Python初学者应该了解的知识

1. 前言

欢迎来到“Python进阶”专栏!来到这里的每一位同学,应该大致上学习了很多 Python 的基础知识,正在努力成长的过程中。在此期间,一定遇到了很多的困惑,对未来的学习方向感到迷茫。我非常理解你们所面临的处境。我从2007年开始接触 python 这门编程语言,从2009年开始单一使用 python 应对所有的开发工作,直至今天。回顾自己的学习过程,也曾经遇到过无数的困难,也曾经迷茫过、困惑过。开办这个专栏,正是为了帮助像我当年一样困惑的 Python 初学者走出困境、快速成长。希望我的经验能真正帮到你们。

2. 明确学习目标,不急于求成,不好高骛远

当下是一个喧嚣、浮躁的时代。我们总是被生活中大量涌现的热点所吸引,几乎没有深度阅读和思考的时间和机会。我始终认为,学习是需要沉下心来慢慢钻研的,是长期的;同时,学习不应该被赋予太多的功利色彩。一个Python 程序员的成长路线图应该是这样子的:基础语法–>语感训练–>课题练习–>分方向继续学习–>中级程序员–>拓展深度和广度–>高级程序员。
在这里插入图片描述然而,很多新手的学习路线图却是这样子的:学完基础语法之后,不了解 http 协议和 Ajax 异步请求,就兴冲冲研究爬虫去了;或者,学完基础语法,就去搞视觉识别,连 OpenCV 的数据结构都看不懂;甚至,学完基础语法就直接研究神经网络,结果是重演了一遍从入门到放弃。
在这里插入图片描述我给初学者的建议就是,不急于求成,不好高骛远,一步一步,稳扎稳打,功到自然成。不急于求成,可以避免走弯路,非但不会延缓你成长的速度,反倒会节省你的时间。不好高骛远,达成一个目标,再制定下一个目标,在连续的成功和进步中,建立起自信心,激发出更强的学习兴趣。

3. 在开始学习 Python 之前,你需要做一些准备

这是Python之禅中的一句,翻译过来的意思是,做也许好过不做,但不假思索就动手还不如不做。的确,在开始学习 Python 之前,你需要了解的一些背景,做出一些选择,并在你的计算机上做好准备工作。

2.1 Python 的各种发行版

Python 是龟叔的独生子,但他有很多堂兄弟,比较有名的也有好几位。如果你不确定哪个对你更友好,我建议你选择嫡传的 Python——即便你将来需要和他的其他堂兄弟打交道,那也是熟门熟路。不建议初学者选择AnacondaPython 和 ActivePython,在我看来他们提供的便利不如给用户学习带来的麻烦多。

Cpython

Anaconda Python

ActivePython

PyPy

Jython

IronPython

2.2 安装 Python

从 Python 官网下载时,请注意选择正确的版本。如果是用于学习,下载最新版没有问题,如果是用于生产,则要考虑你开发需要的第三方模块是否支持最新版的 Python。安装时不要忘记勾选最下面的两个复选框,否则会给后续的模块安装带来一些麻烦。推荐使用默认方式安装。
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2.3 选择一款趁手的开发工具

学习一种编程语言,首先要找一款合用的集成开发工具,似乎是自然而然的想法。为什么不呢?IDE可以自动补齐,可以一键运行,还可以断点调试。使用IDE开发项目,就像驾驶一辆内饰豪华的汽车,尽情享受驾驶的乐趣就好了,谁还去关心引擎盖里面发动机是如何工作的呢?我的年轻同事们也都是IDE的拥趸,最初使用pycharm,后来是时下大热的vscode。

可是,我始终认为,编程就像是驾驶,程序员就是司机,而且是职业司机,不是把驾驶当成通勤技能的各色白领金领。既然是职业司机,就不能满足于打着领结、戴着白手套驾驶内饰豪华、配置高端的汽车,而是必须具备打开引擎盖子维修和保养的能力。

基于这个观点,我不建议初学者一开始就使用集成开发工具——至少,在开始第一个星期不要使用IDE。对于python这样一种解释型的脚本语言,一款趁手的编辑器就足够了。linux平台上,vim或者emacs都足够好(如果你通晓二者或者其中之一的话,请接受我的敬意);windows平台上,我推荐使用notepad++。python初学者使用编辑器而非IDE的好处是:

  1. 专注于python本身,而不是被工具使用问题所困扰。君不见,知乎上关于pycharm和vscode的使用说明、常见问题的解决方案,多得几乎超过了讨论python本身
  2. 手工运行代码,可以更直观、更深刻地了解脚本的解释执行过程
  3. 手工调试代码,有助于代码优化,提高代码把控能力
  4. 可以更好地使用pip安装和管理第三方模块

3. 习惯使用IDLE,这是学习python最好的方式

解释型语言的优势,就是可以写一句执行一句,想到哪儿写到哪儿,不必像编译型语言那样得把程序全部写完,编译成功后才能运行。我特别喜欢使用python的IDLE,甚至拿它当计算器用。很多时候,我用IDLE验证代码的写法是否正确,查看模块是否安装成功以及版本号。IDLE支持tab键自动补齐,我经常用这个功能查看某个对象的方法和属性。

>>> import numpy as np>>> np.__version__'1.17.0'>>> np.hypot(3,4)5.0>>> def factorial(n): # 计算n的阶乘
	if n == 0: # 递归出口
		return 1
	return n*factorial(n-1) # 向递归出口方向靠近的自身调用>>> factorial(5)120>>> _*2-100140
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实际上,IDLE就是一个IDE,你可以用它来创建或打开.py脚本文件,可以编辑、运行和调试。

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4. 严格遵从编码规范

Linux 平台上,一个 python 源码文件应该以下部分组成。Windows 平台上,可以省略第一项。

解释器声明

编码格式声明

模块注释或文档字符串

模块导入

常量和全局变量声明

顶级定义(函数或类定义)

执行代码

附上一个 demo,仅供参考。更详细的编码规范,请参考拙作《我的 Python 编码规范》。

#!/usr/bin/env python# -*- coding: utf-8 -*-"""通常这里是关于本文档的说明(docstring),须以半角的句号、 问号或惊叹号结尾!

