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编辑推荐
Python是一门很绝妙的编程语言,它快速、灵活且内置了丰富的标准库,已经用于越来越多的不同行业。通常,大多数关于Python的书都会教读者这门语言的基础知识,但是掌握了这些基础知识后,读者在设计自己的应用程序和探索实践时仍需要完全靠自己。本书则不同,它介绍了如何利用Python有效地解决问题,以及如何构建良好的Python应用程序。
从本书中读者将学到什么
●杰出实践:书中给出了构建应用程序时可参考的方法和建议,帮助读者充分利用Python的特性,构建不会过时的应用程序。如果读者正在做一些东西,可以立刻应用本书中提及的技术去改进自己当前的工作。
●解决问题:书中介绍了测试、移植、扩展Python应用程序和库等方面的实际问题并提供了相应的解决方案,还介绍了一些非常好的小技巧,讨论了一些长期维护软件的策略。
●语言的内部机制:书中阐述了Python语言的一些内部机制,帮助读者更好地理解如何开发更高效的代码,并获得对这门语言内部工作原理更深刻的洞察力。
●专家访谈录:书中包含多篇对不同领域专家的访谈,让读者可以从开源社区和Python社区的知名黑客那里获得意见、建议和技巧。
内容简介
这不是一本常规意义上Python的入门书。这本书中没有Python关键字和for循环的使用,也没有细致入微的标准库介绍,而是完全从实战的角度出发,对构建一个完整的Python应用所需掌握的知识进行了系统而完整的介绍。更为难得的是,本书的作者是开源项目OpenStack的PTL(项目技术负责人)之一,因此本书结合了Python在OpenStack中的应用进行讲解,非常具有实战指导意义。
本书从如何开始一个新的项目讲起,首先是整个项目的结构设计,对模块和库的管理,如何编写文档,进而讲到如何分发,以及如何通过虚拟环境对项目进行测试。此外,本书还涉及了很多高级主题,如性能优化、插件化结构的设计与架构、Python 3的支持策略等。本书适合各个层次的Python程序员阅读和参考。
作者简介
作者简介
Julien Danjou 具有12年从业经验的自由软件黑客。拥有多个开源社区的不同身份:Debian开发者、Freedesktop贡献者、GNU Emacs提交者、awesome窗口管理器的创建者以及OpenStack Ceilometer项目的技术主管。近年,他经常使用Python,尤其是在参与了OpenStack(云计算平台)的开发之后。在此期间,他有机会与许多杰出的黑客一起工作。
译者简介
王飞龙 OpenStack Glance项目和Zaqar项目的核心开发人员。曾任职于IBM,从事系统管理软件和云计算的开发工作,现居住在新西兰,专注于OpenStack开发。
目录
目录
第1章 项目开始 1
1.1 Python版本 1
1.2 项目布局 2
1.3 版本编号 3
1.4 编码风格与自动检查 5
1.5 Joshua Harlow访谈 8
第2章 模块和库 13
2.1 导入系统 13
2.2 标准库 17
2.3 外部库 18
2.4 框架 20
2.5 Doug Hellmann访谈 21
第3章 管理API变化 27
第4章 时区陷阱 35
第5章 文档 39
5.1 Sphinx和reST入门 40
5.2 Sphinx模块 41
5.3 扩展Sphinx 44
第6章 分发 47
6.1 简史 47
6.2 使用pbr打包 49
6.3 Wheel格式 51
6.4 包的安装 52
6.5 和世界分享你的成果 53
6.6 Nick Coghlan访谈 58
6.7 入口点 59
6.7.1 可视化的入口点 60
6.7.2 使用控制台脚本 61
6.7.3 使用插件和驱动程序 63
第7章 虚拟环境 67
第8章 单元测试 71
8.1 基础知识 71
8.2 fixture 78
8.3 模拟(mocking) 79
8.4 场景测试 83
8.5 测试序列与并行 87
8.6 测试覆盖 91
