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清华教授总结的Python快速学习路线,100天华丽转身变大牛

清华教授总结的Python快速学习路线,100天华丽转身变大牛

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

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.

清华教授总结的Python快速学习路线,100天华丽转身变大牛

Day01~15 – Python语言基础

Day01 – 初识Python

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

Day06 – 函数和模块的使用

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)

Day07 – 字符串和常用数据结构

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

Day08 – 面向对象编程基础

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

Day10 – 图形用户界面和游戏开发

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

Day12 – 字符串和正则表达式

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

Day14 – 网络编程入门和网络应用开发

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

Day31~35 – 玩转Linux操作系统

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

Day43 – 静态资源和Ajax请求

加载静态资源

用Ajax请求获取数据

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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

Day45 – Cookie和Session

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

Day48 – 前后端分离开发入门

返回JSON格式的数据

用Vue.js渲染页面

Day49 – RESTful架构和DRF入门

Day50 – RESTful架构和DRF进阶

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

Day52 – 文件上传和富文本编辑

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

Day54 – 异步任务和定时任务

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

Day55 – 单元测试和项目上线

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

Day62 – Tornado入门

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

Day64 – WebSocket的应用

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

Day66 – 网络爬虫和相关工具

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

Day71 – 表单交互和验证码处理

自动提交表单

Cookie池的应用

验证码处理

Day72 – Scrapy入门

Scrapy爬虫框架概述

安装和使用Scrapy

Day73 – Scrapy高级应用

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

Day74 – Scrapy分布式实现

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

Day77 – Pandas的应用

Day78 – NumPy和SciPy的应用

Day79 – Matplotlib和数据可视化

Day80 – k最近邻(KNN)分类

Day81 – 决策树

Day82 – 贝叶斯分类

Day83 – 支持向量机(SVM)

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

Day88 – Tensorflow入门

Day89 – Tensorflow实战

Day90 – 推荐系统

Day91~100 – 团队项目开发

第91天:团队项目开发准备

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

补充:敏捷软件开发宣言角色: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)。

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

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)。

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)

Python中的一些“惯例”(请参考《Python惯例-如何编写Pythonic的代码》)

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

缺陷管理:Gitlab、Redmine

敏捷闭环工具:禅道、JIRA

持续集成:Jenkins、Travis-CI

请参考《团队项目开发》。

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)

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第92天:Docker的使用

第93天:数据库设计和OOAD

概念模型和正向工程

UML(统一建模语言)的类图

清华教授总结的Python快速学习路线,100天华丽转身变大牛

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

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通过数据表创建模型(反向工程)

python manage.py inspectdb > app/models.py

第94天:网络API接口设计

第95天:使用Django开发项目

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

RESTful架构

理解RESTful架构

RESTful API设计指南

RESTful API最佳实践

API接口文档的撰写

RAP2

YAPI

django-REST-framework的应用

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

第96天:软件测试和自动化测试

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

第97天:电商网站技术要点剖析

第98天:项目部署上线和性能调优

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

 

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