开篇

写这份自学手册，有两个目的。
一是觉得现在知识比问题泛滥，选择成本太高，需要人去压缩；
二是认为，自学是每个人都必须掌握的能力，老师再牛，学习还得靠自己。

学编程不仅是学一门语言，更是学语言背后的意义，也就是计算机体系知识，以及解决问题的方法。
观察编程难，主要在三个坎：

  1. 基本语法，这是对话计算机的基础，先记再熟能生巧；
  2. 问题抽象，编程整个过程都在抽象层，问题得先抽象；
  3. 保持精进，出错不可怕，可怕的是丢了那份好奇心。


写过两篇文章，详细讲述了为什么编程难学，该如何解决问题，以及学习方法。**

  1. 《有一种执着，叫“我要学编程”》
  2. 《我学计算机，也会修电脑》

选用教材

从多本教材中，我挑选了最简单的《简明 Python 教程》，方便入门。
作者：Swaroop C H，译者：沈洁元
英文版：《A Byte of Python》
Github：《A Byte of Python》

byte-of-python-chinese-edition (1).pdf

注意：请确保使用Python3版本，比如Python3.7版本，因为Python2版本已经停止官方维护。

这3步一定要自己完成

第一步：请你亲自安装环境

虽然很多培训课会自带编辑器，培训班甚至自带电脑，但“学会编程”，是指让你能在任何一台电脑上编程。
不管是Windows，还是MacOS，或是Linux or Unix，都有自己的安装方式，照着做，然后运行起来。

  1. python -V

安装完，你会知道，在命令行输入命令名字前，你得先让它知道从哪里找。
了解了它寻找命令的方式，你也就知道，其实一个操作系统上可以安装很多个Python版本。
你也会知道，很多编程语言的安装配置，都是相似的。

关于编辑器、解释器和IDE：
当你能在命令行里执行python命令时，你已经安装好了解释器。
你可以直接在python交互式环境中写代码，比如
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但这并不方便修改和保存，你可以用任何编辑器写代码，比如操作系统自带的写字板。
而IDE，就是所谓“集成开发环境”，它可以给你更多辅助，比如语法提示、代码调试等。
相比PyCharm，我更愿意推荐你用VSCode，有两个原因：

  1. 它更通用，前后端开发都适用，还有很多插件可以定制功能，应用更广；
  2. 它更轻量，启动速度快，资源占用少，可以开多个一起用。

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用VSCode写Python的安装配置过程，可以分为5步：

  1. 下载 VSCode，并安装软件
  2. 打开软件，在扩展中搜索“python”，安装扩展
  3. 新建代码文件，选择解释器版本
  4. 创建运行或调试配置
  5. 执行或调试程序

安装第三方模块：

  1. pip install requests

关于环境安装，更详细的指南可以看这里：
VSCode Python 指南

第二步：理解程序执行思维

入门第一个难点，是让你用“高智商”人类思维，模拟出执行的每一个小步。
也许很多时候，你会觉得理所当然，但请照顾下“智商有限”的计算机，因为你们未来会是很好的伙伴。

看完教程后，请你用自己的语言，回答下面的6个问题：

  1. 什么是变量？
  2. 程序中有哪些从0开始计数的情况?
  3. python脚本怎样输入输出？
  4. 你觉得循环和判断能用在哪？
  5. 什么是元组、列表、词典？
  6. python有哪些地方体现出复用思维？

第三步：学会搜索错误提示

错了不要紧，关键是能找到一些线索，去上网搜索，找到答案。

程序错误问题，优先用Google，其次用Bing，实在没办法才用baidu。
国内可以用Chrome浏览器的Ghelper插件，实现Google访问（也仅限于访问Google）。

比如，
image.png
你可以复制“NameError: name ‘Print’ is not defined”去搜索，第一页往往都会有相关内容。
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但并不是每次都这么好运，这时你可以把具体的信息隐藏掉，看看通用问题。
你可以复制“NameError: name is not defined”去搜索同类的问题。
image.png

新手错误清单

ValueError: ‘Conv2d_1a_3×3’ is not a valid scope name

注意中英文符号，如，

  • ,和，
  • ‘和‘
  • ;和；

错误中的×，是中文输入法下的乘号，而不是X

“SyntaxError ：invalid syntax”

检查是否在 if , elif , else , for , while , class ,def 声明末尾忘了加冒号
如，

  1. if spam == 42
  2.     print('Hello!')

检查是否用错了赋值操作（=）和比较操作（==）
如，

  1. if spam = 42:
  2.     print('Hello!')

