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Python - 100天从新手到大师

作者：骆昊

最近有很多想学习Python的小伙伴单独加我微信和QQ，因为我自己平时也很忙，没办法一一解答大家的问题，我创建了Python100天学习交流8群（之前创建的几个交流群已经全部满员），新的交流群群号为789050736，二维码在下方。群里有优秀的Python开发者和行业大咖，也有刚刚开始接触Python的小白，我们希望借助这个项目，为大家提供一个沟通和交流的平台，我自己也会在闲暇的时候为大家解答问题，交流的内容包括但不限于Python语言基础、Web后端开发、网络数据采集、数据分析和机器学习。我们希望营造一个相对纯粹的技术社区，争取每周做一次专题视频直播，不定期的举办线上和线下的技术交流和分享活动，对Python感兴趣的小伙伴们可以加群进行交流。创作不易，感谢大家的打赏支持，这些钱不会用于购买咖啡而是捐赠给支教组织（点击了解捐赠情况）。感谢北京千锋互联科技有限公司Python教学部对公开课提供的支持。

温馨提示：Python100天学习交流7群已满员，请加入新的交流群。

Python应用领域和就业形势分析

简单的说，Python是一个“优雅”、“明确”、“简单”的编程语言。

学习曲线低，非专业人士也能上手

开源系统，拥有强大的生态圈

解释型语言，完美的平台可移植性

支持面向对象和函数式编程

能够通过调用C/C++代码扩展功能

代码规范程度高，可读性强

目前几个比较流行的领域，Python都有用武之地。

云基础设施 - Python / Java / Go

DevOps - Python / Shell / Ruby / Go

网络爬虫 - Python / PHP / C++

数据分析挖掘 - Python / R / Scala / Matlab

机器学习 - Python / R / Java / Lisp

作为一名Python开发者，主要的就业领域包括：

Python服务器后台开发 / 游戏服务器开发 / 数据接口开发工程师

Python自动化运维工程师

Python数据分析 / 数据可视化 / 大数据工程师

Python爬虫工程师

Python聊天机器人开发 / 图像识别和视觉算法 / 深度学习工程师

下图显示了主要城市Python招聘需求量及薪资待遇排行榜（截止到2018年5月）。

给初学者的几个建议：

Make English as your working language.

Practice makes perfect.

All experience comes from mistakes.

Don't be one of the leeches.

Either stand out or kicked out.

Day01~15 - Python语言基础

Python简介 - Python的历史 / Python的优缺点 / Python的应用领域

搭建编程环境 - Windows环境 / Linux环境 / MacOS环境

从终端运行Python程序 - Hello, world / print函数 / 运行程序

使用IDLE - 交互式环境(REPL) / 编写多行代码 / 运行程序 / 退出IDLE

注释 - 注释的作用 / 单行注释 / 多行注释

Day02 - 语言元素

程序和进制 - 指令和程序 / 冯诺依曼机 / 二进制和十进制 / 八进制和十六进制

变量和类型 - 变量的命名 / 变量的使用 / input函数 / 检查变量类型 / 类型转换

数字和字符串 - 整数 / 浮点数 / 复数 / 字符串 / 字符串基本操作 / 字符编码

运算符 - 数学运算符 / 赋值运算符 / 比较运算符 / 逻辑运算符 / 身份运算符 / 运算符的优先级

应用案例 - 华氏温度转换成摄氏温度 / 输入圆的半径计算周长和面积 / 输入年份判断是否是闰年

Day03 - 分支结构

分支结构的应用场景 - 条件 / 缩进 / 代码块 / 流程图

if语句 - 简单的if / if-else结构 / if-elif-else结构 / 嵌套的if

应用案例 - 用户身份验证 / 英制单位与公制单位互换 / 掷骰子决定做什么 / 百分制成绩转等级制 / 分段函数求值 / 输入三条边的长度如果能构成三角形就计算周长和面积

