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## Python - 100天从新手到大师
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> 作者：骆昊
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### Python应用领域和就业形势分析
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简单的说，Python是一个“优雅”、“明确”、“简单”的编程语言。
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- 学习曲线低，非专业人士也能上手
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- 开源系统，拥有强大的生态圈
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- 解释型语言，完美的平台可移植性
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- 支持面向对象和函数式编程，动态语言
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- 能够通过调用C/C++代码扩展功能
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- 代码规范程度高，可读性强
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目前几个比较流行的领域，Python都有用武之地。
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- 云基础设施 - Python / Java / Go
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- DevOps - Python / Shell / Ruby / Go
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- 网络爬虫 - Python / PHP / C++
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- 数据分析挖掘 - Python / R / Scala / Matlab
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- 机器学习 - Python / R / Java / Lisp
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作为一名Python开发者，主要的就业领域包括：
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- Python服务器后台开发 / 游戏服务器开发 / 数据接口开发工程师
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- Python自动化运维工程师
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- Python数据分析 / 数据可视化 / 大数据工程师
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- Python爬虫工程师
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- Python聊天机器人开发 / 图像识别和视觉算法 / 深度学习工程师
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下图显示了主要城市Python招聘需求量及薪资待遇排行榜（截止到2018年5月）。
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给初学者的几个建议：
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- Make English as your working language.
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- Practice makes perfect.
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- All experience comes from mistakes.
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- Don't be one of the leeches.
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- Either stand out or kicked out.
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### Day01~15 - [Python语言基础](./Day01-15)
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#### Day01 - [初识Python](./Day01-15/Day01/初识Python.md)
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- Python简介 - Python的历史 / Python的优缺点 / Python的应用领域
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- 搭建编程环境 - Windows环境 / Linux环境 / MacOS环境
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- 从终端运行Python程序 - DOS命令 / Hello, world / print函数 / 运行程序
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- 使用IDLE - 交互式环境(REPL) / 编写多行代码 / 运行程序 / 退出IDLE
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- 注释 - 注释的作用 / 单行注释 / 多行注释
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#### Day02 - [语言元素](./Day01-15/Day02/语言元素.md)
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- 程序和进制 - 指令和程序 / 冯诺依曼机 / 二进制和十进制 / 八进制和十六进制
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- 变量和类型 - 变量的命名 / 变量的使用 / input函数 / 检查变量类型 / 类型转换
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- 数字和字符串 - 整数 / 浮点数 / 复数 / 字符串 / 字符串基本操作 / 字符编码
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- 运算符 - 数学运算符 / 赋值运算符 / 比较运算符 / 逻辑运算符 / 身份运算符 / 运算符的优先级
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- 应用案例 - 华氏温度转换成摄氏温度 / 输入圆的半径计算周长和面积 / 输入年份判断是否是闰年
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#### Day03 - [分支结构](./Day01-15/Day03/分支结构.md)
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- 分支结构的应用场景 - 条件 / 缩进 / 代码块 / 流程图
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- if语句 - 简单的if / if-else结构 / if-elif-else结构 / 嵌套的if
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- 应用案例 - 用户身份验证 / 英制单位与公制单位互换 / 掷骰子决定做什么 / 百分制成绩转等级制 / 分段函数求值 / 输入三条边的长度如果能构成三角形就计算周长和面积
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#### Day04 - [循环结构](./Day01-15/Day04/循环结构.md)
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- 循环结构的应用场景 - 条件 / 缩进 / 代码块 / 流程图
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- while循环 - 基本结构 / break语句 / continue语句
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- for循环 - 基本结构 / range类型 / 循环中的分支结构 / 嵌套的循环 / 提前结束程序
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- 应用案例 - 1~100求和 / 判断素数 / 猜数字游戏 / 打印九九表 / 打印三角形图案 / 猴子吃桃 / 百钱百鸡
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#### Day05 - [总结和练习](./Day01-15/Day05/总结和练习.md)