本行之前应当空一行,继续完成关于本文档的说明
如果文档说明可以在一行内结束,结尾的三个双引号不需要换行;否则,就要像下面这样
"""import os, timeimport datetimeimport mathimport numpy as npimport xlrd, xlwt, xlutilsimport youth_mongodbimport youth_curl


BASE_PATH = r"d:YouthGit"LOG_FILE = u"运行日志.txt"class GameRoom(object):
    """对局室"""
    
    def __init__(self, name, limit=100, **kwds):
        """构造函数!
        
        name        对局室名字
        limit       人数上限
        kwds        参数字典
        """
        
        passdef craete_and_start():
    """创建并启动对局室"""
    
    passif __name__ == '__main__':
    # 开启游戏服务
    start()
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5. 代码的运行、调试

如果你使用的集成开发工具,那么代码的运行和调试,就完全依赖于工具了。如果你使用编辑器开写代码,那就需要手工运行和调试代码。运行代码分成两步:

第1步,打开一个命令行窗口,路径切换到脚本所在的文件夹。我习惯在脚本所在窗口的空白位置(确保没有选中任何对象),按下shift键点击鼠标右键,在弹出的菜单中选择打开Powershell窗口。如下图所示。
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第2步,输入python+空格+脚本文件名,回车即可运行。输入脚本文件名时,按tab可以自动补齐。脚本的运行信息、错误信息、运行结果等,都可以显示在这个窗口中。这是最原始的信息。你在其他开发工具中看到信息,都是对这些信息的再加工。

当然,很多编辑器也支持自定义运行命令,可以实现一键运行python脚本。以Notdpan++为例,点击“运行”->“运行”菜单,在弹出的窗口中输入:

因为转义缘故,复制该命令的话,请检查$符号前面是否有符号,如有,请删除。接下来,点击“保存”按钮,在弹出的窗口中输入新增命令的名称,比如PyRun,定义快捷键,最后点击“确定”按钮。
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完成以上设置后,就可以在Notepad++中使用菜单命令或者快捷键运行Python代码了。

手工调试代码的手段不多,除了 print 信息,几乎只有把调试信息写成调试文件了。听起来,好像问题很严重,其实只是理念和取向不同而已。反过来想,手段单一,不恰好意味着简单、简明吗?十几年来,我一直使用 print 调试,坚信没有比它更好的了。

5. 模块管理

在python语言的发展过程中,安装和管理第三方模块的方法也历经变化。现在,我们终于等来了pip这个近乎完美的工具。pip除了安装(install)和删除(uninstall)这两大功能,还可以指定模块的安装版本(无需预先删除当前已安装版本),可以显示所有已安装的模块,还可以通过 upgrade 自主升级。

很多同学在使用pip时会遇到各种各样稀奇古怪的问题,我在这里解释一下:

5.1 同时安装了py2/py3

同时安装了py2/py3,将会存在多个版本的pip.exe,你如果直接运行:

则有可能因为pip.exe版本不对而出错。正确的做法是指定python版本,-m是python解释器的参数,意思是把pip模块做为脚本运行,完整命令如下:

5.2 使用Anaconda,或者通过IDE来安装模块

如果你使用的是Anaconda Python,或者你是通过IDE来安装模块,则需要检查它们的配置和设置,情况各有不同,没有统一的解决方案。

5.3 仅安装了py2 或 py3

如果你的计算机只安装了py2 或者 py3,那么上面两种安装方法应该都没有问题。如果你的电脑找不到pip.exe文件,则可以使用这个命令生成:

5.4 pip应用演示

下面,就以同时安装了py2/py3的计算机为例(如果只安装了py2或py3,需要将下面演示中的py -3替换成python),演示pip模块的用法。不管任何情况,我都建议使用-m参数调用pip模块,而不是直接使用 pip.exe 安装模块。

# 虽然可以这样使用pip安装模块(以numpy为例)PS D:XufiveGitwxgl> pip install numpy# 但我建议这样使用pipPS D:XufiveGitwxgl> py -3 -m pip install numpy# 删除模块PS D:XufiveGitwxgl> py -3 -m pip uninstall numpy# 安装模块,指定版本PS D:XufiveGitwxgl> py -3 -m pip install numpy=1.15.0# 自主升级PS D:XufiveGitwxgl> py -3 -m pip install --upgrade pip# 显示已安装的模块PS D:XufiveGitwxgl> py -3 -m pip list
Package           Version
----------------- -----------
-pencv-python     4.1.1
argh              0.26.2
attrs             19.1.0
Automat           0.7.0
basemap           1.2.0
beautifulsoup4    4.6.3
bleach            3.1.0
cefpython3        66.0... ...
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pip也用来安装本地whl文件:

PS D:PyPackagepy3> py -3 -m pip install .basemap-1.2.0-cp37-cp37m-win_amd64.whl
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感谢大家的阅读,希望大家收益多多。

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以上就是Python初学者应该了解的知识的详细内容,更多请关注悠悠之家其它相关文章!

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