Day04 - 循环结构

循环结构的应用场景 - 条件 / 缩进 / 代码块 / 流程图

while循环 - 基本结构 / break语句 / continue语句

for循环 - 基本结构 / range类型 / 循环中的分支结构 / 嵌套的循环 / 提前结束程序

应用案例 - 1~100求和 / 判断素数 / 猜数字游戏 / 打印九九表 / 打印三角形图案 / 猴子吃桃 / 百钱百鸡

Day05 - 构造程序逻辑

基础练习 - 水仙花数 / 完美数 / 五人分鱼 / Fibonacci数列 / 回文素数

综合练习 - Craps赌博游戏

函数的作用 - 代码的坏味道 / 用函数封装功能模块

定义函数 - def语句 / 函数名 / 参数列表 / return语句 / 调用自定义函数

调用函数 - Python内置函数 / 导入模块和函数

函数的参数 - 默认参数 / 可变参数 / 关键字参数 / 命名关键字参数

函数的返回值 - 没有返回值 / 返回单个值 / 返回多个值

作用域问题 - 局部作用域 / 嵌套作用域 / 全局作用域 / 内置作用域 / 和作用域相关的关键字

用模块管理函数 - 模块的概念 / 用自定义模块管理函数 / 命名冲突的时候会怎样（同一个模块和不同的模块）

字符串的使用 - 计算长度 / 下标运算 / 切片 / 常用方法

列表基本用法 - 定义列表 / 用下表访问元素 / 下标越界 / 添加元素 / 删除元素 / 修改元素 / 切片 / 循环遍历

列表常用操作 - 连接 / 复制(复制元素和复制数组) / 长度 / 排序 / 倒转 / 查找

生成列表 - 使用range创建数字列表 / 生成表达式 / 生成器

元组的使用 - 定义元组 / 使用元组中的值 / 修改元组变量 / 元组和列表转换

集合基本用法 - 集合和列表的区别 / 创建集合 / 添加元素 / 删除元素 / 清空

集合常用操作 - 交集 / 并集 / 差集 / 对称差 / 子集 / 超集

字典的基本用法 - 字典的特点 / 创建字典 / 添加元素 / 删除元素 / 取值 / 清空

字典常用操作 - keys()方法 / values()方法 / items()方法 / setdefault()方法

基础练习 - 跑马灯效果 / 列表找最大元素 / 统计考试成绩的平均分 / Fibonacci数列 / 杨辉三角

综合案例 - 双色球选号 / 井字棋

类和对象 - 什么是类 / 什么是对象 / 面向对象其他相关概念

定义类 - 基本结构 / 属性和方法 / 构造器 / 析构器 / __str__方法

使用对象 - 创建对象 / 给对象发消息

面向对象的四大支柱 - 抽象 / 封装 / 继承 / 多态

基础练习 - 定义学生类 / 定义时钟类 / 定义图形类 / 定义汽车类

Day09 - 面向对象进阶

属性 - 类属性 / 实例属性 / 属性访问器 / 属性修改器 / 属性删除器 / 使用__slots__

类中的方法 - 实例方法 / 类方法 / 静态方法

运算符重载 - __add__ / __sub__ / __or__ /__getitem__ / __setitem__ / __len__ / __repr__ / __gt__ / __lt__ / __le__ / __ge__ / __eq__ / __ne__ / __contains__

类(的对象)之间的关系 - 关联 / 继承 / 依赖

继承和多态 - 什么是继承 / 继承的语法 / 调用父类方法 / 方法重写 / 类型判定 / 多重继承 / 菱形继承(钻石继承)和C3算法

综合案例 - 工资结算系统 / 图书自动折扣系统 / 自定义分数类

使用tkinter开发GUI

使用pygame三方库开发游戏应用

“大球吃小球”游戏

Day11 - 文件和异常

读文件 - 读取整个文件 / 逐行读取 / 文件路径

写文件 - 覆盖写入 / 追加写入 / 文本文件 / 二进制文件

异常处理 - 异常机制的重要性 / try-except代码块 / else代码块 / finally代码块 / 内置异常类型 / 异常栈 / raise语句

数据持久化 - CSV文件概述 / csv模块的应用 / JSON数据格式 / json模块的应用

字符串高级操作 - 转义字符 / 原始字符串 / 多行字符串 / in和 not in运算符 / is开头的方法 / join和split方法 / strip相关方法 / pyperclip模块 / 不变字符串和可变字符串 / StringIO的使用

正则表达式入门 - 正则表达式的作用 / 元字符 / 转义 / 量词 / 分组 / 零宽断言 /贪婪匹配与惰性匹配懒惰 / 使用re模块实现正则表达式操作（匹配、搜索、替换、捕获）

