x {qty} = Rs. {total}")
print(f"GST (18%) = Rs. {round(total * 0.18, 2)}")
print(f"Grand Total = Rs. {round(total * 1.18, 2)}")

• Python — Guido van Rossum, 1991; high-level, interpreted, general-purpose; उपयोग: Web, Data Science, AI, Automation।
• Features: Simple, Interpreted, Dynamically Typed, Platform Independent, Open Source, OOP, Large Library, Extensible, Portable।
• Tokens के 5 types: Keywords (35 reserved words), Identifiers (नाम — digit से शुरू नहीं, keyword नहीं), Literals, Operators, Punctuators।
• Indentation (4 spaces) से blocks बनते हैं — braces { } नहीं; गलती पर IndentationError।
• Variable = object का reference (label); a, b = b, a से swap; constants UPPERCASE convention से।
• Data Types: int (unlimited), float (precision issue: 0.1+0.2), complex (j), bool (True=1, False=0), str (immutable), None (NoneType)।
• Number systems: 0b binary, 0o octal, 0x hex; bin()/oct()/hex() से conversion।
• Immutable: int, float, str, tuple, bool; Mutable: list, dict, set — पहचान id() से।
• Conversion: Implicit (int+float→float, खुद), Explicit (int(), float(), str(), bool() — programmer)।
• input() हमेशा string देता है; print() में sep, end; f-string में {} के अंदर variables व calculations।
• Memory: automatic; objects heap में; Garbage Collection reference counting से (count 0 = free)।

❓ A. Multiple Choice Questions (50)

📝 B. 15 Theory Questions (Short Answers)

1. Python क्या है? इसे किसने और कब बनाया?Python एक high-level, interpreted, general-purpose language है — Guido van Rossum ने 1991 में बनाई। नाम Monty Python comedy show से आया।
2. Python के कोई 5 features लिखिए।Simple व Easy to Learn; Interpreted (line-by-line); Dynamically Typed (type declare नहीं); Platform Independent; Open Source (free)।
3. Dynamically typed का क्या अर्थ है?Variable का type पहले declare नहीं करना पड़ता — value assign करते ही runtime पर type खुद तय होता है; एक ही variable बाद में दूसरे type की value रख सकता है।
4. Tokens क्या हैं? इनके 5 types लिखिए।Program की सबसे छोटी इकाइयाँ। Types — Keywords (reserved words), Identifiers (नाम), Literals (fixed values), Operators (+, = आदि), Punctuators (( ) { } : आदि)।
5. Identifier के rules लिखिए।Alphabet या _ से शुरू हो; digit से नहीं; special symbols (@#$%) नहीं; keyword नहीं हो सकता; case-sensitive होते हैं।
6. Python में indentation का क्या महत्व है?Python में code blocks braces { } से नहीं, indentation (4 spaces) से बनते हैं — if/for/def के अंदर का code indent होना ज़रूरी; गलती पर IndentationError।
7. Python में variable value को कैसे store करता है?Variable value का डिब्बा नहीं — memory (heap) में बने object का reference/label होता है। a = 10; b = a करने पर दोनों एक ही object को refer करते हैं (id() से proof)।
8. Multiple assignment क्या है? उदाहरण दीजिए।एक line में कई variables को values देना — a, b, c = 1, 2, 3 (अलग-अलग) या x = y = z = 5 (same value)। Swap भी: a, b = b, a।
9. Python के numeric data types उदाहरण सहित लिखिए।int (whole numbers, unlimited size — 10, -5), float (decimal — 3.14, 1.2e3), complex (real+imaginary — 2+3j)।
10. 0.1 + 0.2 का output 0.3 क्यों नहीं आता?Computer numbers को binary में store करता है और 0.1 जैसी decimal values binary में exactly नहीं बनतीं — approximation से 0.30000000000000004 आता है। Fix: round() का उपयोग।
11. Mutable और Immutable में अंतर उदाहरण सहित लिखिए।Immutable — value बदलने पर नया object बनता है, id() बदल जाती है (int, float, str, tuple, bool)। Mutable — वही object बदलता है, id() same रहती है (list, dict, set)।
12. type() और isinstance() में अंतर बताइए।type() variable का exact type return करता है (<class 'int'>); isinstance(x, int) True/False बताता है और inheritance में ज़्यादा useful है।
13. Implicit और Explicit type conversion समझाइए।Implicit — Python खुद करे (int + float → float)। Explicit — programmer खुद करे int(), float(), str(), bool() से; गलत conversion (int("abc")) पर ValueError।
14. input() function की विशेषता व सावधानी लिखिए।input() user से जो भी ले, हमेशा string return करता है — numbers के लिए int(input()) या float(input()) से conversion ज़रूरी, वरना "5"+"5"="55" जैसी गलती।
15. Python में Garbage Collection कैसे काम करता है?Python हर object का reference count रखता है — जितने variables उसे refer करते हैं। Count 0 होते ही (कोई refer नहीं कर रहा) Garbage Collector memory automatically free कर देता है।