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Python编程之美：最佳实践指南

作译者：夏永锋,廖邦杰

出版时间：2018-08 千字数：460 版次：01-01 页数：320

开本：16开装帧： I S B N ：9787121347573

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纸质书定价：￥89.0

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内容简介

前言

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目录
前言 ........................................................................................... xix
第1 部分　起步
第1 章　选择一个解释器 ........................................................................ 3
Python 2 与Python 3 的状况对比 ..........................................................................3
建议 .......................................................................................................................3
那就选择Python 3 吗 .............................................................................................4
Python 的不同实现 ................................................................................................4
CPython ...........................................................................................................5
Stackless ..........................................................................................................5
PyPy ................................................................................................................5
Jython ..............................................................................................................5
IronPython .......................................................................................................6
PythonNet ........................................................................................................6
Skulpt ..............................................................................................................6
MicroPython ....................................................................................................7
第2 章　恰当地安装Python ................................................................... 9
在Mac OS X 上安装Python ..................................................................................9
Setuptools 和pip ........................................................................................... 11
virtualenv ...................................................................................................... 11

在Linux 上安装Python .......................................................................................12
Setuptools 和pip ...........................................................................................12
开发工具 .......................................................................................................13
virtualenv ......................................................................................................14
在Windows 上安装Python ..................................................................................15
Setuptools 和pip ...........................................................................................17
virtualenv ......................................................................................................17
商业化Python 二次发行版 ..................................................................................18
第3 章　搭建开发环境 ......................................................................... 21
文本编辑器 ..........................................................................................................21
Sublime Text ..................................................................................................22
Vim ................................................................................................................23
Emacs ............................................................................................................25
TextMate........................................................................................................26
Atom .............................................................................................................26
Code ..............................................................................................................26
IDE.......................................................................................................................27
PyCharm/IntelliJ IDEA ..................................................................................28
Aptana Studio 3/Eclipse+LiClipse+PyDev .....................................................29
WingIDE........................................................................................................29
Spyder ...........................................................................................................30
NINJA-IDE ....................................................................................................30
Komodo IDE..................................................................................................30
Eric（Eric Python IDE） .................................................................................31
Visual Studio .................................................................................................31
增强型交互式工具 ...............................................................................................32
IDLE .............................................................................................................32
IPython ..........................................................................................................32
bpython ..........................................................................................................33
环境隔离工具 ......................................................................................................33
虚拟环境 .......................................................................................................33
pyenv .............................................................................................................35
Autoenv .........................................................................................................36

virtualenvwrapper ..........................................................................................36
Buildout .........................................................................................................37
Conda ............................................................................................................38
Docker ...........................................................................................................39
第2 部分　步入正题
第4 章　编写高质量的代码 ................................................................... 43
代码风格 ..............................................................................................................43
PEP 8 .............................................................................................................43
PEP 20（又名Python 之禅） ..........................................................................44
一般性建议 ...................................................................................................45
约定 ...............................................................................................................52
习语 ...............................................................................................................55
常见陷阱 .......................................................................................................58
组织好项目的结构 ...............................................................................................61
模块 ...............................................................................................................61
包 ..................................................................................................................65
面向对象编程 ................................................................................................66
装饰器 ...........................................................................................................67
动态类型 .......................................................................................................68
可变类型和不可变类型 .................................................................................69
管理依赖 .......................................................................................................71
测试代码 ..............................................................................................................72
测试的基础知识 ............................................................................................73
举例说明 .......................................................................................................76
其他流行工具 ................................................................................................80
文档 .....................................................................................................................82
项目文档 .......................................................................................................82
项目配套发行文档 ........................................................................................83
文档字符串与块注释 .....................................................................................84
日志 .....................................................................................................................84
在库中使用logging .......................................................................................85

在应用中使用logging ...................................................................................86
选择许可证 ..........................................................................................................88
上游许可证 ...................................................................................................88
许可证选项 ...................................................................................................89
软件许可相关的学习资源 .............................................................................90
第5 章　阅读高质量的代码 ................................................................... 91
共同特征 ..............................................................................................................92
HowDoI ................................................................................................................92
阅读单文件脚本 ............................................................................................93
取自HowDoI 的结构示例 .............................................................................96
取自HowDoI 的风格示例 .............................................................................97
Diamond ...............................................................................................................99
阅读一个更大的应用程序 .............................................................................99
取自Diamond 的结构示例 .......................................................................... 105
取自Diamond 的风格示例 .......................................................................... 109
Tablib ................................................................................................................. 111
阅读一个小型库 .......................................................................................... 112
取自Tablib 的结构示例 .............................................................................. 115
取自Tablib 的风格示例 .............................................................................. 123
Requests ............................................................................................................. 126
阅读一个更大的库 ...................................................................................... 126
取自Requests 的结构示例 .......................................................................... 130
取自Requests 的风格示例 .......................................................................... 134
Werkzeug ........................................................................................................... 139
阅读一个工具包的代码 ............................................................................... 140
取自Werkzeug 的风格示例 ......................................................................... 148
取自Werkzeug 的结构示例 ......................................................................... 149
Flask................................................................................................................... 156
阅读一个框架的代码 ................................................................................... 156
取自Flask 的风格示例 ................................................................................ 163
取自Flask 的结构示例 ................................................................................ 164