使用正则表达式 - re模块 / compile函数 / group和groups方法 / match方法 / search方法 / findall和finditer方法 / sub和subn方法 / split方法

应用案例 - 使用正则表达式验证输入的字符串

Day13 - 进程和线程

进程和线程的概念 - 什么是进程 / 什么是线程 / 多线程的应用场景

使用进程 - fork函数 / multiprocessing模块 / 进程池 / 进程间通信

使用线程 - thread模块 / threading模块 / Thread类 / Lock类 / Condition类 / 线程池

计算机网络基础 - 计算机网络发展史 / “TCP-IP”模型 / IP地址 / 端口 / 协议 / 其他相关概念

网络应用模式 - “客户端-服务器”模式 / “浏览器-服务器”模式

基于HTTP协议访问网络资源 - 网络API概述 / 访问URL / requests模块 / 解析JSON格式数据

Python网络编程 - 套接字的概念 / socket模块 / socket函数 / 创建TCP服务器 / 创建TCP客户端 / 创建UDP服务器 / 创建UDP客户端 / SocketServer模块

电子邮件 - SMTP协议 / POP3协议 / IMAP协议 / smtplib模块 / poplib模块 / imaplib模块

短信服务 - 调用短信服务网关

Day15 - 图像和文档处理

用Pillow处理图片 - 图片读写 / 图片合成 / 几何变换 / 色彩转换 / 滤镜效果

读写Word文档 - 文本内容的处理 / 段落 / 页眉和页脚 / 样式的处理

读写Excel文件 - xlrd模块 / xlwt模块

生成PDF文件 - pypdf2模块 / reportlab模块

Day16~Day20 - Python语言进阶

常用数据结构

函数的高级用法 - “一等公民” / 高阶函数 / Lambda函数 / 作用域和闭包 / 装饰器

面向对象高级知识 - “三大支柱” / 类与类之间的关系 / 垃圾回收 / 魔术属性和方法 / 混入 / 元类 / 面向对象设计原则 / GoF设计模式

迭代器和生成器 - 相关魔术方法 / 创建生成器的两种方式 /

并发和异步编程 - 多线程 / 多进程 / 异步IO / async和await

Day21~30 - Web前端入门

用HTML标签承载页面内容

用CSS渲染页面

用JavaScript处理交互式行为

jQuery入门和提高

Vue.js入门

Element的使用

Bootstrap的使用

操作系统发展史和Linux概述

Linux基础命令

Linux中的实用程序

Linux的文件系统

Vim编辑器的应用

环境变量和Shell编程

软件的安装和服务的配置

网络访问和管理

其他相关内容

Day36~40 - 数据库基础和进阶

关系型数据库MySQL

关系型数据库概述

MySQL的安装和使用

SQL的使用

DDL - 数据定义语言 - create / drop / alter

DML - 数据操作语言 - insert / delete / update / select

DCL - 数据控制语言 - grant / revoke

相关知识

范式理论 - 设计二维表的指导思想

数据完整性

数据一致性

在Python中操作MySQL

NoSQL入门

NoSQL概述

Redis概述

Mongo概述

Day41~55 - 实战Django

Day41 - 快速上手

Web应用工作原理和HTTP协议

Django框架概述

5分钟快速上手

使用视图模板

Day42 - 深入模型

关系型数据库配置

管理后台的使用

使用ORM完成对模型的CRUD操作

Django模型最佳实践

模型定义参考

加载静态资源

用Ajax请求获取数据

Day44 - 表单的应用

表单和表单控件

跨站请求伪造和CSRF令牌

Form和ModelForm

表单验证

实现用户跟踪

cookie和session的关系

Django框架对session的支持

视图函数中的cookie读写操作

Day46 - 报表和日志

通过HttpResponse修改响应头

使用StreamingHttpResponse处理大文件

使用xlwt生成Excel报表

使用reportlab生成PDF报表

使用ECharts生成前端图表

配置日志和Django-Debug-Toolbar

Day47 - 中间件的应用

什么是中间件

Django框架内置的中间件

自定义中间件及其应用场景

返回JSON格式的数据

