基礎語法

• 使用縮排來組織程式碼塊
• 大小寫敏感
• 基本資料型別：空值None、布林值、整數、浮點數、字串
• 程式執行過程中，變數儲存在記憶體中
• 變數本身型別不固定 - 動態語言
• 常量通常用全大寫表示
• 1箇中文字元經過UTF-8編碼後通常會佔用3個位元組，而1個英文字元只佔用1個位元組
• encode()編碼，decode()解碼
• 列表list，有序集合，[]
• 元組tuple，類似list，()，一旦定義內容不可變
• 字典dict，無序鍵值對，{}
• Set，無序無重複元素的集合，只儲存key，以set()方法構建，引數為一個list
• 函式返回多個值其實是返回一個tuple（省略了括號）
• 函式引數型別：必選引數、預設引數、可變引數、*關鍵字引數、命名關鍵字引數
• 關鍵字引數在函式內部自動組裝成為一個dict
• 命名關鍵字引數是為了限制呼叫者可以傳入的引數名，同時可以提供預設值
• 引數組合順序：必選引數、預設引數、可變引數、命名關鍵字引數和關鍵字引數
• *args是可變引數，接收一個tuple
• **kw是關鍵字引數，接收一個dict
• 對於任意函式，都可以通過func(*args, **kw)的形式呼叫
• 如果函式中包含yield關鍵字，那麼這個函式就不再是一個普通函式，而是一個generator
• 可以直接作用於for迴圈的物件統稱為迭代物件Iterable，包括str list tuple dict set generator
• 可以被next()函式呼叫並不斷返回下一個值的物件稱為迭代器Iterator
• 可以使用iter()函式把Iterable變成Iterator
• Iterator物件表示一個數據流，一個惰性計算的序列，只有在需要時才返回下一個值

函數語言程式設計

• 函式是面向過程的程式設計的基本單元
• 函式本身可以賦值給變數，即變數可以指向函式，指向函式的變數其實就是函式名
• 把函式作為引數傳入，這樣的函式稱為高階函式，這種高度抽象的程式設計正規化稱為函數語言程式設計
• 典型高階函式：map() reduce() filter() sorted()
• map()把引數函式作用在引數list的每一個元素上，並返回一個新的Iterator
• reduce()把引數函式作用於引數list，並把返回結果參與到下一個元素的運算
• filter()過濾序列
• sorted()將key指定的函式作用於list的每一個元素上，並根據函式返回的結果進行排序
• lambda匿名函式，只能有一個表示式，返回值就是該表示式的結果
• 匿名函式可以賦值給變數，也可以作為函式返回值
• 使用list(Iterator)獲取惰性序列的所有值
• 高階函式除了可以將函式作為引數外，還可以將函式作為結果值返回
• 閉包 - 在外部函式中定義內部函式，內部函式可以引用外部函式的引數和區域性變數，
• 當外部函式將內部函式作為結果值返回時，相關引數和變數都儲存在內部函式中
• 返回函式不要引用任何迴圈變數，或者後續會發生變化的變數
• 函式也是一個物件，而且可以被賦值給變數，通過變數也能呼叫該函式
• 在函式執行期間動態增加功能的方式，稱之為裝飾器Decorator
• 裝飾器的本質是返回函式的高階函式
• 使用@functools.wraps()把原始函式的name屬性複製到裝飾器中的函式
• 偏函式functools.partial()的作用就是把一個函式的某些引數固定住，即設定預設值，然後返回一個新的函式