检查有没有用Python保留的关键词，如class、if、else等，这些不能当变量名。
此外，Python不错在 ++ 或者 — 自增自减操作符。

同类错误如：
“SyntaxError: EOL while scanning string literal”

这是因为某个字符串首尾引号没有配齐，少了一个。

“IndentationError：unexpected indent”

这类错误是指代码的缩进格式有问题，检查代码的空格或者Tab制表符。
最常见的问题就是TAB和space键的混用，这个是很容易报错的，借助IDE编辑器可以减少犯错机率。

同类错误还有如：
“IndentationError：unindent does not match any outer indetation level”
“IndentationError：expected an indented block”

“TypeError: ‘list’ object cannot be interpreted as an integer”

同类问题还有如，
“TypeError: ‘str’ object does not support item assignment”
“TypeError: Can’t convert ‘int’ object to str implicitly”

这是因为string是一种不可变的数据类型，错误代码如，

  1. spam = 'I have a pet cat.'
  2. spam[13] = 'r'
  3. print(spam)
  5. numEggs = 12
  6. print('I have ' + numEggs + ' eggs.')

正确做法：

  1. spam = 'I have a pet cat.'
  2. spam = spam[:13] + 'r' + spam[14:]
  3. print(spam)
  5. numEggs = 12
  6. print('I have ' + str(numEggs) + ' eggs.')
  7. print('I have %s eggs.' % (numEggs))

同类错误中，“TypeError: ‘range’ object does not support item assignment”
这是因为Python2中range()返回list，但Python3中返回的是range object，需要转为list。
正确代码：

  1. spam = list(range(10))
  2. spam[4] = -1

在定义类方法时，“TypeError: myMethod() takes no arguments (1 given)”
需要把方法第一个参数加上，习惯上叫”self”，

  1. class Foo():
  2.     def myMethod():
  3.         print('Hello!')
  4. a = Foo()
  5. a.myMethod()

“NameError: name ‘X’ is not defined”

这类错误是指代码里调用了没有被定义过的变量。
也有可能你把变量名字写错了，比如少写了个字母，导致解释器识别不了。

“AttributeError: ‘str’ object has no attribute ‘lowerr’”

这类错误是指在调用了错误的对象属性。
也有可能是你把属性名写错了，比如把lower写成了lowerr

“IndexError: list index out of range”

这类错误是指引用超过了list最大范围，错误代码如，

  1. spam = ['cat', 'dog', 'mouse']
  2. print(spam[3])


记住list从0开始计数。

“KeyError：‘foo’”

这类错误是指引用了不存在的字典键值。

“UnboundLocalError: local variable ‘someVar’ referenced before assignment”

这类错误是指使用了未被定义的局部变量，同时有同名的全局变量，如，

  1. someVar = 42
  2. def myFunction():
  3.     print(someVar)
  4.     someVar = 100 # 关键是这里定义了局部变量
  5. myFunction()

这类错误比较隐蔽，但是如果习惯了规范，比较少会犯这类错误。

学习辅助

教材内容

  1. 基本语法：它告诉你程序的结构及组成部分，其中变量命名非常灵活，建议一开始就参考规范养成习惯。
  2. 运算符与表达式：讲了数值运算、逻辑运算以及计算顺序，其中二进制的位计算如果一开始不理解可以暂时略过，等用到时再回来看；逻辑运算主要会用在条件判断。
  3. 控制流：if-elif-else是条件判断，for-in是循环迭代（也就是对序列里的元素一个个检验），while是根据条件判断循环执行；for和while都可以实现循环，for更适合对序列迭代。
  4. 函数：把你设计的执行过程，封印在一个黑盒子里，只留出参数输入和返回结果的洞（返回可以省掉）；不建议去用global关键词定义全局变量，有个原则：尽量少用语言提供的特性，除非只有它能帮你解决一堆麻烦。
  5. 模块：当你积累的黑盒子越来越多时，就可以考虑把它们集合在一起，方便找。
  6. 数据结构：list, tuple, dictionary and set，就如它们字面意思，是Python最基本的4类数据结构。
  7. 面向对象：class类是更高维度的抽象，不仅可以重复调用方法，还可以按模板复制出一个个对象，对象内包含了变量数据以及处理数据的方法。
  8. 输入输出：命令行的打印输出，文件打开和写入，网络收发数据，都是输入输出，因为在操作系统眼中，都是从某个地方把数据搬到程序内存中，然后再从程序内存中把数据搬运到某个设备去。
  9. 异常：异常是为了能让程序在出现非致命错误时还能执行下去的手段；实践中，我们会用异常来补获错误信息，生成日志。
  10. 标准库：安装完Python后会自带一堆标准库，比如sys可以对话当前运行的Python解释器，os对话操作系统；标准库很多，一开始不必记，等应用的时候就可以边用边学。

参考规范

参考PEP8规范，编辑器装好PEP8插件后会自动提示，也可以自动格式化。

  1. 代码文件头部加入#—coding:utf-8—标识
  2. 统一使用4个空格进行缩进（很多编辑器会提供Tab转4空格的辅助）
  3. 每行代码尽量不超过80个字符，可以换行
  4. 模块名、函数名、变量名、类属性和方法，尽量短，都用小写；类名首字母大写；常量全部大写，多词用下划线分离。
  5. 类方法的第一个参数是self，静态方法第一个参数是cls

参考手册

  • 官方文档：最全的文档，虽然不适合作为入门教材，但可以当成一本词典，方便查找如标准库、版本变化等。