用Vue.js渲染页面

Day51 - 使用缓存

网站优化第一定律

在Django项目中使用Redis提供缓存服务

在视图函数中读写缓存

使用装饰器实现页面缓存

为数据接口提供缓存服务

文件上传表单控件和图片文件预览

服务器端如何处理上传的文件

富文本编辑器概述

wangEditor的使用

Day53 - 短信和邮件

常用短信网关平台介绍

使用螺丝帽发送短信

Django框架对邮件服务的支持

网站优化第二定律

配置消息队列服务

在项目中使用celery实现任务异步化

在项目中使用celery实现定时任务

Python中的单元测试

Django框架对单元测试的支持

使用版本控制系统

配置和使用uWSGI

动静分离和Nginx配置

配置HTTPS

Day56~60 - 实战Flask

Day56 - Flask入门

Day57 - 模板的使用

Day58 - 表单的处理

Day59 - 数据库操作

Day60 - 项目实战

Day61~65 - 实战Tornado

Day61 - 预备知识

并发编程

I/O模式和事件驱动

Tornado概述

5分钟上手Tornado

路由解析

请求处理器

Day63 - 异步化

aiomysql和aioredis的使用

WebSocket简介

WebSocket服务器端编程

WebSocket客户端编程

项目：Web聊天室

Day65 - 项目实战

前后端分离开发和接口文档的撰写

使用Vue.js实现前端渲染

使用ECharts实现报表功能

使用WebSocket实现推送服务

Day66~75 - 爬虫开发

网络爬虫的概念及其应用领域

网络爬虫的合法性探讨

开发网络爬虫的相关工具

一个爬虫程序的构成

Day67 - 数据采集和解析

数据采集的标准和三方库

页面解析的三种方式：正则表达式解析 / XPath解析 / CSS选择器解析

Day68 - 存储数据

如何存储海量数据

实现数据的缓存

Day69 - 并发下载

多线程和多进程

异步I/O和协程

async和await关键字的使用

三方库aiohttp的应用

Day70 - 解析动态内容

JavaScript逆向工程

使用Selenium获取动态内容

自动提交表单

Cookie池的应用

验证码处理

Scrapy爬虫框架概述

安装和使用Scrapy

Spider的用法

中间件的应用：下载中间件 / 蜘蛛中间件

Scrapy对接Selenium抓取动态内容

Scrapy部署到Docker

分布式爬虫的原理

Scrapy分布式实现

使用Scrapyd实现分布式部署

Day75 - 爬虫项目实战

爬取招聘网站数据

爬取房地产行业数据

爬取二手车交易平台数据

Day76~90 - 数据处理和机器学习

Day76 - 机器学习基础

Day81 - 决策树

Day82 - 贝叶斯分类

Day84 - K-均值聚类

Day85 - 回归分析

Day86 - 大数据分析入门

Day87 - 大数据分析进阶

Day90 - 推荐系统

Day91~100 - 团队项目开发

软件过程模型

经典过程模型（瀑布模型）

可行性分析（研究做还是不做），输出《可行性分析报告》。

需求分析（研究做什么），输出《需求规格说明书》和产品界面原型图。

概要设计和详细设计，输出概念模型图、物理模型图、类图、时序图等。

编码 / 测试。

上线 / 维护。

敏捷开发（Scrum）- 产品所有者、Scrum Master、研发人员 - Sprint

产品的Backlog（用户故事、产品原型）。

计划会议（评估和预算）。

日常开发（站立会议、番茄工作法、结对编程、测试先行、代码重构……）。

修复bug（问题描述、重现步骤、测试人员、被指派人）。

评审会议（Showcase）。

回顾会议（当前周期做得好和不好的地方）。

补充：敏捷软件开发宣言

个体和互动 高于 流程和工具

工作的软件 高于 详尽的文档

客户合作 高于 合同谈判

响应变化 高于 遵循计划

角色：产品所有者（决定做什么，能对需求拍板的人）、团队负责人（解决各种问题，专注如何更好的工作，屏蔽外部对开发团队的影响）、开发团队（项目执行人员，具体指开发人员和测试人员）。

准备工作：商业案例和资金、合同、憧憬、初始产品需求、初始发布计划、入股、组建团队。

敏捷团队通常人数为8-10人。

工作量估算：将开发任务量化，包括原型、Logo设计、UI设计、前端开发等，尽量把每个工作分解到最小任务量，最小任务量标准为工作时间不能超过两天，然后估算总体项目时间。把每个任务都贴在白板上面，白板上分三部分：to do（待完成）、in progress（进行中）和done（已完成）。

