Python 现代开发教程

这是一个全面的 Python 语言学习教程，使用 uv 构建，涵盖从基础语法到现代Python特性的完整内容。专注于Python语言本身的掌握，特别适合想要深入理解现代Python语言特性的学习者。

🌟 特色亮点

📚 完整覆盖: Python 官方教程 + 现代开发特性
🎯 实践导向: 每个概念都有对应的练习和测试
🧪 测试驱动: 超过 600+ 测试用例确保学习质量
📝 交互式学习: Jupyter notebooks 支持
⚡ 现代工具: 使用 uv 包管理器，支持 Python 3.13

🚀 快速开始

1. 环境准备

# 确保已安装 uv
curl -LsSf https://astral.sh/uv/install.sh | sh

# 克隆项目
git clone <your-repo-url>
cd python-tutorial

# 安装依赖并激活环境
uv sync

2. 开始学习

# 查看基础练习
uv run python exercises/basic_exercises.py

# 运行所有测试
uv run pytest tests/ -v

# 启动 Jupyter Notebook
uv run jupyter notebook

📁 完整项目结构

python-tutorial/
├── exercises/                          # 练习代码目录 (3000+ 行代码)
│   ├── basic_exercises.py             # 基础练习题
│   │
│   # === Python 官方教程章节 ===
│   ├── chapter03_python_overview.py   # 第3章：Python 速览
│   ├── chapter04_control_flow.py      # 第4章：更多控制流工具
│   ├── chapter05_data_structures.py   # 第5章：数据结构
│   ├── chapter06_modules.py           # 第6章：模块
│   ├── chapter07_input_output.py      # 第7章：输入与输出
│   ├── chapter08_errors_exceptions.py # 第8章：错误和异常
│   ├── chapter09_classes.py           # 第9章：类
│   ├── chapter10_standard_library.py  # 第10章：标准库简介
│   ├── chapter11_standard_library2.py # 第11章：标准库简介——第二部分
│   │
│   # === 现代 Python 特性 ===
│   ├── chapter12_async_programming.py     # 第12章：异步编程 (Asyncio)
│   ├── chapter13_type_hints.py           # 第13章：类型提示
│   ├── chapter14_dataclasses.py          # 第14章：数据类
│   ├── chapter15_advanced_decorators.py  # 第15章：高级装饰器
│   ├── chapter16_threading_multiprocessing.py # 第16章：并发编程
│   └── chapter17_pytest_testing.py       # 第17章：Pytest 测试框架
│
├── tests/                              # 测试目录 (2500+ 行测试代码)
│   ├── test_basic_exercises.py
│   ├── test_chapter03_python_overview.py
│   ├── test_chapter04_control_flow.py
│   ├── test_chapter05_data_structures.py
│   ├── test_chapter06_modules.py
│   ├── test_chapter07_input_output.py
│   ├── test_chapter08_errors_exceptions.py
│   ├── test_chapter09_classes.py
│   ├── test_chapter10_standard_library.py
│   ├── test_chapter11_standard_library2.py
│   ├── test_chapter12_async_programming.py
│   ├── test_chapter13_type_hints.py
│   ├── test_chapter14_dataclasses.py
│   ├── test_chapter15_advanced_decorators.py
│   ├── test_chapter16_threading_multiprocessing.py
│   └── test_chapter17_pytest_testing.py
│
├── notebooks/                          # 交互式学习材料
│   ├── chapter03_python_overview.ipynb
│   ├── chapter04_control_flow.ipynb
│   ├── chapter05_data_structures.ipynb
│   ├── chapter09_classes.ipynb
│   ├── chapter11_standard_library2.ipynb
│   ├── chapter12_async_programming.ipynb  # 异步编程演示
│   ├── chapter13_type_hints.ipynb        # 类型提示实践
│   ├── chapter14_dataclasses.ipynb       # 数据类使用
│   ├── chapter15_advanced_decorators.ipynb # 装饰器模式
│   ├── chapter16_threading_multiprocessing.ipynb # 并发编程
│   └── chapter17_pytest_testing.ipynb    # 测试实践
│
├── pyproject.toml                      # 项目配置和依赖
├── uv.lock                            # 依赖锁定文件
└── README.md                          # 本文档

