GitHub上10万星的 Python 学习教程

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GitHub上10万星的 Python 学习教程

教程类的资源在 Github 上面整体来说都比较受欢迎，近日小G发现一个神级的 Python 学习教程 – Python - 100天从新手到大师，居然突破了10万⭐⭐，震惊😱……


Github 地址：https://github.com/jackfrued/Python-100-Days

下面是关于该教程的主要内容介绍，更详细的学习内容请移步项目仓库查看。

Python应用领域和职业发展分析

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
  • 动态类型语言，支持面向对象和函数式编程
  • 代码规范程度高，可读性强

Python在以下领域都有用武之地。

  • 后端开发 – Python / Java / Go / PHP
  • DevOps – Python / Shell / Ruby
  • 数据采集 – Python / C++ / Java
  • 量化交易 – Python / C++ / R
  • 数据科学 – Python / R / Julia / Matlab
  • 机器学习 – Python / R / C++ / Julia
  • 自动化测试 – Python / Shell

作为一名Python开发者，根据个人的喜好和职业规划，可以选择的就业领域也非常多。

  • Python后端开发工程师（服务器、云平台、数据接口）
  • Python运维工程师（自动化运维、SRE、DevOps）
  • Python数据分析师（数据分析、商业智能、数字化运营）
  • Python数据挖掘工程师（机器学习、深度学习、算法专家）
  • Python爬虫工程师
  • Python测试工程师（自动化测试、测试开发）

说明：目前，数据分析是一个非常热门的方向，因为不管是互联网行业还是传统行业都已经积累了大量的数据，现在需要的就是从这些数据中提取有价值的信息，以便打造更好的产品或者为将来的决策提供支持。

给初学者的几个建议：

  • Make English as your working language. （让英语成为你的工作语言）
  • Practice makes perfect. （熟能生巧）
  • All experience comes from mistakes. （所有的经验都源于你犯过的错误）
  • Don’t be one of the leeches. （不要当伸手党）
  • Either outstanding or out. （要么出众，要么出局）

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

  • 经典案例：水仙花数 / 百钱百鸡 / Craps赌博游戏
  • 练习题目：斐波那契数列 / 完美数 / 素数

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程序
  • 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

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
    • 范式理论 – 设计二维表的指导思想
    • 数据完整性
    • 数据一致性
    • 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
    • 关系型数据库概述
    • MySQL的安装和使用
    • SQL的使用
    • 相关知识
    • 在Python中操作MySQL
  • NoSQL数据库入门
    • NoSQL概述
    • Redis概述
    • Mongo概述

Day41~55 – 实战Django

Day41 – Django快速上手

  • Web应用工作机制
  • HTTP请求和响应
  • Django框架概述
  • 5分钟快速上手

Day42 – 深入模型

  • 关系型数据库配置
  • 使用ORM完成对模型的CRUD操作
  • 管理后台的使用
  • 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
  • Ajax概述
  • 用Ajax实现投票功能

Day44 – 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

Day45 – 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

Day46 – 日志和调试工具栏

  • 配置日志
  • 配置Django-Debug-Toolbar
  • 优化ORM代码

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 – 接入三方平台

  • 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

Day53 – 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

Day54 – 单元测试

Day55 – 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
  • 配置域名解析

Day56~60 – 用FastAPI开发数据接口

  • FastAPI五分钟上手
  • 请求和响应
  • 接入关系型数据库
  • 依赖注入
  • 中间件
  • 异步化
  • 虚拟化部署（Docker）
  • 项目实战：车辆违章查询项目

Day61~65 – 爬虫开发

Day61 – 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

Day62 – 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

Day63 – 存储数据

  • 如何存储海量数据
  • 实现数据的缓存

Day64 – 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

Day65 – 解析动态内容

  • JavaScript逆向工程
  • 使用Selenium获取动态内容

Day66~70 – 数据分析

Day66 – 数据分析概述

Day67 – NumPy的应用

Day68 – Pandas的应用

Day69 – 数据可视化

Day70 – 数据分析项目实战

Day71~85 – 机器学习和深度学习

Day71 – 机器学习基础

Day72 – k最近邻分类

Day73 – 决策树

Day74 – 贝叶斯分类

Day75 – 支持向量机

Day76 – K-均值聚类

Day77 – 回归分析

Day78 – 深度学习入门

Day79 – Tensorflow概述

Day80 – Tensorflow实战

Day81 – Kaggle项目实战

Day82 – 天池大数据项目实战

Day83 – 推荐系统实战-1

Day84 – 推荐系统实战-2

Day85 – 推荐系统实战-3

Day86~90 – 大数据分析概述

Day86 – 大数据概述

Day87 – Hive查询

Day88 – PySpark和离线数据处理

Day89 – Flink和流式数据处理

Day90 – 大数据分析项目实战

Day91~100 – 团队项目开发

第91天：团队项目开发的问题和解决方案

  1. 软件过程模型

    • 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）。
    • 发布版本。
    • 评审会议（Showcase，用户需要参与）。
    • 回顾会议（对当前迭代周期做一个总结）。
    • 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
    • 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（ER图）、物理模型图、类图、时序图等。
    • 编码 / 测试。
    • 上线 / 维护。