8.7 使用虚拟环境和tox 93
8.8 测试策略 97
8.9 Robert Collins访谈 98
第9章 方法和装饰器 101
9.1 创建装饰器 101
9.2 Python中方法的运行机制 107
9.3 静态方法 109
9.4 类方法 110
9.5 抽象方法 111
9.6 混合使用静态方法、类方法和抽象方法 112
9.7 关于super的真相 115
第10章 函数式编程 119
10.1 生成器 120
10.2 列表推导 124
10.3 函数式函数的函数化 125
第11章 抽象语法树 133
11.1 用抽象语法树检查来扩展flake8 136
11.2 Hy 141
11.3 Paul Tagliamonte访谈 143
第12章 性能与优化 149
12.1 数据结构 149
12.2 性能分析 151
12.3 有序列表和二分查找 156
12.4 namedtuple和slots 158
12.5 memoization 163
12.6 PyPy 165
12.7 通过缓冲区协议实现零复制 166
12.8 Victor Stinner访谈 171
第13章 扩展与架构 175
13.1 多线程的注意事项 175
13.2 多进程与多线程 177
13.3 异步和事件驱动架构 179
13.4 面向服务架构 181
第14章 RDBMS和ORM 185
14.1 用Flask和PostgreSQL流化数据 188
14.2 Dimitri Fontaine访谈 193
第15章 Python 3支持策略 201
15.1 语言和标准库 202
15.2 外部库 205
15.3 使用six 205
第16章 少即是多 209
16.1 单分发器 209
16.2 上下文管理器 214
第17章 延伸阅读 217
《Python高手之路 第3版》是一本旨在帮助Python开发者从入门到精通的进阶指南。本书并非罗列Python基础语法,而是深入探讨Python在实际开发中遇到的挑战,提供解决问题的策略和最佳实践。从第一章开始,我们就将带领读者踏上一条精炼、高效的Python编程之路,重点关注那些决定代码质量、项目成败的关键技术和理念。 第一部分:夯实基础,迈向精深 在开始高级话题之前,本书第一部分将对Python的某些核心概念进行一次深入的梳理与升华。我们认为,许多开发者在掌握了基本的“能跑就行”后,在面对复杂场景时会遇到瓶颈,原因往往在于对Python底层机制的理解不够透彻。 Python的内存管理与垃圾回收机制: 许多语言都涉及内存管理,但Python的自动内存管理机制有着其独到之处。我们将详细解析Python的引用计数、分代垃圾回收等工作原理。理解这些,不仅能帮助开发者写出更健壮的代码,避免内存泄漏,还能在性能调优时找到关键点。我们会通过实例演示,说明在什么情况下需要关注内存,以及如何借助工具进行分析。 GIL(全局解释器锁)的真相与应对: GIL是Python并发编程中一个绕不开的话题。本书将深入剖析GIL的产生原因、其对多线程性能的影响,以及各种绕过或规避GIL限制的方法。我们将对比多进程、多线程、异步IO在不同场景下的适用性,并提供实际代码示例,帮助读者根据具体需求选择最适合的并发模型。 Python的元编程与装饰器深度解析: 元编程是Python语言的强大之处,而装饰器是元编程中最常用、最优雅的实现方式之一。我们将从装饰器的工作原理讲起,逐步深入到类装饰器、装饰器工厂,以及如何编写功能强大的通用装饰器。这部分内容对于构建可复用的代码库、实现AOP(面向切面编程)至关重要。 上下文管理器与生成器的高级应用: `with`语句和生成器在Python中扮演着重要的角色,它们能极大地简化资源管理和迭代操作。本书将超越简单的使用,探讨如何自定义上下文管理器以管理数据库连接、文件句柄等资源,以及如何利用生成器实现高效的数据流处理和惰性计算。 第二部分:构建健壮、高效的Python应用 一旦基础稳固,我们就进入实际应用层面,探讨如何构建可维护、高性能的Python应用程序。 