0 序

先講一個故事。西漢初期，丞相蕭何死後，由曹參接任，曹丞相一天到晚都請人喝酒聊天，好像根本就不用心在治理國家似的。惠帝感到很納悶，又想不出個所以然來，只以為是曹相國嫌他太年輕了，看不起他，所以就不願意盡心盡力來輔佐他。終於有一天漢惠帝責問曹參，曹參反問“請陛下好好地想想，您跟先帝（劉邦）相比，誰更賢明英武呢？”惠帝立即說：“我怎麼敢和先帝相提並論呢？”曹參又問：“陛下看我的德才跟蕭何相國相比，誰強呢？”漢惠帝笑著說：“我看你好像是不如蕭相國。”,曹參接過惠帝的話說：“陛下說得非常正確。既然您的賢能不如先帝，我的德才又比不上蕭相國，那麼先帝與蕭相國在統一天下以後，陸續制定了許多明確而又完備的法令，在執行中又都是卓有成效的，難道我們還能制定出超過他們的法令規章來嗎？” 這就是著名的“蕭規曹隨

我講這個故事，是想表達網際網路上優質的Python部落格、視訊已經非常多，肯定比我這個毫無教學經驗的人講的好。所以我不會重複寫這些內容，但會給出連結，拋磚引玉，故這個系列不是正經的“Python教程”，想要學會Python還是多讀我推薦的一些資料吧。我更多的篇幅是介紹自己的經驗心得，和一般人不會重點講但實戰中又很實用的技巧。

作者：陳坤澤

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1 為什麼要學Python

廖雪峰Python教程有關於開發效率、執行效率、未來趨勢、找工作等方面完善的介紹：

完成同一個任務，C語言要寫1000行程式碼，Java只需要寫100行，而Python可能只要20行。所以Python是一種相當高階的語言。 程式碼少的代價是執行速度慢，但是大量的應用程式不需要這麼快的執行速度，因為使用者根本感覺不出來。例如開發一個下載MP3的網路應用程式，C程式的執行時間需要0.001秒，而Python程式的執行時間需要0.1秒，慢了100倍，但由於網路更慢，需要等待1秒，你想，使用者能感覺到1.001秒和1.1秒的區別嗎？

1. 上手容易，萬能語言。
   • python有非常龐大的第三方功能擴充套件庫，包羅永珍，幾乎無所不能。可以做測試、運維、資料分析、資料探勘、機器學習和爬蟲等。
   • Python降低了進入IT行業的門檻，我身邊有很多數學專業的朋友，成功轉型做Python大資料分析的例子。數學專業不好找工作，迷茫的時候，學一個Python沒有什麼壞處，但卻大大擴寬了未來的發展出路。不僅是小眾的LaTeX，隨著人工智慧的發展，越來越多工作會被自動化技術取締，所以我要求編校組的每個人都要學習Python，否則等我們35歲的時候，試想我們跟剛畢業的大學生相比有什麼優勢呢？是什麼價值讓我們是不可替代的。
2. 開發簡潔、快速。
   • Python創始人龜叔印在T恤前的理念就是“人生苦短，我用Python”。
   • 用Python能快速實現我們需要的一些小功能，做成自動化指令碼工具。
   • python專案的檔案也很簡潔，一個py檔案既是程式碼，也是可執行檔案。而C++，一個cpp檔案可能對應有h標頭檔案要管理，就c++的專案標頭檔案管理學問，都可以開上好幾節課來探討了。簡潔清晰的檔案系統，讓我們寫程式碼的時候會更專注於業務功能的開發，而不是總去思考計算機底層相關的問題。
3. 可以為自己的學習工作開發好用的小程式。
   • 將我們開發的Python小程式放到環境變數，windows作業系統可以用“Win鍵 + r”來快速開啟程式。
   • 例如："rename.py"的檔案批量重新命名工具、“檢視目錄下png圖片資訊.py”。
   • 也可以使用PyQt開發剪下板的監控工具，在複製時，自動對內容進行處理，貼上的時候直接就是處理好的結果內容。
   • 還可以對一些第三方程式進行擴充套件，例如Beyond Compare差異對比軟體，有時候需要對兩段文字比較差異，就要新建兩個檔案，將內容貼上進去後，再開啟比較，手動操作就會非常繁瑣。將其寫成bc.py工具，直接用Beyond Compare軟體開啟兩個新建空檔案，將文字複製進去，就能快速實現差異比較了。
   • 再例如對git的功能進行擴充套件，增加一些專案檢視，僅檢視單個檔案的修改歷史，快速調取一個檔案任意兩個時間點的內容進行差異對比。

