Python学习之旅

Posted 2020-10-10

前言

　　偶然看到廖雪峰老师写的《Python教程》被其通俗易懂的语言深深吸引，于是就如饥似渴般沉侵其中。从python简介开始一直到最后完成实战项目差不多半个多月时间，收货颇丰，疑惑也不少，于是希望通过记录的方式梳理一下自己的思路，也算是对自己半个多月学习的总结。以下主要记录自己学习结构，不做详细说明，需要看详细教程可移步(http://www.liaoxuefeng.com)查看原文。

简介

　　Python是著名的“龟叔”Guido van Rossum在1989年圣诞节期间，为了打发无聊的圣诞节而编写的一个编程语言。许多大型网站就是用Python开发的，例如YouTube、Instagram，还有国内的豆瓣。很多大公司，包括Google、Yahoo等，甚至NASA（美国航空航天局）都大量地使用Python。龟叔给Python的定位是“优雅”、“明确”、“简单”，所以Python程序看上去总是简单易懂，初学者学Python，不但入门容易，而且将来深入下去，可以编写那些非常非常复杂的程序。

Python的缺点：

1. 运行速度慢。和C程序相比非常慢，因为Python是解释型语言，你的代码在执行时会一行一行地翻译成CPU能理解的机器码，这个翻译过程非常耗时，所以很慢。而C程序是运行前直接编译成CPU能执行的机器码，所以非常快。但是大量的应用程序不需要这么快的运行速度，因为用户根本感觉不出来。例如开发一个下载MP3的网络应用程序，C程序的运行时间需要0.001秒，而Python程序的运行时间需要0.1秒，慢了100倍，但由于网络更慢，需要等待1秒，你想，用户能感觉到1.001秒和1.1秒的区别吗？这就好比F1赛车和普通的出租车在北京三环路上行驶的道理一样，虽然F1赛车理论时速高达400公里，但由于三环路堵车的时速只有20公里，因此，作为乘客，你感觉的时速永远是20公里。
2. 代码不能加密。如果要发布你的Python程序，实际上就是发布源代码。 这个缺点仅限于你要编写的软件需要卖给别人挣钱的时候。好消息是目前的互联网时代，靠卖软件授权的商业模式越来越少了，靠网站和移动应用卖服务的模式越来越多了，后一种模式不需要把源码给别人。再说了，现在如火如荼的开源运动和互联网自由开放的精神是一致的，互联网上有无数非常优秀的像Linux一样的开源代码，我们千万不要高估自己写的代码真的有非常大的“商业价值”。那些大公司的代码不愿开放的更重要的原因是代码写得太烂，一旦开源，就没人敢用他们的产品了。

安装

　　因为Python是跨平台的，它可以运行在Windows、Mac和各种Linux/Unix系统上。在Windows上写Python程序，放到Linux上也是能够运行的。要开始学习Python编程，首先就得把Python安装到你的电脑里。安装后，你会得到Python解释器（就是负责运行Python程序的），一个命令行交互环境，还有一个简单的集成开发环境。目前，Python有两个版本，一个是2.x版，一个是3.x版，这两个版本是不兼容的。由于3.x版越来越普及，教程将以最新的Python 3.5版本为基础。

在Mac上安装Python

　　如果你正在使用Mac，系统是OS X 10.8~10.10，那么系统自带的Python版本是2.7。要安装最新的Python 3.5，有两个方法：

　　方法一：从Python官网下载Python 3.5的安装程序（网速慢的移步国内镜像），双击运行并安装。

　　方法二：如果安装了Homebrew，直接通过命令brew install python3安装即可。

在Windows上安装Python

　　首先，根据你的Windows版本(64位还是32位)从官网下载Python3.5对应的64位安装程序或32位安装程序（网速慢的移步国内镜像），然后运行下载的EXE安装包。

Python语法

　　语言的学习总离不开语法，无论是英语，法语，德语，西班牙语等的学习都有一套自己的使用约定。我把Python的使用约定也总结出自己的一套语法，即Python语法核心五要素：

1. 基本类型：内置常用的基本类型，如int, float, str, list, tuple, dict等
2. 逻辑运算：如条件判断，循环等
3. 函数/方法：定义，参数
4. 面向对象(OOP)：一种程序设计思想，核心是继承，封装，多态
5. 模块：内建模块和第三方模块

五要素关系：语法中的基本数据类型通过一定的逻辑处理构成函数/方法，对函数/方法、基本数据类型套用面向对象的程序设计思想就能构成丰富的模块。

基本类型

整数

　　Python可以处理任意大小的整数，包括负整数，在程序中的表示方法和数学上的写法一样，例如：1，100，-8080，0，等等。

浮点数

　　浮点数也就是小数，之所以称为浮点数，是因为按照科学记数法表示时，一个浮点数的小数点位置是可变的，比如1.23x10⁹和12.3x10⁸是完全相等的。浮点数可以用数学写法，如1.23，3.14，-9.01，等等。但是对于很大或很小的浮点数，就必须用科学计数法表示，把10用e替代，1.23x10⁹就是1.23e9，或者12.3e8，0.000012可以写成1.2e-5，等等。

字符串

　　字符串是以单引号或者双引号括起来的任意文本，比如‘abc’。如果字符串内部包含’又包含“时可以使用转义字符\来标识，如：‘I \’m \”OK\”!’