项目团队组建

团队的构成和角色

说明：谢谢付祥英女士绘制了下面这张精美的公司组织架构图。

编程规范和代码审查（flake8、pylint）

影响代码可读性的原因：

代码注释太少或者没有注释

代码破坏了语言的最佳实践

反模式编程（意大利面代码、复制-黏贴编程、自负编程、……）

团队开发工具介绍

版本控制：Git、Mercury

敏捷闭环工具：禅道、JIRA

项目选题和理解业务

选题范围设定

CMS（用户端）：新闻聚合网站、问答/分享社区、影评/书评网站等。

MIS（用户端+管理端）：KMS、KPI考核系统、HRS、CRM系统、供应链系统、仓储管理系统等。

App后台（管理端+数据接口）：二手交易类、报刊杂志类、小众电商类、新闻资讯类、旅游类、社交类、阅读类等。

其他类型：自身行业背景和工作经验、业务容易理解和把控。

需求理解、模块划分和任务分配

需求理解：头脑风暴和竞品分析。

模块划分：画思维导图（XMind），每个模块是一个枝节点，每个具体的功能是一个叶节点（用动词表述），需要确保每个叶节点无法再生出新节点，确定每个叶子节点的重要性、优先级和工作量。

任务分配：由项目负责人根据上面的指标为每个团队成员分配任务。

制定项目进度表（每日更新）

模块

功能

人员

状态

完成

工时

计划开始

实际开始

计划结束

实际结束

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评论

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王大锤

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2018/8/7

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王大锤

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2018/8/7

2018/8/7

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白元芳

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4

2018/8/7

2018/8/7

需要进行代码审查

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白元芳

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2018/8/8

2018/8/8

概念模型和正向工程

UML（统一建模语言）的类图

通过模型创建表（正向工程）

python manage.py makemigrations app

python manage.py migrate

物理模型和反向工程

PowerDesigner

通过数据表创建模型（反向工程）

python manage.py inspectdb > app/models.py

项目开发中的公共问题

数据库的配置（多数据库、主从复制、数据库路由）

缓存的配置（分区缓存、键设置、超时设置、主从复制、故障恢复（哨兵））

日志的配置

分析和调试（Django-Debug-ToolBar）

好用的Python模块（日期计算、图像处理、数据加密、三方API）

REST API设计

项目中的重点难点剖析

使用缓存缓解数据库压力 - Redis

使用消息队列做解耦合和削峰 - Celery + RabbitMQ

单元测试

测试的种类

编写单元测试（unittest、pytest、nose2、tox、ddt、……）

测试覆盖率（coverage）

项目部署

部署前的准备工作

关键设置（SECRET_KEY / DEBUG / ALLOWED_HOSTS / 缓存 / 数据库）

HTTPS / CSRF_COOKIE_SECUR / SESSION_COOKIE_SECURE

日志相关配置

Linux常用命令回顾

Linux常用服务的安装和配置

uWSGI/Gunicorn和Nginx的使用

Gunicorn和uWSGI的比较

对于不需要大量定制化的简单应用程序，Gunicorn是一个不错的选择，uWSGI的学习曲线比Gunicorn要陡峭得多，Gunicorn的默认参数就已经能够适应大多数应用程序。

uWSGI支持异构部署。

由于Nginx本身支持uWSGI，在线上一般都将Nginx和uWSGI捆绑在一起部署，而且uWSGI属于功能齐全且高度定制的WSGI中间件。

在性能上，Gunicorn和uWSGI其实表现相当。

虚拟化技术（Docker）

性能测试

AB的使用

SQLslap的使用

sysbench的使用

自动化测试

使用Shell和Python进行自动化测试

使用Selenium实现自动化测试

Selenium IDE

Selenium WebDriver

Selenium Remote Control

测试工具Robot Framework介绍

MySQL数据库调优

Web服务器性能优化

Nginx负载均衡配置

Keepalived实现高可用

代码性能调优

多线程

异步化

静态资源访问优化

云存储

CDN

第100天：英语面试

致谢：感谢的我的同事古晔、张旭、肖世荣、王海飞、荣佳伟、路丰坤等在技术上给予的指导和帮助。