📚 学习内容概览

🎯 基础篇 (第3-11章) - Python官方教程

基于 Python 官方教程的完整实现：

第3章：Python 速览

计算器功能和数学运算
字符串操作和格式化
列表基础操作
基础输入输出

第4章：更多控制流工具

if/elif/else 条件语句
for 和 while 循环
break、continue 和 else 子句
函数定义、参数和作用域
Lambda 表达式
match 语句 (Python 3.10+)

第5章：数据结构

列表方法和列表推导式
元组和序列
集合和字典
循环技巧和 del 语句

第6章：模块

模块的创建和导入
包的概念和使用
from...import 语句
模块搜索路径

第7章：输入与输出

格式化输出和 f-strings
文件读写操作
JSON 和 CSV 处理
pathlib 路径操作

第8章：错误和异常

异常处理基础
try/except/finally
自定义异常类
异常链和上下文

第9章：类

面向对象编程基础
类定义和实例化
继承和多态
特殊方法和运算符重载

第10-11章：标准库

常用标准库模块
文件系统操作
数据处理和格式化
网络和并发模块

🚀 现代篇 (第12-17章) - 现代Python特性

第12章：异步编程 (Asyncio) ⭐

async/await 语法基础
协程和事件循环
并发任务管理
异步HTTP请求和文件操作
异步上下文管理器和生成器

关键概念: 异步编程、事件驱动、非阻塞IO

第13章：类型提示 (Type Hints) ⭐

基础类型注解语法
Optional、Union、泛型
Protocol 和结构化类型
TypedDict 和字面量类型
静态类型检查 (mypy)

关键概念: 类型安全、IDE支持、代码可维护性

第14章：数据类 (Dataclasses) ⭐

@dataclass 装饰器
字段定义和默认值
数据验证和后处理
不可变数据类 (frozen=True)
JSON序列化和反序列化

关键概念: 减少样板代码、数据容器、现代类设计

第15章：高级装饰器 ⭐

装饰器工厂和参数化装饰器
性能监控和缓存装饰器
认证和权限控制装饰器
类装饰器和异步装饰器
装饰器组合和链式应用

关键概念: 元编程、横切关注点、代码复用

第16章：线程和多进程 ⭐

多线程编程和线程同步
多进程编程和进程间通信
线程池和进程池
性能优化和并发模式
GIL 和并发策略选择

关键概念: 并发编程、性能优化、系统资源利用

第17章：Pytest 测试框架 ⭐

pytest 基础用法和夹具系统
参数化测试和标记过滤
Mock 和异步测试
测试覆盖率和性能测试
测试驱动开发 (TDD)

关键概念: 测试驱动开发、代码质量、持续集成

🎯 学习路径推荐

📈 按经验水平

🌱 初学者路径 (4-6周)

基础语法 → basic_exercises.py
Python速览 → chapter03_python_overview.py
控制流 → chapter04_control_flow.py
数据结构 → chapter05_data_structures.py

🌿 中级开发者路径 (3-4周)

模块和包 → chapter06_modules.py
文件操作 → chapter07_input_output.py
异常处理 → chapter08_errors_exceptions.py
面向对象 → chapter09_classes.py

🌳 高级开发者路径 (4-5周)

标准库 → chapter10_standard_library.py, chapter11_standard_library2.py
异步编程 → chapter12_async_programming.py ⭐
类型提示 → chapter13_type_hints.py ⭐
现代特性 → chapter14_dataclasses.py, chapter15_advanced_decorators.py ⭐

🏆 专业开发者路径 (2-3周)

并发编程 → chapter16_threading_multiprocessing.py ⭐
测试框架 → chapter17_pytest_testing.py ⭐
项目实战 → 结合所学知识完成实际项目