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- 基础练习 - 水仙花数 / 完美数 / 五人分鱼 / Fibonacci数列 / 回文素数
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- 综合练习 - Craps赌博游戏
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#### Day06 - [函数和模块的使用](./Day01-15/Day06/函数和模块的使用.md)
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- 函数的作用 - 代码的坏味道 / 用函数封装功能模块
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- 定义函数 - def语句 / 函数名 / 参数列表 / return语句 / 调用自定义函数
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- 调用函数 - Python内置函数 / 导入模块和函数
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- 函数的参数 - 默认参数 / 可变参数 / 关键字参数 / 命名关键字参数
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- 函数的返回值 - 没有返回值 / 返回单个值 / 返回多个值
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- 作用域问题 - 局部作用域 / 嵌套作用域 / 全局作用域 / 内置作用域 / 和作用域相关的关键字
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- 用模块管理函数 - 模块的概念 / 用自定义模块管理函数 / 命名冲突的时候会怎样（同一个模块和不同的模块）
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#### Day07 - [字符串和常用数据结构](./Day01-15/Day07/字符串和常用数据结构.md)
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- 字符串的使用 - 计算长度 / 下标运算 / 切片 / 常用方法
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- 列表基本用法 - 定义列表 / 用下表访问元素 / 下标越界 / 添加元素 / 删除元素 / 修改元素 / 切片 / 循环遍历
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- 列表常用操作 - 连接 / 复制(复制元素和复制数组) / 长度 / 排序 / 倒转 / 查找
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- 生成列表 - 使用range创建数字列表 / 生成表达式 / 生成器
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- 元组的使用 - 定义元组 / 使用元组中的值 / 修改元组变量 / 元组和列表转换
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- 集合基本用法 - 集合和列表的区别 / 创建集合 / 添加元素 / 删除元素 / 清空
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- 集合常用操作 - 交集 / 并集 / 差集 / 对称差 / 子集 / 超集
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- 字典的基本用法 - 字典的特点 / 创建字典 / 添加元素 / 删除元素 / 取值 / 清空
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- 字典常用操作 - keys()方法 / values()方法 / items()方法 / setdefault()方法
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- 基础练习 - 跑马灯效果 / 列表找最大元素 / 统计考试成绩的平均分 / Fibonacci数列 / 杨辉三角
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- 综合案例 - 双色球选号 / 井字棋
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#### Day08 - [面向对象编程基础](./Day01-15/Day08/面向对象编程基础.md)
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- 类和对象 - 什么是类 / 什么是对象 / 面向对象其他相关概念
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- 定义类 - 基本结构 / 属性和方法 / 构造器 / 析构器 / \_\_str\_\_方法
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- 使用对象 - 创建对象 / 给对象发消息
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- 面向对象的四大支柱 - 抽象 / 封装 / 继承 / 多态
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- 基础练习 - 定义学生类 / 定义时钟类 / 定义图形类 / 定义汽车类
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#### Day09 - [面向对象进阶](./Day01-15/Day09/面向对象进阶.md)
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- 属性 - 类属性 / 实例属性 / 属性访问器 / 属性修改器 / 属性删除器 / 使用\_\_slots\_\_
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- 类中的方法 - 实例方法 / 类方法 / 静态方法
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- 运算符重载 - \_\_add\_\_ / \_\_sub\_\_ / \_\_or\_\_ /\_\_getitem\_\_ / \_\_setitem\_\_ / \_\_len\_\_ / \_\_repr\_\_ / \_\_gt\_\_ / \_\_lt\_\_ / \_\_le\_\_ / \_\_ge\_\_ / \_\_eq\_\_ / \_\_ne\_\_ / \_\_contains\_\_
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- 类(的对象)之间的关系 - 关联 / 继承 / 依赖
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- 继承和多态 - 什么是继承 / 继承的语法 / 调用父类方法 / 方法重写 / 类型判定 / 多重继承 / 菱形继承(钻石继承)和C3算法
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- 综合案例 - 工资结算系统 / 图书自动折扣系统 / 自定义分数类
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#### Day10 - [图形用户界面和游戏开发](./Day01-15/Day10/图形用户界面和游戏开发.md)
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- 使用tkinter开发GUI
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- 使用pygame三方库开发游戏应用
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- “大球吃小球”游戏
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#### Day11 - [文件和异常](./Day01-15/Day11/文件和异常.md)
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- 读文件 - 读取整个文件 / 逐行读取 / 文件路径
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- 写文件 - 覆盖写入 / 追加写入 / 文本文件 / 二进制文件
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- 异常处理 - 异常机制的重要性 / try-except代码块 / else代码块 / finally代码块 / 内置异常类型 / 异常栈 / raise语句
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- 数据持久化 - CSV文件概述 / csv模块的应用 / JSON数据格式 / json模块的应用
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- 综合案例 - 歌词解析
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#### Day12 - [字符串和正则表达式](./Day01-15/Day12/字符串和正则表达式.md)
