从Python开始学编程

　　本书以Python 为样本，不仅介绍了编程的基本概念，还着重讲解了编程语言的范式（面向过程、面向对象、面向函数），并把编程语言的范式糅在Python 中，让读者不仅学会Python，未来在学习其他编程语言时也变得更加容易。

　　作者曾从事图像处理和高性能运算方面的科研，现从事智能硬件和畜牧大数据方面的创业。个人的技术博客点击量超400万，写作有Python、 Java、Linux，网络协议和数据科学方面的教程。

　　这本书会告诉你什么是字字珠玑，真的超级好读。

　　从编程和Python的历史开讲，这些小历史不仅有助于学习Python，对学习其他编程也超级有用，重点是，讲的太生动啦。

　　接着又讲了Python的基础，运算、函数、参数、循环、对象……都有讲，附上代码，学完再写个小爬虫。

　　从读博士起，我对编程的兴趣忽然浓厚起来。当时做大规模并行运算，需要自己写很多程序和脚本。作为新进研究组的新人，我自觉负担起很多写程序的活儿。写得多了，兴趣也变得浓厚。

　　那个时候抓紧一切机会学习编程。在我读博的研究所里，有一位英国教授也喜欢编程。她叫爱玛·希尔（Emma Hill），教我们用编程语言处理地球科学的数据。有一天，我路过她的办公室。她问我最近的学习进度。

　　“准备学Perl 呢，”我回答说，“感觉Perl 在地理领域应用很广。”

　　“你为什么不学学Python 呢？”爱玛问我，“这门语言发展很快。你学会了或许可以教教我。”

　　我之前听过Python 的一些传闻，比如那句著名的“人生苦短，我用Python”。但我担心Python 在地球科学研究方面不如Perl 积累深厚。有了爱玛的鼓励，我下定决心去研究Python。Python 学起来确实很快。没过多久，我就可以用Python 来解决我在科研中遇到的大部分问题了。记忆比较深刻的是，有一次下载来自美国研究所的一批气象数据。我用PythonIV 从Python 开始学编程中的多线程并发下载，创造了大学中网络传输的纪录。学习加实践，让我爱上了这门语言。

　　随后，我开始写一系列博客，记录自己学习Python 的过程。这一系列的文章叫“Python 快速教程”。我想在这些文章中呈现出Python 简单易学的特点，以便让更多的人也来享受编程的乐趣。在写作过程中我意识到，要想讲明白一门编程语言，还要引入额外的背景知识。我的编程博客也从Python 开始，拓展到网络协议、操作系统、算法、数据分析等方面。写的时间越长，收获的读者也越来越多。每当有人告诉我看着我的文章学会编程时，我总会感到惊喜。因此，我非常感谢爱玛给我推开的这扇门。

　　完成博士学业之后，我需要在科研和编程之间选择。由于编程带给我的美好体验，我毫不犹豫地选择了编程。将近三十岁的我，和二十出头的年轻人一起做产品、调试、debug。我必须要非常努力，才能赶上这群富有天赋而精力旺盛的年轻人。但我并不觉得辛苦。辛苦是学习的台阶。在编程中，我享受着脑细胞的疯狂激活，享受着未知错误的折磨，以及苦苦思索之后的豁然开朗。更棒的是，我的伙伴总是以乐观的态度来看待技术，以享受的心态来享受编程。我从中受益良多。更何况，计算机浪潮已经并将继续改变世界。我很幸运，能加入浪潮中。

　　“Python 快速教程”得到了不少编辑的认可。他们希望我能把博客文章改编成一本书。写书当然是莫大的荣幸，我很感谢每一位编辑的赏识。可在博士学业的压力下，我能抽出的时间实在有限。终于拖到博士毕业，我才开始认真整理之前的文章。把略显凌乱的博客文章改编成书，工作量比我想象的要大得多。在此期间，我也开始了一个新的项目，研发一款用于畜牧的智能芯片。生活的节奏又变得忙碌，能分给写书的时间大大减少。结果，从签合约到完稿，我花了超过半年的时间。幸好编辑安娜对我的拖延症格外包容。

　　前 言 V

　　这本书的最终诞生，有赖于许多人的支持。感谢父母对我的激励和教育，感谢妻子一直以来的陪伴。雷雨田绘制的精美插画，让枯燥的技术书变得生动有趣。在写作博客的过程中，许多读者都指正过文章中的错误，或者对写作方向提出建议。在成书过程中，王豪、周昕梓和黄杜立对文章进行审阅校正。正是因为他们的审阅校正，我才能放心地交稿。此外还有很多帮助过我的人，不能一一列举，只好一并表达感激。

　　在我现在的工作中，Python 依然占据着重要的地位。我会用Python进行网站开发和大数据分析，还会用Python 来写一些在单片机上运行的脚本。当然，我也离不开其他语言，比如处理数据库的SQL、编写安卓App 的Java、开发网页前端的JavaScript 等。但Python 让我爱上编程。我也希望，这本书能让读者也爱上Python，并且继续像我的博客文章一样， 能帮助到那些想学习编程的人。在此存一个美好心愿。

　　Vamei

第1 章 用编程改造世界 ...................................................................... 1

1.1 从计算机到编程 ....................................................................... 2

1.2 所谓的编程，是做什么的 ....................................................... 5

1.3 为什么学Python ....................................................................... 8

1.4 最简单的Hello World ............................................................ 15

附录A Python 的安装与运行 ...................................................... 18

附录B virtualenv .......................................................................... 21

第2 章 先做键盘侠 ........................................................................... 23

2.1 计算机会算术 ......................................................................... 24

2.2 计算机记性好 ......................................................................... 29

2.3 计算机懂选择 ......................................................................... 38

2.4 计算机能循环 ......................................................................... 44

附录A 小练习 .............................................................................. 48

附录B 代码规范 .......................................................................... 49

目 录 VII

第3 章 过程大于结果 ........................................................................ 51

3.1 懒人炒菜机 ............................................................................. 52

3.2 参数传递 ................................................................................. 59

3.3 递归 ......................................................................................... 64

3.4 引入那把宝剑 ......................................................................... 69

3.5 异常处理 ................................................................................. 71

附录A 搜索路径的设置 .............................................................. 77

附录B 安装第三方模块 .............................................................. 78

附录C 代码规范 .......................................................................... 79

第4 章 朝思暮想是对象 .................................................................... 80

4.1 轻松看对象 ............................................................................. 81

4.2 继承者们 ................................................................................. 88

4.3 那些年，错过的对象 ............................................................. 92

4.4 意想不到的对象 ..................................................................... 98

附录A 代码规范 ........................................................................ 105

第5 章 对象带你飞 ......................................................................... 106

5.1 存储 ....................................................................................... 107

5.2 一寸光阴 ............................................................................... 114

5.3 看起来像那样的东西 ........................................................... 119

5.4 Python 有网瘾 ....................................................................... 124

5.5 写一个爬虫 ........................................................................... 129

第6 章 与对象的深入交往 .............................................................. 132

6.1 一切皆对象 ........................................................................... 133

6.2 属性管理 ............................................................................... 137

VIII 从Python 开始学编程

6.3 我是风儿，我是沙 ............................................................... 145

6.4 内存管理 ............................................................................... 150

第7 章 函数式编程 ......................................................................... 160

7.1 又见函数 ............................................................................... 161

7.2 被解放的函数 ....................................................................... 167

7.3 小女子的梳妆匣 ................................................................... 174

7.4 高阶函数 ............................................................................... 182

7.5 自上而下 ............................................................................... 189

后记 ....................