2 Python學習資料推薦

我只敢推薦我看過的資料，但優質的資源肯定不止這些，大家可以自己去發掘，不錯的資料可以分享出來讓更多人知道。

3 程式設計技巧

3.1 軟體安裝

1. 本文提及部分檔案可在此處下載 。
2. 下載Python3.6（建議裝windows64位版：python-3.6.4-amd64.exe）
   • 要勾選下方的“Add Python 3.6 to PATH”，把python加入環境變數。
   • 如果已經安裝了舊版，例如3.6.2，會有更新安裝的選項，不用解除安裝舊版。
3. pip加速
   • 使用“pip install”安裝Package的時候，預設的國外映象速度特別慢，可以通過修改為國內映象加速。參考資料。
   • 下載附件裡的“pip”資料夾，放到個人目錄裡，例如我的使用者名稱是kzche，則放到：‪C:\Users\kzche\pip\pip.ini。
4. IDE推薦PyCharm，pycharm視訊教程
   • 我喜歡深色的配色方案： File/Settings/Appearance & Behavior/Appearance/Theme/Darcula
   • 修改建立python指令碼檔案時的模板：我的python模板，參考資料
   • 設定Python直譯器，以及可以管理Package：
   • 開啟一個專案後，可以關閉不需要的目錄的索引index，加快專案載入速度： File/Settings/Project: YourProjectName/Project Structure/Right click on folder and press “Excluded”
   • View / Tool Windows / Structure，可以開啟程式碼結構檢視工具。

3.2 程式碼風格規範

在PyCharm，可以用Ctrl + Shift + Alt + L，對程式碼格式化，剩下還有下圖這種下劃線提示的，滑鼠移過去，會提示你的程式碼有什麼瑕疵，一般是一些PEP8規範。

關於PEP8，至少要了解命名規範：變數函式名lower_with_under，類名CapWords，常量CAPS_WITH_UNDER。

很多下劃線問題，都可以把滑鼠游標停留在上面，按Alt + Enter，不少問題IDE會幫忙自動修正，或者彈出多種參考修正方案的選單。

3.3 註釋等程式碼塊

作為規範的工程開發，一個python程式碼檔案的開頭不應該直接就寫import，而是要寫兩個東西：編碼與作者資訊，文件註釋。

灰色部分，第1~5行：

• 第1行：是讓linux系統知道這是一個python3檔案
• 第2行：告知解析程式本檔案文字採用的編碼格式
• 第3~5行：程式碼作者和聯絡郵箱，作者可以有多人，以及檔案的建立或更新時間。 有需要的話還可以增加"# @Version : v.0.0"記錄版本資訊。

這塊程式碼除了用PyCharm設定py檔案模板的方法，在新建.py檔案時自動生成。也可以用搜狗輸入法設定"自定義短語"，用輸入法設定巨集的好處是不用侷限於IDE，在任何地方都能用。還可以用這個方法設定很多常用程式碼塊。

綠色部分，第7~18行：

Python有一種獨一無二的的註釋方式：使用文件字串(Docstring)，文件字串是包、模組、類或函式裡的第一個語句，這些字串可以通過物件的__doc__成員被自動提取，並且被pydoc所用。

每個檔案的開頭，最好有一段其文件介紹。定義函式等時也是同理：

def strwidth(s):
    """string width
    中英字串實際寬度
    
    >>> strwidth('ab')
    2
    >>> strwidth('a⑪中⑩')
    7

    ⑩等字元的寬度還是跟字型有關的，不過在大部分地方好像都是域寬2，目前演算法問題不大
    """
    try:
        res = len(s.encode('gbk'))
    except UnicodeEncodeError:
        count = len(s)
        for x in s:
            if ord(x) > 127:
                count += 1
        res = count
    return res

