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Python Skill List

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偶然间在知乎上看到了一篇文章: 我眼中一个好的Pythoneer应该具备的品质，于是想思考一下这些问题的答案。

  • 知道python最常见的解释器有哪些。
  • 知道python的语法，缩进和符号对应的含义。
  • 知道python所有关键字的含义和使用。
  • 知道python中大部分常用的类型（布尔值，字符串类型，数字类型，序列，集合，字典，生成器...）。
  • 知道如何编写pythonic的代码（上下文管理器，推导表达式，装饰器，切片…）。
  • 知道如何避免python中的一些坑，如可变的默认参数，闭包的迟绑定。
  • 知道python中的函数式编程以及map、filter的使用。
  • 知道list，tuple，dict，set等的时间复杂度和空间复杂度。
  • 知道GIL的限制以及与多线程的关系。
  • 知道python的命名空间查找规则（LEGB）。
  • 知道python多继承的查找规则（MRO）。
  • 知道python 2.x和3.x的主要差异。
  • 知道property的含义以及其描述器实现。
  • 知道python中dict的底层实现，以及与OrderDict的关系。
  • 知道__slots__的含义以及使用场景。
  • 知道如何定义和使用元类，了解其使用场景。
  • 知道python中的多进程和多线程模型，知道多进程和多线程下间的通信实现。
  • 知道进程池和线程池在python中对应的库和使用方式。
  • 知道python中多线程间常用的同步原语的使用方式。
  • 知道python大多数常用的标准库以及其用途。
  • 知道python中type和object之间的关系。
  • 知道深拷贝和浅拷贝在python中的实现方式。
  • 知道python的调试工具（logging，pdb），知道unittest和doctest的使用。
  • 知道python中的打包方式（setup.py）。
  • 知道PEP8常见的范式以及代码格式化方法。
  • 知道str，bytes和字符串编码的关系以及其相互转换的方法。
  • 知道python中的几种字符串拼接方式与效率对比。
  • 知道鸭子类型（duck typing）的含义与其在python中的表现形式。
  • 知道函数和方法的区别，知道绑定方法（bound-method）与未绑定方法（unbound-method）的关系。
  • 知道a = list()和a = []的区别。
  • 知道dict和set的常见操作，知道set之间集合运算的语法糖。
  • 知道asyncio的使用方式和使用场景。
  • 知道如何用python实现最常用的设计模式。
  • 知道如何用python做web编程，以及WSGI协议是什么。
  • 知道如何利用collections，itertools，operator等模块来高效地操作容器对象。
  • 知道使用python中正则表达式的匹配、查找、切分和替换。
  • 知道如何使用virtualenv，清楚其用途。
  • 知道如何使用pip，以及其与requirements文件的关系。
  • 知道python中序列化的常用库和接口（json，pickle）。
  • 知道os和sys库常用的方法，和操作文件和目录的方式。
  • 知道python中datetime库的常用操作。
  • 知道普通文件/二进制文件读写的方式，知道StringIO和BytesIO的用途。
  • 知道以单下划线开头、双下划线开头和双下划线包围的变量分别代表着什么含义。
  • 知道__init__和__new__方法在class和type中分别的作用是什么。
  • 知道类变量和实例变量的区别。
  • 知道__dict__在类中的含义，以及类属性和方法与__dict__的关系。
  • 知道Mixin模式以及在python中的用途。
  • 知道python中生成器的实现以及其使用场景。
  • 知道python中抽象类的实现方式，以及其抽象基类模块，知道如何用python类实现一个抽象容器类型。
  • 知道dict和UserDict的关系，以及为什么有UserDict的存在。
  • 知道普通方法，classmethod和staticmethod的区别。
  • 知道装饰器中添加functools.wraps的含义与作用。
  • 知道__getattr__和__getattribute__的作用以及其顺序关系。
  • 知道python中性能测量的方式，如cProfile，tracemalloc。
  • 知道python中自省的使用方式，知道inspect库的常见用法。
  • 知道python中的模块定义，以及导入模块的各种姿势。
  • 知道python中弱引用的使用方式，知道python中gc的回收算法方式以及回收规则。
  • 知道sys.settrace和sys.setprofile在python中的用途和使用方式。
  • 知道global和local关键字在python中的含义和其使用场景。
  • 知道python中==与is的区别。
  • 知道for-else，try-else的含义和用途。
  • 知道.pyc文件的含义，清楚python代码大概的执行过程。
  • 知道python代码的中文编码处理，以及如何处理乱码。
  • 知道_在python解释器中的含义。
  • 知道python中格式化字符串的方式以及其常见格式语法。
  • 知道python中常见的魔术方法和其使用方式。