深入理解Python的数据结构与算法: 除了内置的列表、字典等,本书还将介绍Python中常用的第三方数据结构库,例如`collections`模块中的`deque`、`Counter`、`defaultdict`等,以及如何根据场景选择最合适的数据结构以优化算法效率。我们还将涉及一些经典的算法问题,并展示如何用Python高效地实现它们。 Python性能优化策略与工具: 性能是衡量一个应用程序好坏的重要标准。本书将系统地介绍Python的性能瓶颈分析方法,包括使用`timeit`、`cProfile`等内置工具,以及`memory_profiler`等第三方库。我们将深入讲解代码级别的优化技巧,如向量化操作(利用NumPy)、避免不必要的对象创建、利用缓存等,并引导读者理解何时需要将部分计算密集型任务迁移到C/C++等更底层的语言中。 Pythonic的编程风格与代码组织: “Pythonic”不仅仅是写出能运行的代码,更是写出清晰、简洁、易于理解和维护的代码。本书将强调Python的“Pythonic”之道,包括列表推导式、生成器表达式、迭代器协议、函数式编程的思想等。我们将探讨模块化设计、包的组织结构,以及如何编写高质量的文档字符串(docstring),使代码更容易被他人理解和复用。 并发与并行编程: 在多核处理器日益普及的今天,有效利用多核能力是提升程序性能的关键。本书将详细讲解Python的并发与并行编程技术。除了前述的GIL分析,我们还将深入研究`multiprocessing`模块,实现真正的并行计算;探讨`asyncio`库,实现高效的异步IO操作,特别适用于网络编程和I/O密集型任务。我们将通过实际案例,指导读者如何在不同场景下选择合适的并发模型,并实现高性能的网络服务或数据处理流程。 第三部分:Python在复杂项目中的实践 本书的第三部分将聚焦于Python在实际复杂项目中的应用,涵盖了更广泛的领域和更深入的技术。 Web开发框架的深入探索: 无论是Django还是Flask,现代Python Web开发都离不开强大的框架。本书将超越框架的入门教程,深入剖析其核心设计思想、工作原理以及高级用法。我们将探讨如何构建可扩展、安全的RESTful API,如何进行数据库ORM(对象关系映射)的最佳实践,以及如何应对高并发场景下的Web应用性能问题。 数据科学与机器学习的Python实践: Python已成为数据科学和机器学习领域的事实标准。本书将重点介绍NumPy、Pandas、Matplotlib、Scikit-learn等核心库的进阶用法。我们将演示如何进行高效的数据清洗、特征工程、模型训练与评估,并结合实际数据集,讲解如何构建预测模型、分类模型等。虽然不直接提供机器学习算法的底层实现,但会侧重于如何利用Python工具链高效地完成数据科学任务。 测试、部署与持续集成: 软件质量离不开完善的测试体系。本书将详细介绍Python的单元测试、集成测试、端到端测试策略,并重点介绍`unittest`和`pytest`这两个强大的测试框架。同时,我们还会触及Python应用的部署方案,包括虚拟环境管理、Docker容器化,以及如何结合CI/CD(持续集成/持续部署)流程,实现自动化构建、测试和部署,从而提升开发效率和软件质量。 Python与其他语言的交互: 在大型项目中,Python往往需要与C/C++、Java等其他语言进行交互。本书将介绍`ctypes`、`Cython`、`SWIG`等工具,展示如何将高性能的C/C++库集成到Python项目中,或者将Python代码打包成可被其他语言调用的模块。这对于性能敏感的应用或需要复用现有底层库的场景至关重要。 《Python高手之路 第3版》并非一本速成手册,而是一份伴随开发者成长的路线图。它鼓励读者思考,理解“为什么”,而不仅仅是“怎么做”。通过本书的学习,您将能够写出更高效、更健壮、更易于维护的Python代码,自信地应对更复杂的编程挑战,最终成为一名真正的Python技术专家。