布尔值

　　一个布尔值只有True、False两种值，在Python中可以直接用True、False表示布尔值（请注意大小写）。

空值

　　空值是Python里一个特殊的值，用None表示。None不能理解为0，因为0是有意义的，而None是一个特殊的空值。

List和Tuple

List

Tuple

切片

迭代

迭代器

生成式

生成器

Dict和Set

Dict

Set

逻辑运算

条件判断

循环/迭代

函数/方法

　　在Python中，类中定义的函数（方法）第一个参数永远是实例变量self（不能忘记写上），并且调用时，不用传递该参数。除此之外，类的方法和普通函数没有什么区别，所以你仍然可以使用默认参数、可变参数、关键字参数和命名关键字参数。

函数定义

函数返回

函数参数

参数检查

参数类型

　　定义函数的时候，我们把参数的名字和位置确定下来，函数的接口定义就完成了。对于函数的调用者来说，只需要知道如何传递正确的参数，以及函数将返回什么样的值就够了，函数内部的复杂逻辑被封装起来，调用者无需了解。Python的函数定义非常简单，但灵活度却非常大。除了正常定义的必选参数外，还可以使用默认参数、可变参数和关键字参数，使得函数定义出来的接口，不但能处理复杂的参数，还可以简化调用者的代码。

位置参数

默认参数 

可变参数

关键字参数

命名关键字参数

参数组合

参数小结

1. 默认参数一定要用不可变对象，如果是可变对象，程序运行时会有逻辑错误！
2. 要注意定义可变参数和关键字参数的语法：
   • *args是可变参数，args接收的是一个tuple；
   • **kw是关键字参数，kw接收的是一个dict。
3. 以及调用函数时如何传入可变参数和关键字参数的语法：
   • 可变参数既可以直接传入：func(1, 2, 3)，又可以先组装list或tuple，再通过*args传入：func(*(1, 2, 3))；
   • 关键字参数既可以直接传入：func(a=1, b=2)，又可以先组装dict，再通过**kw传入：func(**{‘a‘: 1, ‘b‘: 2})。

1. 使用*args和**kw是Python的习惯写法，当然也可以用其他参数名，但最好使用习惯用法。
2. 命名的关键字参数是为了限制调用者可以传入的参数名，同时可以提供默认值。
3. 定义命名的关键字参数在没有可变参数的情况下不要忘了写分隔符*，否则定义的将是位置参数。

常用函数

类型转换

递归函数

匿名函数 

高阶函数

变量可以指向函数

结论：函数本身也可以赋值给变量，即：变量可以指向函数。 

函数名也是变量

传入函数

偏函数

装饰器

Filter函数

Sorted函数

返回函数

面向对象

　　说到面向对象，就不得不提面向过程。从字面上理解，面向对象针对的是一个事物（比如桌子，椅子，动物等）的研究偏静态，而面向过程则是针对流程或者动作的研究，偏动态。无论是面向过程还是面向对象核心是一种设计思想，指导我们如何进行程序设计。

　　计算机世界只是我们现实世界的映射，如何实现这种映射就是我们广大程序猿的工作。举个简单例子，“小明骑车去上学”，这是现实世界中小明的一项日常活动，如何把这一日常活动映射到计算机呢？很简单——编程（写代码）。

　　用面向过程的思想实现上述场景：

# 面向过程设计：小明骑车去上学
def Go2School(name, vehicle):

    print(‘%s%s去上学!‘% (name, vehicle))

if __name__ == ‘__main__‘:

    Go2School(‘小明‘,‘骑车‘)

　　用面向对象思想实现上述场景：

# 面向对象设计：小明骑车去上学

class Student(object):

    """定义一个学生类"""

    def __init__(self, name):

        super(Student, self).__init__()

        self.__name = name

    def ByVehicle(self,vehicle):

        return (self.__name + vehicle)

    def Todo(self,thing):  # 参数self必须写，不写会报错

        return thing

xiaoMing=Student(‘小明‘)

print(‘%s%s!‘ % (xiaoMing.ByVehicle(‘骑车‘),xiaoMing.Todo(‘上学‘)))

　　现在，该死的产品狗告诉我要实现“小明骑车回家”或者“小明坐车去上学”，那么按照面向过程设计思想，就得再写一个GoHome(name, vehicle)函数；而按照面向对象设计思想，不用做任何更改，直接把传入的参数“骑车”换成“坐车”，把“上学”换成“回家”即可。如果下次产品狗告诉你要实现“小花坐火箭去月球”，你使用面向对象设计的程序根本不用做任何修改，直接使用就行。很明显，面向对象设计提供了更强大的扩展，是一种非常好的设计指导思路。

类和实例 

三大特性

继承

封装

多态

模块

使用模块 

安装模块

常用模块

内建模块

　　常用内建模块包括：datetime, collections, base64, struct, hashlib, itertools, contextlib, XML, HTMLParser, Urllib等。在此不做详述。

第三方模块

　　常用第三方模块有：PIL, Tkinter等。在此不做详述。

Python用法

IO编程

进程和线程

多进程

多线程

进程VS线程

分布式进程

协程

同步IO

文件读写

操作文件和目录

序列化

异步IO

asyncio

async/wait

aiohttp

网络编程

TCP编程

UDP编程

电子邮件

SMTP发送邮件

POP3收取邮件

访问数据库

使用SQLite

使用MySQL

使用SQLAlchemy

Web开发

WSGI接口

使用Web框架

使用模板