Python從入門到全棧開發（簡體書）

本書從實際項目出發，以Python為主要編程語言從基礎知識到高級編程、從前端開發到後端開發，全面系統的闡述在Python實際項目開發過程中所需用的到各種技術及相關知識。

全書共分為3篇：第1篇為入門篇（第1和2章），入門篇詳細講解Python編程語言的基礎知識，包括Python編輯器PyCharm的使用、Python的變量及標識符、數據類型、運算符、行和縮進、條件語句、循環語句、函數、面向物件編程、錯誤和異常、模塊及常用模塊的使用、包的使用、迭代器、生成器、裝飾器、多進程與多線程。

第2篇為應用篇（第3章~第6章），應用篇詳細講解Python與第三方軟件的結合及實際使用，包括Python對MySQL的操作、對MongoDB的操作、對Redis的操作、使用Python爬取網頁內容、爬取App內容、常見數據分析與可視化包NumPy、Pands、matplotlib的使用、Python與前端交互等。

第3篇為實戰篇（第7章~第8章），實戰篇詳細講解Flask框架的使用，並通過開發一個短視頻數據平臺將前文所學的全部技術內容應用在實際項目當中，使學以致用。除了開發項目之外，對項目的上線流程也做了詳細的講解，包括服務器的部署、域名設置、服務器的備案等。使所學的知識真正能用在實際項目當中。

本書可作為Python初學者入門書籍，也可作為從事Web開發或者數據分析技術人員及培訓機構的參考書籍。

錢超

瑞荊科技創始人，系統架構師、培訓師。51CTO、CSDN、網易云課堂入駐講師。長期從事各類互聯網項目的開發與管理工作。擁有十五年全棧開發、交付及項目和團隊管理經驗，知名開源商城系統作者，擁有多個中大型軟件著作權，包含App、Web和小程序及小遊戲，並獲得國家軟件專利認證。

隨著人工智能與大數據技術的興起，Python作為其主要編程語言近年來受到了極大的關注，甚至部分地區中小學開設了Python的編程課程。Python作為一門優秀的編程語言，其語法簡單、功能強大、易學易用等特點深受編程人員的喜愛。

Python不僅可以用於人工智能與大數據，其在桌面程序開發、Web編程、數據爬取、App接口等領域都有廣泛的應用，並且Python作為一個跨平臺的編程語言不僅可以運行在常見的Windows操作系統中，還可以運行在Linux、macOS等其他操作系統中，能夠做到一次開發到處運行。

本書從Python基礎知識開始講解，然後講解如何開發一個完整的實戰項目，最後講解如何將開發完畢的項目一步步發布到在線。其中涉及Python的編程基礎、數據存儲、數據可視化、數據爬取、Web前端技能、Web實戰項目的開發等，對Python應用所涉及的各個知識點都進行了詳細介紹，幫助讀者快速全面地掌握Python的開發技能。為了寫作本書，筆者查閱了大量的資料，使知識體系更加完整，知識面得以更大的擴展，獲益良多。

本書主要內容

第1章介紹Python編程語言的相關信息及Python編程語言常用編輯器PyCharm的下載及安裝。

第2章介紹Python編程語言的語言基礎，包括Python中變量及標識符的使用、數據類型和運算符的使用、Python的語法格式、條件和條件語句、函數、面向物件編程、錯誤和異常、模塊和包的使用、迭代器、生成器、裝飾器、多線程與多進程的使用等。

第3章介紹常見的數據庫程序的使用方法及如何通過Python操作這些數據庫，包括MySQL及SQL、MongoDB、Redis。

第4章介紹通過URLlib庫與requests庫如何爬取網頁數據和App數據，以及爬取App數據的方式和方法。

第5章介紹數據分析及可視化中常用的庫，包括NumPy庫、Pandas庫及Matplotlib庫等。

第6章介紹Web前端相關知識，包括HTML、CSS及JavaScript等，並且講解如何使用Python與前端頁面進行交互，包括數據之間的傳輸格式JSON及編寫API時如何測試API的有效性。

第7章主要介紹Python流行的Web開發框架Flask的相關知識，以及使用Flask框架開發一個完整的短視頻數據平臺。通過對該平臺的開發，可以將前面所學的相關知識和技能結合在一起，以實際落地的方式讓讀者切實地感受到所學的技能和知識點應用在何處。

