简明Python教程笔记

转自http://hellosure.github.io/python/2014/11/11/python/

Bruce Eckel著名的《Thinking in Java》和《Thinking in C++》的作者。他说没有一种语言比得上Python使他的工作效率如此之高。同时他说Python可能是唯一一种旨在帮助程序员把事情弄得更加简单的语言。

看了之后发现swift像谁了——python
一些知识点
弱类型，变量不需要类型声明。动态语言，非编译语言。 通过type()方法可以获取变量的类型。 True/False首字母必须大写。

[]是可以变更的列表。 ()是常量列表，不能再变更，可以把字符串理解为字符的常量列表。 另外函数return的时候是可以返回常量列表的，也就是元祖的含义。 比如：return a,b,c相当于是return (a,b,c)。

python中的null是None

range(x)：新建一个列表，元素都是整数，从0开始，下一个元素比前一个大1， 直到上限为x （不包括该上限本身）

单引号和双引号没有区别，'''是多行注释。

主程序位于__main__命名空间

支持try-except，思想是：允许错误发生，但是会去处理。

pass表示空语句。

dump()序列化，load()反序列化。

创建对象不需要new，python自动会调用__init__()方法协助创建对象。

python要求每个类中方法的第一个参数都是self，无论是否会用到，都必须在定义中指出。

子类会得到父类中所有属性，python里没有复杂的访问权限。

如果想以python字典的方式存放大量数据，可以考虑mongoDB或couchDB

不要在python中使用线程。

支持函数式编程

new_array = []

for item in old_array:
  new_array.append(doSomething(item))
实现的功能是，创建一个新数组，然后将旧数组中每个元素做一个转换放入新数组。 可以用下面一句话表示：

new_array = [doSomething(item) for item in old_array]
函数式编程需要从里向外读代码。

Web开发

Django vs Ruby on Rails vs Play

范围引用

s1[0:-1]： 获取列表的第一个元素到最后一个元素（-1表示最后一个元素），并且不包含最后一个元素（范围引用是开闭区间）

s1[0:5:2]：从下标0到下标4 (开闭区间，下标5不包括在内)，每隔2取一个元素 （2表示步长，即获取了下标为0，2，4的元素）

参数传递

将一个整数变量传递给函数，函数对它进行操作，但原整数变量a不发生变化。

将一个表传递给函数，函数进行操作，原来的表b发生变化。

对于基本数据类型的变量，变量传递给函数后，函数会在内存中复制一个新的变量，从而不影响原来的变量。（我们称此为值传递）

但是对于表来说，表传递给函数的是一个指针，指针指向序列在内存中的位置，在函数中对表的操作将在原有内存中进行，从而影响原有变量。 （我们称此为指针传递）。事实上，list本质上是一个类。

文件操作非常方便

f = open(name, "r")

line = f.readline()

f.write('abc')

f.close()
模块

一个.py文件就构成一个模块。通过模块，你可以调用其它文件中的程序，需要import。

原始python服务器
socket服务器与框架

在当今Python服务器框架 (framework, 比如Django, Twisted, web.py等等) 横行的时代，从底层的socket开始写服务器似乎是一个出力不讨好的笨方法。框架的意义在于掩盖底层的细节，提供一套对于开发人员更加友好的API，并处理诸如MVC的布局问题。框架允许我们快速的构建一个成型而且成熟的Python服务器。然而，框架本身也是依赖于底层(比如socket)。对于底层socket的了解，不仅可以帮助我们更好的使用框架，更可以让我们明白框架是如何设计的。更进一步，如果拥有良好的底层socket编程知识和其他系统编程知识，你完全可以设计并开发一款自己的框架。如果你可以从底层socket开始，实现一个完整的Python服务器，支持用户层的协议，并处理好诸如MVC(Model-View-Control)、多线程(threading)等问题，并整理出一套清晰的函数或者类，作为接口(API)呈现给用户，你就相当于设计了一个框架。

socket接口是实际上是操作系统提供的系统调用。socket的使用并不局限于Python语言，你可以用C或者JAVA来写出同样的socket服务器，而所有语言使用socket的方式都类似(Apache就是使用C实现的服务器)。就是说各种语言实现的socket服务器可以认为是没有区别的。