1. python常见的解释器

  • CPython

当我们从Python官方网站下载并安装好Python 2.7后，我们就直接获得了一个官方版本的解释器：CPython。这个解释器是用C语言开发的，所以叫CPython。在命令行下运行python就是启动CPython解释器。

CPython是使用最广的Python解释器。

  • IPython

IPython是基于CPython之上的一个交互式解释器，也就是说，IPython只是在交互方式上有所增强，但是执行Python代码的功能和CPython是完全一样的。好比很多国产浏览器虽然外观不同，但内核其实都是调用了IE。

CPython用>>>作为提示符，而IPython用In [序号]:作为提示符。

  • PyPy

PyPy是另一个Python解释器，它的目标是执行速度。PyPy采用JIT技术，对Python代码进行动态编译（注意不是解释），所以可以显著提高Python代码的执行速度。

绝大部分Python代码都可以在PyPy下运行，但是PyPy和CPython有一些是不同的，这就导致相同的Python代码在两种解释器下执行可能会有不同的结果。如果你的代码要放到PyPy下执行，就需要了解PyPy和CPython的不同点。

  • Jython

Jython是运行在Java平台上的Python解释器，可以直接把Python代码编译成Java字节码执行。

  • IronPython

IronPython和Jython类似，只不过IronPython是运行在微软.Net平台上的Python解释器，可以直接把Python代码编译成.Net的字节码。

Reference:

廖雪峰的官方网站

2.GIL的限制以及与多线程的关系

首先需要明确的一点是GIL并不是Python的特性，它是在实现Python解析器(CPython)时所引入的一个概念。而JPython就没有GIL。

GIL全称Global Interpreter Lock，为了避免误导，我们还是来看一下官方给出的解释：

In CPython, the global interpreter lock, or GIL, is a mutex that prevents multiple native threads from executing Python bytecodes at once. This lock is necessary mainly because CPython’s memory management is not thread-safe. (However, since the GIL exists, other features have grown to depend on the guarantees that it enforces.)

具体见Python的GIL是什么鬼，多线程性能究竟如何。

3. python的命名空间查找规则（LEGB）

LEGB含义解释： L-Local(function)： 函数内的名字空间 E-Enclosing function locals： 外部嵌套函数的名字空间(例如closure) G-Global(module)： 函数定义所在模块（文件）的名字空间 B-Builtin(Python)： Python内置模块的名字空间

4. python 2.x和3.x的主要差异

4.1 __future__ 模块

Python 3.x 介绍的 一些Python 2 不兼容的关键字和特性可以通过在 Python 2 的内置 __future__ 模块导入。

例如： nested_scopes, generators, division, absolute_import, with_statement, print_function, unicode_literals。

4.2 print

print从语法调整为了函数。

4.3 整除

python2.7中，/为整除，而python3中，/的结果为float。

4.4 unicode

Python 2 有 ASCII str() 类型，unicode() 是单独的，不是 byte 类型。 在 Python 3，我们最终有了 Unicode (utf-8) 字符串，以及一个字节类：byte 和 bytearrays。

4.5 xrange

python3 中的range被xrange替代。

4.6 Raising Exception

Python2 中有两种写法：

1
2
3
4
5
# 1.
raise IOError, "file error"

# 2.
raise IOError("file error")

而Python3中只保留了第二种写法。

4.7 Handling Exception

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
# Python2
try:
    let_us_cause_a_NameError
except NameError, err:
    print err, '--> our error message'

# Python3 
try:
    let_us_cause_a_NameError
except NameError as err:
    print(err, '--> our error message')

4.8 next()函数和.next()方法

在Python2.7中，两种方式都可以。

在Python3 中，只能使用next()函数。

4.9 For循环变量和全局命名空间泄漏

在 Python 3.x 中 for 循环变量不会再导致命名空间泄漏。

4.10 比较不可排序类型

Python3中，不可排序的类型做比较的时候会抛出错误。