第8章介紹如何將所開發的短視頻平臺一步步部署到正式的CentOS服務器上，並綁定域名及備案，使所開發的項目正式上線並對外服務。

閱讀建議

本書是一本基礎入門加項目實戰的書籍，既有豐富的示例，也包括詳細的操作步驟。本書通過從最基礎的開發工具的安裝使用開始，一直到最後完整的商業化項目的開發，一步一步由淺入深地幫助讀者輕鬆地掌握相關的知識點。除了示例代碼外，本書在每個重點知識點處都會給出完整的可運行的代碼，並且每行新知識點的代碼處都會有詳細的注釋，代碼前後都會有編寫代碼的思路及技巧，幫助讀者輕鬆快速地理解代碼的運行機制及代碼編寫的思想。

讀者在閱讀本書時，建議將入門篇通讀一遍，安裝好相應的開發工具及搭建好對應的開發環境，並跟著本書的案例將每個知識點的代碼在計算機上至少正確地運行一遍。在每節知識點學習完畢後，脫離本書後將當前章節知識點的代碼在計算機上至少正確地運行一遍，以便熟練地掌握Python的編程知識。

在閱讀應用篇時，建議將每個應用都正確地安裝到計算機上，並且能夠做到將每個應用通過本書所介紹的內容成功地在計算機上運行，該篇內數據庫的知識及前端的知識相對更加重要，需要將該篇知識熟練掌握，以便能夠在實戰篇中理解並開發出完整的項目。

在閱讀實戰篇時，需要仔細地閱讀項目的代碼，了解代碼的開發思想，掌握開發的基本要領，建議達到脫離本書後，能夠從頭至尾將項目代碼完整地編寫出來，或者能夠做到舉一反三，針對其他平臺開發出相應的數據分析平臺。

致謝

首先感謝清華大學出版社趙佳霓編輯的耐心指點，對她的專業深表佩服，在她的推動下完成了本書的出版。

還要感謝筆者的家人，感謝筆者的父母、岳父母及所有對筆者關心和提供幫助的親朋好友，大家的鼓勵及幫助給了筆者寫作的力量。最後也祝願筆者的孩子（仔仔）健康快樂地成長。

由於時間倉促，書中難免存在不妥之處，敬請讀者見諒，並提出寶貴意見。

錢超

2022年3月

目錄

入 門 篇

第1章 初識Python (23min)

1.1 Python簡介

1.1.1 相關平臺

1.1.2 TIOBE排行

1.2 Python運行環境的下載及安裝

1.2.1 Python的版本選擇

1.2.2 Python的安裝及注意事項

1.3 PyCharm 的下載及安裝

1.3.1 PyCharm 的簡單使用

1.3.2 配置PyCharm

第2章 Python的語言基礎(241min)

2.1 變量及標識符

2.2 數據類型

2.2.1 Number(數字)

2.2.2 String(字符串)

2.2.3 List(列表)

2.2.4 Tuple(元組)

2.2.5 Dictionary(字典)

2.2.6 Set(集合)

2.2.7 Bool(布爾)

2.3 運算符

2.4 Python中的縮進

2.5 條件和條件語句

2.6 循環語句

2.7 函數

2.7.1 函數的定義

2.7.2 函數的調用

2.7.3 函數中的參數

2.7.4 匿名函數

2.7.5 返回值

2.7.6 內置函數

2.8 面向物件

2.9 錯誤和異常

2.10 模塊

2.10.1 導入模塊

2.10.2 入口文件

2.10.3 包

2.11 常用模塊

2.11.1 os模塊

2.11.2 sys模塊

2.11.3 time模塊

2.11.4 datetime模塊

2.11.5 random 模塊

2.12 使用第三方包

2.13 迭代器、生成器、裝飾器

2.13.1 迭代器

2.13.2 生成器

2.13.3 裝飾器

2.14 多進程與多線程

2.14.1 線程與線程模塊

2.14.2 使用threading創建線程

2.14.3 線程同步

2.14.4 守護線程

2.14.5 進程與進程模塊

2.14.6 使用multiprocessing創建進程

2.14.7 進程同步

2.14.8 進程池

2.14.9 進程間通信

2.14.10 分布式進程

應 用 篇

第3章 Python操作數據庫(80min)