但是各种语言写的框架就有区别，不能跨语言的使用框架。框架的好处在于帮你处理了一些细节，从而实现快速开发，但同时受到Python本身性能的限制。

注意socket服务器是比框架更底层的概念，这两者是不同的，socket服务器是语言无关的纯面向操作系统的，而框架是掩盖了socket等底层细节，它为了方便开发者搭建网站的。
TCP/IP和socket

socket是进程间通信的一种方法 (参考Linux进程间通信)，它是基于网络传输协议的上层接口。socket有许多种类型，比如基于TCP协议或者UDP协议(两种网络传输协议)。其中又以TCP socket最为常用。TCP socket与双向管道(duplex PIPE)有些类似，一个进程向socket的一端写入或读取文本流，而另一个进程可以从socket的另一端读取或写入，比较特别是，这两个建立socket通信的进程可以分别属于两台不同的计算机。所谓的TCP协议，就是规定了一些通信的守则，以便在网络环境下能够有效实现上述进程间通信过程。双向管道(duplex PIPE)存活于同一台电脑中，所以不必区分两个进程的所在计算机的地址，而socket必须包含有地址信息，以便实现网络通信。一个socket包含四个地址信息: 两台计算机的IP地址和两个进程所使用的端口(port)。IP地址用于定位计算机，而port用于定位进程 (一台计算机上可以有多个进程分别使用不同的端口)。

socket是为了实现位于不同计算机（即IP）上的两个进程（即port）完成进程间通信，根据传输层协议的不同可以分为TCP socket和UDP socket。
TCP socket

在Python中，我们使用标准库中的socket包来进行底层的socket编程。

首先是服务器端，我们使用bind()方法来赋予socket以固定的地址和端口，并使用listen()方法来被动的监听该端口。当有客户尝试用connect()方法连接的时候，服务器使用accept()接受连接，从而建立一个连接的socket：

# Server side
import socket

# Address
HOST = '192.168.101.184'
PORT = 8088

reply = 'Yes'

# Configure socket
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
s.bind((HOST, PORT))

# passively wait, 3: maximum number of connections in the queue
s.listen(3)
# accept and establish connection
conn, addr = s.accept()
# receive message
request = conn.recv(1024)

print 'request is: ',request
print 'Connected by', addr
# send message
conn.sendall(reply)
# close connection
conn.close()
socket.socket()创建一个socket对象，并说明socket使用的是IPv4(AF_INET，IP version 4)和TCP协议(SOCK_STREAM)。

然后用另一台电脑作为客户，我们主动使用connect()方法来搜索服务器端的IP地址(在Linux中，你可以用$ifconfig来查询自己的IP地址)和端口，以便客户可以找到服务器，并建立连接:

# Client side
import socket

# Address
HOST = '192.168.101.184'
PORT = 8088

request = 'can you hear me?'

# configure socket
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
s.connect((HOST, PORT))

# send message
s.sendall(request)
# receive message
reply = s.recv(1024)
print 'reply is: ',reply
# close connection
s.close()
在上面的例子中，我们对socket的两端都可以调用recv()方法来接收信息，调用sendall()方法来发送信息。这样，我们就可以在分处于两台计算机的两个进程间进行通信了。当通信结束的时候，我们使用close()方法来关闭socket连接。

运行结果是：

服务端显示request is: can you hear me?
Connected by ('192.168.101.184',51049)
客户端显示reply is: Yes
这就是最基本的socket服务器，监听端口然后给出响应。从原来学C的时候就开始接触这种基本的写法了。
基于TCP socket的HTTP服务器

上面的例子中，我们已经可以使用TCP socket来为两台远程计算机建立连接。然而，socket传输自由度太高，从而带来很多安全和兼容的问题。我们往往利用一些应用层的协议(比如HTTP协议)来规定socket使用规则，以及所传输信息的格式。

HTTP协议利用请求-回应(request-response)的方式来使用TCP socket。客户端向服务器发一段文本作为request，服务器端在接收到request之后，向客户端发送一段文本作为response。在完成了这样一次request-response交易之后，TCP socket被废弃。下次的request将建立新的socket。request和response本质上说是两个文本，只是HTTP协议对这两个文本都有一定的格式要求。

import socket

# Address
HOST = '192.168.101.184'
PORT = 8088

# Prepare HTTP response
text_content = '''HTTP/1.x 200 OK 
Content-Type: text/html

<head>
<title>WOW</title>
</head>
<html>
<p>Wow, Python Server</p>
<IMG src="test.jpg"/>
</html>
'''

# Read picture, put into HTTP format
f = open('test.jpg','rb')
pic_content = '''
HTTP/1.x 200 OK 
Content-Type: image/jpg

'''
pic_content = pic_content + f.read()
f.close()

# Configure socket
s    = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
s.bind((HOST, PORT))

# infinite loop, server forever
while True:
    # 3: maximum number of requests waiting
    s.listen(3)
    conn, addr = s.accept()
    request = conn.recv(1024)
    method = request.split(' ')[0]
    src = request.split(' ')[1]

    # deal with GET method
    if method == 'GET':
        # ULR   
        if src == '/test.jpg':
            content = pic_content
        else: content = text_content

        print 'Connected by', addr
        print 'Request is:', request
        conn.sendall(content)
    # close connection
    conn.close()