第6 章　交付高质量的代码 ................................................................. 169
有用的词汇和概念 ............................................................................................. 170
打包你的代码 .................................................................................................... 171
Conda .......................................................................................................... 171
PyPI ............................................................................................................. 171
冻结你的代码 .................................................................................................... 174
PyInstaller ................................................................................................... 176
cx_Freeze .................................................................................................... 178
py2app ......................................................................................................... 179
py2exe ......................................................................................................... 180
bbFreeze ...................................................................................................... 181
Linux 已构建分发包的打包技术 ........................................................................ 181
可执行的ZIP 文件 ............................................................................................. 183
第3 部分　场景化指南
第7 章　用户交互 .............................................................................. 187
Jupyter Notebooks 项目 ...................................................................................... 187
命令行应用 ........................................................................................................ 188
图形化用户界面应用 ......................................................................................... 196
窗口部件库 ................................................................................................. 196
游戏开发 ..................................................................................................... 202
Web 应用 ............................................................................................................ 203
Web 框架/ 微框架 ....................................................................................... 203
Web 模板引擎 ............................................................................................. 206
Web 部署 ..................................................................................................... 212
第8 章　代码管理和改进 .................................................................... 215
持续集成 ............................................................................................................ 215
系统管理 ............................................................................................................ 216
服务器自动化 .............................................................................................. 218
系统和任务监控 .......................................................................................... 222
加速 ................................................................................................................... 225

与C/C++/FORTRAN 库进行交互 ............................................................... 235
第9 章　软件接口 .............................................................................. 239
Web 客户端库 .................................................................................................... 240
Web API ...................................................................................................... 240
数据序列化 ........................................................................................................ 245
分布式系统 ........................................................................................................ 248
网络编程 ..................................................................................................... 248
密码技术 ............................................................................................................ 254
第10 章　数据操作 ............................................................................ 261
科学应用 ............................................................................................................ 262
文本操作和文本挖掘 ......................................................................................... 266
Python 标准库中的字符串工具 ................................................................... 266
图像操作 ..................................................................................................... 269
第11 章　数据持久化 ......................................................................... 273
结构化文件 ........................................................................................................ 273
数据库接口库 .................................................................................................... 274
附录A　补充说明 ............................................................................... 289

