Day 01-15*

0x00*

前 15 天是 Python 的基础知识

0x01 初识*

• 当前常用 3.7.x，最新 3.8.3

• 优点，简单；缺点，运行效率低

• 安装 python，建议使用 anaconda，方便创建环境。

• import this 会输出 Zen of Python

0x02 语言元素*

• 常见数据类型：整型、浮点数、字符串、布尔、复数 3+5j
• 变量命名 PEP 8 要求：小写单词、下划线、protected _ 开头，private __ 开头。
• 用 type() 获取变量类型
• 类型转换：int(), float(), str(), chr(), ord()

• 格式化输出 print("%.1f, %.1f" % (f, c))
• 三目运算符 ...if condition else ... 中间是条件。

0x03 分支结构*

• 使用 if...elif...else 结构

0x04 循环结构*

• for-in，range(start, end, step) 左闭右开
• while

0x05 构造程序逻辑*

• 几个简单的算法题

0x06 函数和模块的使用*

• def <fun_name>([param_list=default])
• 没有函数重载，用模块管理函数
• 添加了 if __name__ == ‘__main__’: 的模块引用后不会执行之后的代码
• 未定义在函数中的变量是全局变量，函数可以嵌套。
• 查找变量时会按照 局部、嵌套、全局、内置 作用域顺序检索
• 使用 global 关键字指示函数中的变量来自于全局作用域，如果全局没有则之后会定义并置于全局作用域

• 函数内部的函数使用 nonlocal 关键字指示变量来自嵌套作用域，即外层函数

• 希望延长局部变量的生命周期可以使用 闭包

• 所以最好这么写：

  def main():
      ...

  if __name__ == '__main__':
      main()

0x07 字符串和常用数据结构*

字符串*

• 用单引号或双引号包裹字符串，可以用三引号可以换行
• 不希望字符串中的 \ 转义可以用 r'...' 的形式
• +, *, in, not in, [], [:], [::]
• 一些内置的字符串函数 len(s), s.find(substr), s.startswith(str), s.strip(), s.rfind(substr)
• 格式化输出，%, format, f-strings

列表*

• 使用 enumerate 函数遍历列表可同时获得索引和值

• append(val), insert(pos, val), l1.extend(l2), remove(val), pop(pos), clear(), sorted(), sort()

• list1 = [x for x in range(1, 10)] 生成式语法，创建后就分配了空间

• f = (x for x in range(1, 10)) 是一个生成器对象，需要数据时通过运算得到数据而不需要额外空间存储

• 通过 yield 关键字可将普通函数改造成生成器函数

  def fib(n):
      a, b = 0, 1
      for i in range(n):
          a, b = b, a + b
          yield a

  def main():
      for i in fib(20):
          print(i)

  if __name__ == '__main__':
      main()

元组*

• (...) 元组数据不可修改
• list(tuple), tuple(list)
• 多线程安全，创建时间空间优于列表

集合*

• {...} 集合无重复元素，按照哈希值排序
• add(val), update(list), dicard(val), remove(val), pop():首元素
• &, |, -, ^, <=, >=
• 推导式语法 set1 = {num for num in range(1, 100) if num % 3 == 0}

字典*

• 键值对
• dict(one=1, two=2)
• dict(zip(['a', 'b', 'c'], '123')) 用 zip 函数压缩
• 推导式语法 {num: num ** 2 for num in range(1, 10)}
• 对值遍历，get(key, default)
• popitem():字典末尾键值对, pop(key[, default])

0x08 面向对象编程基础*

• 使用 class 关键字定义类
• 使用 __init__(self[, attributes]) 函数初始化类对象
• 访问权限，私有属性命名使用 __ 开头，只是换个名字，只要知道规则还是可以访问
• 单下划线开头表示受保护，并不是语法规则

0x09 面向对象进阶*

• @property 可以直接通过方法名访问，不用加括号，因此可以构造一个属性的 getter 方法。如果还需要通过这种方式修改属性，需要加一个 setter 方法，使用 @<name>.setter修饰。类似的还可以添加 deleter 方法。

class Test:
    def __init__(self, test_a):
        self.__test_a = test_a

    @property
    def test_a(self):
        return self.__test_a

    @test_a.setter
    def test_a(self, test_a):
        self.__test_a = test_a

    @test_a.deleter
    def test_a(self):
        self.__test_a = None

t = Test(10)
print(t.test_a)
t.test_a = 11
print(t.test_a)
del t.test_a
print(t.test_a)

• python 是动态语言，允许在程序运行时给对象绑定或解绑新的属性或方法，使用 __slot__ 可以限定当前类对象（对子类不起作用）可绑定的属性。
• 静态方法 @staticmethod，类方法 @classmethod，第一个参数为 cls。
• UML 统一建模语言
• 继承和多态，子类可以重写父类方法
• 可以使用 abc 模块中的 ABCMeta, abstractmethod 实现抽象类的效果

0x0A 图像用户界面和游戏开发*

• tkinter 模块开发 GUI，GUI 通常是事件驱动式的，进入主事件循环后就是监听鼠标、键盘等事件发生并执行对应的代码进行事件处理。三种 Tk 的三种布局管理器 Placer, Packer, Grid。
• 使用 Pygame 进行游戏开发

0x0B 文件和异常*

• open 函数指定路径，文件模式，编码
• 使用 try ... except ... finally 语句捕获异常，finally 块总会执行，可用于释放资源，或者使用 with 关键字指定上下文并在离开时自动释放资源

with open('filename') as f:
    print(f.read())

• 还可以使用循环逐行读取或者用 readlines() 按行读取到列表中。
• 使用 json 模块可将字典或列表以 json 格式保存到文件，主要函数：dump/dumps, load/loads

0x0C 字符串和正则表达式*

• 正则表达式 30 分钟入门
• Python 提供 re 模块支持正则表达式

0x0D 进程和线程*

• 进程，资源分配单位，通过 fork 或 spawn 的方式创建新的进程来执行其他的任务。进程间通过 IPC, Inter-Process Communication 来实现数据共享，具体方式包括管道、信号、套接字、共享内存区等。
• 线程，CPU 调度单位，同一进程间共享上下文。
• Python 多进程，linux 上使用 os 模块中的 fork() 函数创建进程。win 上没有 fork()，要使用 multiprocessing 模块的 Process 类创建子进程，该模块还提供了进程池、进程通信队列、管道等高级封装。
• Python 多线程，_thread 模块，threading 模块，可以直接使用 Thread 类，还可以通过继承 Thread 类创建自定义的线程类。多线程共享资源需要注意临界资源的竞争。
• 任务间切换需要保存当前执行环境，然后装载目标任务的环境。CPU 密集型任务设计成多任务对应的切换代价也多，I/O 密集型任务启动多任务可以减少等待时间。

0x0E 网络编程入门*

• 网络体系结构、TCP/IP、HTTP
• 使用 json 传输数据
• Python requests 库
• 套接字编程，TCP、UDP 套接字

0x0F 图像和办公文档处理*

• Pillow 模块操作图像，Image 类
• word、excel 等文件也有对应的处理模块