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。
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。
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。

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

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。

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()

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。

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。

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... ...

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

感谢大家的阅读，希望大家收益多多。

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最后

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