    • 经典过程模型（瀑布模型）

      瀑布模型最大的缺点是无法拥抱需求变化，整套流程结束后才能看到产品，团队士气低落。

    • 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

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      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。把每个任务都贴在看板上面，看板上分三部分：to do（待完成）、in progress（进行中）和done（已完成）。

  2. 项目团队组建

    • 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、……）

    • 团队的构成和角色

      说明：谢谢付祥英女士帮助我绘制了下面这张精美的公司组织架构图。

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    • 编程规范和代码审查（flake8、pylint）

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    • 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：

  3. 团队开发工具介绍

    请参考《团队项目开发的问题和解决方案》。

    • 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
项目选题和理解业务

  1. 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。

  2. 需求理解、模块划分和任务分配

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    • 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。

  3. 制定项目进度表（每日更新）

    模块 功能 人员 状态 完成 工时 计划开始 实际开始 计划结束 实际结束 备注
    评论 添加评论 王大锤 正在进行 50% 4 2018/8/7
    		2018/8/7


    		删除评论 王大锤 等待 0% 2 2018/8/7
    		2018/8/7


    		查看评论 白元芳 正在进行 20% 4 2018/8/7
    		2018/8/7
    		需要进行代码审查

    		评论投票 白元芳 等待 0% 4 2018/8/8
    		2018/8/8

  4. OOAD和数据库设计

  • UML（统一建模语言）的类图

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    uml

  • 通过模型创建表（正向工程）

    python manage.py inspectdb > app/models.py

第92天：Docker容器详解

  1. Docker简介
  2. 安装Docker
  3. 使用Docker创建容器（Nginx、MySQL、Redis、Gitlab、Jenkins）
  4. 构建Docker镜像（Dockerfile的编写和相关指令）
  5. 容器编排（Docker-compose）
  6. 集群管理（Kubernetes）

第93天：MySQL性能优化

第94天：网络API接口设计

第95天：[使用Django开发商业项目](./Day91-100/95.使用Django开发商业项 目.md)

项目开发中的公共问题
  1. 数据库的配置（多数据库、主从复制、数据库路由）
  2. 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））
  3. 日志的配置
  4. 分析和调试（Django-Debug-ToolBar）
  5. 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
  1. RESTful架构
    • 理解RESTful架构
    • RESTful API设计指南
    • RESTful API最佳实践
  2. API接口文档的撰写
    • RAP2
    • YAPI
  3. django-REST-framework的应用
项目中的重点难点剖析
  1. 使用缓存缓解数据库压力 – Redis
  2. 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
  1. 测试的种类
  2. 编写单元测试（unittest、pytest、nose2、tox、ddt、……）
  3. 测试覆盖率（coverage）
项目部署
  1. 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
  2. Linux常用命令回顾
  3. Linux常用服务的安装和配置
  4. uWSGI/Gunicorn和Nginx的使用
    • 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。
    • Gunicorn和uWSGI的比较
  5. 使用虚拟化技术（Docker）部署测试环境和生产环境
性能测试
  1. AB的使用
  2. SQLslap的使用
  3. sysbench的使用
自动化测试
  1. 使用Shell和Python进行自动化测试
  2. 使用Selenium实现自动化测试
    • Selenium IDE
    • Selenium WebDriver
    • Selenium Remote Control
  3. 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

  1. MySQL数据库调优
  2. Web服务器性能优化
    • Nginx负载均衡配置
    • Keepalived实现高可用
  3. 代码性能调优
    • 多线程
    • 异步化
  4. 静态资源访问优化
    • 云存储
    • CDN

第99天：面试中的公共问题

第100天：Python面试题实录


GitHub上10万星的 Python 学习教程
最近面试BAT，整理一份Python资料《Python学习手册》，覆盖了Python知识点、人工智能、深度学习、机器学习等方面。
获取方式：关注公众号并回复 Python 领取，更多内容陆续奉上。




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