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- 字符串高级操作 - 转义字符 \ 原始字符串 \ 多行字符串 \ in和 not in运算符 \ is开头的方法 \ join和split方法 \ strip相关方法 \ pyperclip模块 \ 不变字符串和可变字符串 \ StringIO的使用
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- 正则表达式入门 - 正则表达式的作用 \ 元字符 \ 转义 \ 量词 \ 分组 \ 零宽断言 \贪婪匹配与惰性匹配懒惰 \ 使用re模块实现正则表达式操作（匹配、搜索、替换、捕获）
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- 使用正则表达式 - re模块 \ compile函数 \ group和groups方法 \ match方法 \ search方法 \ findall和finditer方法 \ sub和subn方法 \ split方法
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- 应用案例 - 使用正则表达式验证输入的字符串
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#### Day13 - [进程和线程](./Day01-15/Day13/进程和线程.md)
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- 进程和线程的概念 - 什么是进程 / 什么是线程 / 多线程的应用场景
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- 使用进程 - fork函数 / multiprocessing模块 / 进程池 / 进程间通信
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- 使用线程 - thread模块 / threading模块 / Thread类 / Lock类 / Condition类 / 线程池
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#### Day14-A - [网络编程入门](./Day01-15/Day14-A/网络编程入门.md)
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- 计算机网络基础 - 计算机网络发展史 / “TCP-IP”模型 / IP地址 / 端口 / 协议 / 其他相关概念
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- 网络应用架构 - “客户端-服务器”架构 / “浏览器-服务器”架构
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- Python网络编程 - 套接字的概念 / socket模块 / socket函数 / 创建TCP服务器 / 创建TCP客户端 / 创建UDP服务器 / 创建UDP客户端 / SocketServer模块
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#### Day14-B - [网络应用开发](./Day01-15/Day14-B/网络应用开发.md)
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- 访问网络API - 网络API概述 / 访问URL / requests模块 / 解析JSON格式数据
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- 文件传输 - FTP协议 / ftplib模块 / 交互式FTP应用
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- 电子邮件 - SMTP协议 / POP3协议 / IMAP协议 / smtplib模块 / poplib模块 / imaplib模块
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- 短信服务 - twilio模块 / 国内的短信服务
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#### Day15 - [图像和文档处理](./Day01-15/Day15/图像和办公文档处理.md)
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- 用Pillow处理图片
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- 读写Word文档
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- 读写Excel文件
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- 生成PDF文件
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### Day16~Day20 - [Python语言进阶 ](./Day16-20/Python语言进阶.md)
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- 常用数据结构
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- 函数的高级用法
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- 面向对象高级知识
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- 迭代器和生成器
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- 并发和异步编程
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### Day21~30 - [Web前端入门](./Day21-30/Web前端概述.md)
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- 用HTML标签承载页面内容
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- 用CSS渲染页面
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- 用JavaScript处理交互式行为
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- jQuery入门和提高
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- Vue.js入门
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### Day31~35 - [玩转Linux操作系统](./Day31-35/玩转Linux操作系统.md)
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- 操作系统发展史和Linux概述
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- Linux基础命令
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- Linux中的实用程序
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- Linux的文件系统
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- Vim编辑器的应用
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- 环境变量和Shell编程
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- 软件的安装和服务的配置
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- 网络访问和管理
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- 其他相关内容
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### Day36~40 - [数据库基础和进阶](./Day36-40)
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- [关系型数据库MySQL](./Day36-40/关系型数据库MySQL.md)
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- 关系型数据库概述
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- MySQL的安装和使用
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- SQL的使用
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- DDL
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- DML
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- DQL
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- DCL
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- 在Python中操作MySQL
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- MySQL高级知识
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- [NoSQL入门](./Day36-40/NoSQL入门.md)