3.1 MySQL簡介及安裝

3.1.1 MySQL簡介

3.1.2 MySQL特性

3.1.3 MySQL安裝

3.1.4 MySQL可視化工具

3.1.5 MySQL基礎

3.2 SQL

3.3 使用Python操作MySQL

3.3.1 MySQL操作模塊

3.3.2 使用Python操作MySQL

3.4 MongoDB簡介及安裝

3.4.1 MongoDB簡介

3.4.2 MongoDB特性

3.4.3 MongoDB安裝

3.4.4 MongoDB可視化工具

3.4.5 MongoDB基礎

3.5 MongoDB操作語法

3.6 使用Python操作MongoDB

3.6.1 MongoDB操作模塊

3.6.2 使用Python操作MongoDB

3.7 Redis簡介及安裝

3.7.1 Redis簡介

3.7.2 Redis安裝

3.7.3 Redis可視化工具

3.7.4 Redis基礎

3.8 Redis操作語法

3.9 使用Python操作Redis

3.9.1 Redis操作模塊

3.9.2 使用Python操作Redis

第4章 Python爬蟲入門(78min)

4.1 爬取網頁數據

4.1.1 網頁的構成

4.1.2 內容截取

4.1.3 網頁請求

4.1.4 爬蟲約束

4.1.5 urllib庫

4.1.6 requests庫

4.1.7 數據解析beautiful Soup4

4.2 爬取App數據

4.2.1 分析App數據

4.2.2 請求App數據

第5章 Python數據分析與可視化(22min)

5.1 NumPy

5.1.1 NumPy簡介及安裝

5.1.2 NumPy數組屬性

5.1.3 NumPy創建數組

5.1.4 NumPy切片索引及迭代

5.1.5 操作數組

5.1.6 NumPyIO

5.2 Pandas

5.2.1 Pandas簡介及安裝

5.2.2 Series

5.2.3 DataFrame

5.2.4 常用操作

5.2.5 讀寫Excel

5.3 Matplotlib

5.3.1 折線圖

5.3.2 散點圖

5.3.3 柱狀圖

5.3.4 餅圖

5.3.5 泡泡圖

5.3.6 等高線

第6章 Python與前端交互(25min)

6.1 前端開發工具

6.2 HTML基礎

6.2.1 HTML根元素

6.2.2 HTML文檔元素

6.2.3 HTML分區根元素

6.2.4 HTML內容分區元素

6.2.5 HTML文本元素

6.2.6 HTML內聯文本語義

6.2.7 HTML圖片及多媒體元素

6.2.8 HTML內嵌內容元素

6.2.9 HTML腳本元素

6.2.10 HTML表格元素

6.2.11 HTML表單元素

6.3 CSS基礎

6.3.1 CSS寫法

6.3.2 基本選擇器

6.3.3 擴展選擇器

6.3.4 常用樣式屬性

6.3.5 盒子模型

6.4 JavaScript基礎

6.4.1 第1個JavaScript程序

6.4.2 JavaScript基礎語法

6.4.3 JavaScript操作DOM

6.4.4 AJAX

6.4.5 常用事件

6.4.6 jQuery

6.5 JSON

6.6 接口編寫及測試

6.6.1 創建服務器

6.6.2 編寫登錄API

6.6.3 使用POSTMAN 測試接口

實 戰 篇

第7章 Python Web開發實戰(28min)

7.1 Flask基礎知識

7.1.1 Flask安裝

7.1.2 路由

7.1.3 請求方式

7.1.4 JSON 處理

7.1.5 文件上傳

7.1.6 模板

7.1.7 Cookie

7.1.8 Session

7.2 ECharts圖表

7.2.1 使用ECharts

7.2.2 折線圖

7.2.3 散點圖

7.2.4 餅圖

7.2.5 K線圖

7.2.6 異步獲取與實時更新數據

7.3 使用Flask開發短視頻數據平臺

7.3.1 系統規劃

7.3.2 數據庫設計

7.3.3 模板製作…

7.3.4 程序開發…

第8章 Python項目的部署(17min)

8.1 CentOS基礎

8.1.1 CentOS文件結構

8.1.2 CentOS常用命令

8.1.3 Shell腳本基礎

8.1.4 CentOS防火墻設置

8.1.5 SSH 工具

8.2 CentOS的應用部署

8.2.1 安裝Python

8.2.2 安裝MySQL

8.2.3 服務器監控

8.3 Flask高並發部署

8.3.1 部署架構

8.3.2 安裝虛擬環境

8.3.3 安裝所需模塊

8.3.4 安裝Nginx

8.4 系統上線流程

8.4.1 域名與云服務器

8.4.2 服務器備案…