3.4 文件測試

上述strwidth用到了“>>>”，它既是一份簡潔清晰易懂的示例文件，也是一份“單元測試”，這是Python特有的“文件測試”功能。（廖雪峰文件測試基礎）

在PyCharm可以非常方便地執行一個檔案中的所有文件測試：

其中第③步具體設定方法：

Tips：

• 在文件測試中的程式碼，IDE也是能識別，進行智慧編輯、程式碼補全提示的。
• 有時候不用顯式的配置doctest，PyCharm會智慧識別檔案執行文件測試，甚至游標停留在函式、類裡面，可以單獨測試一個物件的測試樣例。

3.5 程式碼的查詢與重新命名

Ctrl+滑鼠左鍵(點選物件)，可以跳轉到物件的定義處； 在物件右鍵，也有"Refactor"可以對物件進行批量重新命名。 但有時候IDE的功能無法滿足我們的需求，又或Refactor有時候會無效。

關於查詢，我們可以藉助全文搜尋軟體：FileLocator。

在專案重構中，時常需要大量的文字替換工作。可以自己寫一個指令碼工具，遍歷檔案進行批量替換，但直接替換存在很大的風險隱患，此時可以結合Beyond Compare等軟體進行替換效果預覽，具體操作方法後續會補充介紹文章。

3.6 小段程式碼測試與分享

1. 在專案中需要測試一小段語法或程式碼功能時，可以直接在PyCharm左下角開啟一個Python控制檯：
2. 需要將自己的程式碼展示給他人看時（向他人請教自己的程式碼問題時），避免冗長，換行，無縮排，無高亮等問題給他人閱讀程式碼時帶來的不便。 可以用：https://paste.ubuntu.com/ 。 不過這是公開網站，不要放涉及技術洩密的程式碼。
3. 還可以使用線上程式設計網站，進行程式碼測試，開發小程式、程式碼分享。

4 筆記整理

1. 問問題的時候，要整理MWE（作者Liam Huang）：
   • MWE是Minimal Working Example 的縮寫，意思是「最⼩⼯作⽰例」。顧名思義，最⼩⼯作⽰例的特點有三： 簡短不包含與問題⽆關的程式碼⽚段； 工作能夠獨⽴運⾏於他⼈的計算機上，⽽不需要再新增額外的程式碼； 示例在他⼈計算機上的運⾏結果，能完整地再現你所遇到的問題。
   • 不僅是問問題，我們在整理筆記，知識點的時候，道理是相通的， 例如下列兩段程式碼，即簡介地演示了遇到的問題，在註釋裡寫出程式執行會得到的結果，也演示瞭解決方案的程式碼：
2. 可以參考Python 標準庫官方文件 的目錄結構進行分類整理，例如下圖是我依據官方文件，對文書處理等方面的筆記結構，新增一些相關的第三方庫chardet、ahocorasick、Levenshtein。
3. 儘可能用表格、圖片、思維導圖的形式代替純文字描述。使用純文字時，也可以配合列表、縮排、顏色等格式豐富表達內容。
   • 例如使用正則庫re匹配的Match物件，所有的類成員變數有： m = re.search(r'(\d{6})-(\d{6})', '2018暑假高數高二選修2-1（教師版） 180526-091500.pdf')
4. 參考文獻：所有不是自己寫的內容，借鑑參考了的資料，都要附上介紹或連結，這不僅是尊重別人的勞動成果，也方便日後遇到細節問題，查閱原文複核。
5. 線上Jupyter，便於建立和共享文學化程式文件，支援實時程式碼，數學方程，視覺化和 markdown。對我們工程開發來說可能實用價值不大，不過這也是很流行的一個工具，可以瞭解下。例如在資料分析工作中，可以邊寫程式碼，邊寫解釋，邊作圖，專案完成後既是一份程式碼，也是一份文件筆記。