译者序

从毕业至今，我在互联网行业从事软件研发工作已将近五年。这五年间，我做过后端开发、前端开发、大数据处理等，使用过的编程语言包括Python、PHP、Go、Java、JavaScript 等。
虽说编程语言各异，但是我使用它们来写各种项目的代码始终坚持两点：代码可读性和自解释性/ 自文档性（self-documentation）。这很大程度上应该是受到Python 语言设计哲学的影响——追求简单、易读、易懂的代码。
很多人可能会认为这两点其实均可归结为代码可读性一点，但我想做点区分。代码可读性突出对代码阅读者视觉上的影响，即在视觉效果上是否存在对阅读者不必要的理解干扰，比如必要的空行、变量定义与使用之间的距离、函数体/ 逻辑分支是否过长、逻辑表达是否直观等。可读性高的代码通常都非常漂亮，令人赏心悦目。自解释性代码则更
侧重语义层面，比如变量名称、函数名称、类名是否恰当，函数、方法、API 职责是否单一，工程目录结构、包、模块拆分是否符合“高内聚、低耦合”原则等。写代码以这两点为原则，可以极大地提高个人以及团队的工作效率和工作质量。
本书作者Kenneth Reitz 于2011 年发布Requests 这个HTTP 请求工具库，提出“forhumans”的理念，强调软件/ 工具库应该友好易用，这一理念本质上是对Python 哲学（特别是上述两点）的一种引申和发扬。之后Reitz 在一些Python 大会上做技术分享，宣扬“for humans”的理念，对Python 社区产生了巨大影响。我在第一次用Requests 库之后，
便很少使用Python 标准库中的urllib 和urllib2 了，现在标准库文档中也特别建议开发者使用Requests。
因为对“for humans”理念的认同，也因为我经常使用Requests，所以当Reitz 在GitHub上邀请我翻译Requests 文档中文版时，我欣然接受，和本书的另一位译者邦杰共同翻译了Requests 文档的首个官方中文版。
在Reitz 发起“The Hitchhiker’s Guide to Python!”项目（也就是本书的社区开源版）后，我一直跟进阅读，收获巨大。后来得知这本开源书籍正式出版，欣喜若狂，辗转咨询多人，联系到刘皎老师，申请了本书的翻译工作。但是，后来发现翻译的工作量远远超出预估，除一些主观原因外，主要因为本书内容的广度和深度。
广度：本书由 Python 社区数百人共同创作而成，可以视作Python 小百科全书。第1~3 章指导读者按照自己的需求选择安装配置Python 版本/ 发行版、开发环境等。第7~11 章则针对不同的应用场景，从多个维度甄选并对比了大量的Python 库，读者可以“按图索骥”地做出自己的选择，从而节约大量的时间精力。因为译者的Python 开发经验主要集中在Web 开发和数据处理上，对于很多应用场景下的Python库不太熟悉，所以翻译之前花费了大量时间来学习和理解。
 深度：针对 Python 新手的核心需求，本书探讨了大量的最佳实践。其中第4~5 章通过大量示例具体地阐释了“Python 之禅”：如何编写高质量的Python 代码，并精选若干高质量的知名Python 开源项目，详细介绍如何通过阅读源码来提升编程技术水平。虽说在Python 社区几乎人人都知道“Python 之禅”，但如何落实在开发实践中估计极少有人能说得清楚。对照书中的实例阐释，译者反复推敲“Python 之禅”的译文，最终敲定的译文也不是特别令自己满意。
相比原计划，本书最终延期近一年才翻译完成。除了歉意，我内心满是感谢：感谢邦杰中途友情加入，帮忙翻译了第4~6 章的初稿，这三章的难度和文字量都非常大；感谢编辑刘皎对我拖稿的次次容忍和耐心等待；感谢妻儿的理解，我欠了你们太多的陪伴。
虽然我已尽自己所能地保证译文质量，但是错误和瑕疵难免，在此也请读者原谅。希望你们阅读愉快！
夏永锋
写于上海

前言
Python 是一个大世界，大到让你难以置信！
本书不是教你如何学习Python 语言的（我们引用了大量优秀资源供你学习），而是一份
Python 社区推荐工具和最佳实践的（有态度的）业内指南。本书的目标读者是初级到中
级水平的Python 程序员，他们可能有志于使用Python 为开源项目做贡献、开启一段职
业生涯或开创一家公司，不过临时用用Python 的人也会发现第1 部分和第5 章的内容对
自己颇有帮助。
本书的第1 部分帮助读者选择适合各自场景的文本编辑器或交互式开发环境（例如，常
用Java 的读者可能偏爱Eclipse，用它安装Python 开发插件），并调研了其他可选择的
解释器，这些解释器也许可以满足那些你还不知道的Python 能够解决的需求（例如，
MicroPython 是基于ARM Cortex-M4 芯片的一个实现）。第2 部分重点介绍开源社区公
认的范例代码，展示地道的Python 代码风格，希望能够鼓励读者进一步深入阅读和尝试
开源代码。第3 部分简要地调研了大量的Python 社区常用库，让读者初步认识到目前
Python 涉及的领域。
本书纸质版的所有版税都捐赠给Django Girls，这是一个充满欢乐的全球性组织，旨在
组织免费的Django 和Python 讲习班，创建开源的在线教程，策划令人惊叹的技术体验
活动。如果有意愿，那么你可以从http://docs.python-guide.org/en/latest/notes/contribute/
上了解如何为本书的在线版本做贡献。
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前言 ｜ xxi
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致谢
欢迎各位朋友阅读《Python 编程之美：最佳实践指南》。
据我所知，本书的成书方式是首创的：由一个作者（也就是我，Kenneth）设计策划，而
大部分内容由来自世界各地的数百人免费提供。人类有史以来很少有过以这种技术方式
达成这种规模的美妙协作。
本书得以完成，归功于以下3 方的共同努力。
1. 社区
爱把我们凝聚在一起，克服了万千困难。
xxii ｜ 前言
2. 软件项目
Python、Sphinx、Alabaster 和Git。
3. 在线服务
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最后，我想对Tanya 致以衷心的感谢，她克服了全部的艰难困苦，把这项工作转变成
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