面向物件程式設計

• 在類中定義的函式，第一個引數永遠是例項變數self，呼叫時不用傳遞該引數
• 在類屬性前加兩個下劃線，則變成了一個私有變數，外部不可直接訪問
• 特殊變數xxx是可以直接訪問的
• 多型 - 子類中的方法覆蓋父類中的同名方法
• 常用的物件分析方法：dir() hasattr() getattr() setattr()
• 例項屬性將遮蔽掉同名的類屬性
• 定義一個類，建立一個例項後，可以給該例項繫結任意屬性和方法（僅屬於當前例項）
• 使用slots限制類例項可以新增的屬性和方法，對繼承的子類不起作用
• 內建的@property裝飾器負責把一個方法變成屬性呼叫，簡化對屬性的getter/setter操作
• Python支援多重繼承，一個子類可以同時獲得多個父類的所有功能
• 在設計類的繼承關係時，通常主線都是單一繼承下來的，然後”混入”額外的功能，稱之為MixIn
• 常用的定製類方法：str repr iter next getitem getattr call
• Enum可以把一組相關常量定義在一個列舉類中，且該類不可變，成員可以直接比較
• 動態語言，函式和類的定義，不是編譯時定義的，而是執行時動態建立的
• type()既可以返回一個物件的型別，又可以創建出新的型別
• 元類metaclass，先定義metaclass，就可以建立類，然後建立例項，即可以把類看作是metaclass建立的”例項”
• 元類的常用使用場景：ORM框架

錯誤和異常處理

• 錯誤和異常是class，捕獲一個錯誤就是捕獲到該class的一個例項
• 捕獲異常try…except(else)…finally，丟擲異常raise
• 所有錯誤和異常都繼承自BaseException
• 程式除錯：列印print()，斷言assert()，日誌logging，單步執行pdb，斷點pdb.set_trace()
• 日誌級別logging.basicConfig(level=logging.INFO) debug info warning error
• TDD Test-Driven Development 測試驅動開發
• 內建單元測試模組unittest，方法setUp、tearDown
• 文件測試doctest，不但可以用來測試，還可以直接作為示例程式碼 ”’ this is doctest ”’

網路程式設計

• 網路通訊本質是兩臺計算機上的兩個程序之間的通訊
• TCP協議是建立在IP協議之上的，更高階的協議（HTTP協議、SMTP協議等）是建立在TCP協議之上的
• 小於1024的是Internet標準服務的埠，大於1024的可以任意使用
• 基於TCP協議進行Socket程式設計，客戶端要主動連線伺服器的IP和指定埠
• 對於伺服器，要首先監聽指定埠，然後對每一個新的連線，建立一個執行緒或程序來處理，通常伺服器會無限執行下去
• 使用者資料報協議UDP(User Datagram Protocol)，是面向無連線的協議
• 與TCP相比，UDP不需要連線，速度更快，但資料傳輸的可靠性較差，不能保證資料一定傳送成功
• 伺服器繫結TCP埠和UDP埠互不衝突，也就是說，TCP的9999埠與UDP的9999埠可以各自繫結

電子郵件

• 電子郵件基本路徑：發件人 -> MUA -> MTA -> MTA ->　若干個MTA -> MDA <- MUA <- 收件人
• MUA: Mail User Agent 郵件使用者代理，如Foxmail
• MTA: Mail Transfer Agent 郵件傳輸代理，如網易163
• MDA: Mail Delivery Agent 郵件投遞代理
• MUA和MTA使用的協議SMTP: Simple Mail Transfer Protocol
• MUA和MDA使用的協議POP: Post Office Protocol和IMAP: Internet Message Access Protocol
• Python內建對SMTP的支援，模組email負責構造郵件，smtplib負責傳送郵件，可以傳送純文字、HTML郵件及帶附件的郵件
• poplib用來接收郵件，email用來解析郵件

資料庫操作

• SQLite是一種嵌入式資料庫，它的資料庫就是一個檔案
• SQLite由C語言寫成，體積很小，所以經常被整合到各種應用程式中，甚至移動APP中
• Python內建了SQLite及相關驅動
• 操作資料庫的基本步驟：建立連線 -> 獲取遊標 -> 執行SQL -> 關閉遊標 -> 提交事務（非查詢操作） -> 關閉連線
• 使用遊標Cursor物件執行insert update delete語句時，執行結果由rowcount返回影響的行數
• 使用遊標Cursor物件執行select語句時，通過fetchall()可以獲取結果集
• 結果集是一個list，每個元素都是一個tuple，對應一行記錄
• Python的DB-API定義對不同的資料庫是通用的
• 執行INSERT等操作後要呼叫commit()提交事務
• MySQL的SQL佔位符是%s
• ORM(Object-Relational Mapping)物件關係對映
• ORM就是把資料庫表的行與相應的物件建立關聯，把對錶的操作轉換為對物件的操作
• 常用ORM框架：SQLAlchemy