💼 按学习重点

🎯 语言基础强化

重点学习: 语法、数据结构、面向对象

chapter03 → chapter04 → chapter05 → chapter09

🔧 工程实践技能

重点学习: 模块组织、异常处理、测试框架

chapter06 → chapter08 → chapter17 → chapter07

⚡ 现代Python特性

重点学习: 异步编程、类型提示、装饰器、数据类

chapter12 → chapter13 → chapter15 → chapter14

🚀 高级编程技能

重点学习: 并发编程、高级装饰器、测试框架

chapter16 → chapter15 → chapter17 → chapter13

🔧 开发工具和依赖

核心工具

Python 3.13 - 最新Python版本
uv - 现代包管理器
pytest - 现代测试框架
mypy - 静态类型检查器

开发库

aiohttp - 异步HTTP客户端
aiofiles - 异步文件操作
typing-extensions - 扩展类型提示

学习工具

jupyter - 交互式notebook环境
ipython - 增强的Python shell

💡 实践建议

1. 测试驱动学习

每完成一个练习，立即运行对应测试：

# 单个章节测试
uv run pytest tests/test_chapter12_async_programming.py -v

# 全部测试
uv run pytest tests/ -v

# 查看测试覆盖率
uv run pytest --cov=exercises tests/

2. 交互式探索

使用 Jupyter notebook 进行实验：

# 启动 Jupyter
uv run jupyter notebook

# 打开对应章节的 notebook
# 例如：notebooks/chapter12_async_programming.ipynb

3. 类型检查

对于现代Python特性章节，使用 mypy 进行类型检查：

# 检查特定文件
uv run mypy exercises/chapter13_type_hints.py

# 检查所有练习文件
uv run mypy exercises/

4. 代码格式化

保持代码风格一致：

# 安装格式化工具
uv add black isort

# 格式化代码
uv run black exercises/
uv run isort exercises/

🎓 学习成果

完成本教程后，你将掌握：

基础能力

✅ Python 语法和标准库
✅ 面向对象编程
✅ 错误处理和调试

现代开发技能

✅ 异步编程和并发处理
✅ 类型安全编程
✅ 测试驱动开发
✅ 现代代码组织模式

实战技能

✅ 现代Python语言特性运用
✅ 代码质量控制和测试
✅ 并发和异步编程实践
✅ 高质量代码组织和设计

📊 项目统计

📝 练习代码: 17个章节，3000+ 行实践代码
🧪 测试覆盖: 17个测试文件，600+ 测试用例
📚 学习资料: 15个交互式 notebook
⭐ 现代特性: 6个现代Python特性专题
🎯 学习目标: Python语言精通、现代开发技能、代码质量提升

🤝 贡献指南

欢迎改进和扩展此教程！

添加练习: 在对应章节文件中添加新练习
编写测试: 确保新练习有对应的测试用例
更新文档: 在 README 中记录新内容
质量检查: 运行测试和类型检查确保质量

# 运行完整检查
uv run pytest tests/ -v
uv run mypy exercises/

📞 支持和反馈

🐛 发现问题？请提交 Issue
💡 有建议？欢迎 Pull Request
📧 需要帮助？联系维护者

🎉 开始你的现代Python学习之旅！

选择适合你的学习路径，从基础语法到现代开发特性，一步步成为Python专家！

推荐开始方式:

# 1. 运行基础练习熟悉环境
uv run python exercises/basic_exercises.py

# 2. 查看测试了解预期结果
uv run pytest tests/test_basic_exercises.py -v

# 3. 选择你感兴趣的现代特性章节
uv run jupyter notebook notebooks/chapter12_async_programming.ipynb

快乐编程！🐍✨

Name		Name	Last commit message	Last commit date
Latest commit History 12 Commits
exercises		exercises
notebooks		notebooks
tests		tests
.gitignore		.gitignore
.python-version		.python-version
README.md		README.md
main.py		main.py
pyproject.toml		pyproject.toml
uv.lock		uv.lock

Reamd7/python-tutorial

Folders and files

Latest commit

History

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