Web開發

• Web開發階段：靜態HTML -> CGI -> PHP/ASP/JSP -> MVC -> MVVM
• CGI: Common Gateway Interface, 由C/C++編寫
• HTTP 1.1版本允許多個HTTP請求複用一個TCP連線，以加快傳輸速度
• 一個HTTP請求只處理一個資源
• HTTP響應的資料格式由Content-Type決定的
• Content-Encoding: gzip是指以gzip方式對Body資料進行壓縮
• Apache Nginx Lighttpd是靜態伺服器
• Python是解釋性的指令碼語言，適合Web開發，有上百種Web開發框架
• WSGI: Web Service Gateway Interface
• Python內建了一個WSGI伺服器，這個模組叫wsgiref，它是用純Python編寫的WSGI伺服器的參考實現
• Flask通過Python的裝飾器在內部自動地把URL和函式給關聯起來，預設支援模板jinja2
• 常用Web開發框架：Flask Django web.py Bottle Tornado
• 常用模板：jinja2 Mako Cheetah Django

IO程式設計

• 流Stream, Input Stream是資料從磁碟、網路流入記憶體，Output Stream是從記憶體流出
• 同步IO和非同步IO的主要區別在於是否等待IO執行的結果
• 非同步IO的執行效率更高，但程式設計模型也更復雜
• 讀寫檔案是最常見的IO操作，該功能是呼叫作業系統提供的介面實現的
• 作業系統在同一時間能開啟的檔案數量是有限的
• 使用with語句操作檔案IO，可以確保檔案被關閉
• 開啟檔案open(‘file’, ‘r/w’, encoding=’utf-8’, errors=’ignore’) -> 讀read()/寫write() -> 關閉檔案close()
• StringIO和BytesIO是在記憶體中操作str和bytes的方法，使得和讀寫檔案具有一致的介面，getvalue()
• os模組封裝了作業系統的目錄和檔案操作，要注意這些函式有的在os模組中，有的在os.path和shutil模組中
• 把變數從記憶體中變成可儲存或傳輸的過程稱作序列化pickling, 反序列化unpickling
• 通過pickle json模組來實現序列化，dumps() loads()

程序和執行緒

• 單核CPU以時間片輪轉的方式來執行多工，真正的並行執行多工需要在多核CPU上實現
• 一個程序Process至少有一個執行緒Thread，執行緒是最小的執行單元
• 多工實現：多程序模式 多執行緒模式 多程序+多執行緒模式
• 排程程序和執行緒，完全由作業系統決定，程式自己不能決定什麼時候執行，執行多長時間
• 在Unix/Linux下，可以使用os.fork()呼叫實現多程序，跨平臺可以使用multiprocessing模組
• 使用程序池的方式批量建立子程序
• 程序間通訊通過Queue Pipes等實現
• 任何程序預設都會啟動一個執行緒，稱為主執行緒MainThread，主執行緒又可以啟動新的執行緒
• 在多程序中，同一個變數在每個程序中有一份拷貝，互不影響；在多執行緒中，變數線上程間共享
• 使用執行緒鎖threading.Lock()來對執行緒進行隔離，避免衝突
• Python程序有各自獨立的GIL鎖，互不影響，因此可以使用多程序來實現多核任務，但無法使用多執行緒來實現
• ThreadLocal變數雖然是全域性變數，但每個執行緒都只能讀寫自己執行緒的獨立副本，互不干擾
• 採用多工需要考慮的因素：任務數量（執行緒切換）和任務型別（計算密集型 vs IO密集型）

非同步IO

• 程序更穩定，而且可以分佈到多臺機器上，而執行緒最多隻能分佈在同一臺機器的多個CPU上
• 使用QueueManager模組實現分散式程序
• Nginx是支援非同步IO的Web伺服器，使用單程序單執行緒模型來執行多工，稱為事件驅動模型
• 在Python中，單執行緒的非同步程式設計模型稱為協程Coroutine
• 使用asyncio模組來實現非同步IO
• asyncio實現了TCP UDP SSL等協議，aiohttp是基於asyncio實現的HTTP框架

其他

• 正則模組re.match()返回match物件或None
• Python支援多種圖形介面的第三方庫：Tk wxWidgets Qt GTK，內建支援Tk的Tkinter