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- NoSQL概述
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- 主流NoSQL数据库
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- Redis概述
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- Mongo概述
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### Day41~55 - [Django实战](./Day41-55)
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#### Day41 - [快速上手](./Day41-55/01.快速上手.md)
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#### Day42 - [深入模型](./Day41-55/02.深入模型.md)
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#### Day43 - [静态资源和Ajax请求](./Day41-55/03.静态资源和Ajax请求.md)
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#### Day44 - [表单的应用](./Day41-55/04.表单的应用.md)
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#### Day45 - [Cookie和会话](./Day41-55/05.Cookie和会话.md)
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#### Day46 - [中间件的应用](./Day41-55/06.中间件的应用.md)
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#### Day47 - [日志和缓存](./Day41-55/07.日志和缓存.md)
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#### Day48 - [文件上传和富文本编辑](./Day41-55/08.文件上传.md)
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#### Day49 - [文件下载和报表](./Day41-55/09.文件下载和报表.md)
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#### Day50 - [RESTful架构和DRF入门](./Day41-55/10.RESTful架构和DRF入门.md)
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#### Day51 - [RESTful架构和DRF进阶](./Day41-55/11.RESTful架构和DRF进阶.md)
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#### Day52 - [使用缓存](./Day41-55/12.使用缓存.md)
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#### Day53 - [短信和邮件](./Day41-55/13.短信和邮件.md)
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#### Day54 - [异步任务和定时任务](./Day41-55/14.异步任务和定时任务.md)
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#### Day55 - [单元测试和项目上线](./Day41-55/15.单元测试和项目上线.md)
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- 项目开发流程和相关工具
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- 生成非HTML内容
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- 项目部署和测试
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- 项目性能初步调优
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- Web应用安全保护
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### Day56~65 - [Flask实战](./Day56-65)
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#### Day56 - [Flask入门](./Day56-65/01.Flask入门.md)
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#### Day57 - [模板的使用](./Day56-65/02.模板的使用.md)
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#### Day58 - [表单的处理](./Day56-65/03.表单的处理.md)
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#### Day59 - [数据库操作](./Day56-65/04.数据库操作.md)
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#### Day60 - [项目结构](./Day56-65/05.项目结构.md)
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#### Day61-65 - [项目实战](./Day56-65/06-10.项目实战.md)
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### Day66~75 - [爬虫开发](./Day66-75)
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#### Day66 - [网络爬虫和相关工具](./Day66-75/01.网络爬虫和相关工具.md)
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#### Day67 - [数据采集和解析](./Day66-75/02.数据采集和解析.md)
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#### Day68 - [存储数据](./Day66-75/03.存储数据.md)
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#### Day69 - [并发下载](./Day66-75/04.并发下载.md)
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#### Day70 - [解析动态内容](./Day66-75/05.解析动态内容.md)
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#### Day71 - [表单交互和验证码处理](./Day66-75/06.表单交互和验证码处理.md)
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#### Day72 - [Scrapy入门](./Day66-75/07.Scrapy入门.md)
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#### Day73 - [Scrapy高级应用](./Day66-75/08.Scrapy高级应用.md)
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#### Day74 - [Scrapy分布式实现](./Day66-75/09.Scrapy分布式实现.md)
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#### Day75 - [爬虫项目实战](./Day66-75/10.爬虫项目实战.md)
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### Day76~90 - [数据处理和机器学习](./Day76-90)
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#### Day76 - [机器学习基础](./Day76-90/01.机器学习基础.md)
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#### Day77 - [Pandas的应用](./Day76-90/02.Pandas的应用.md)
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#### Day78 - [NumPy和SciPy的应用](./Day76-90/03.NumPy和SciPy的应用)
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#### Day79 - [Matplotlib和数据可视化](./Day76-90/04.Matplotlib和数据可视化)
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#### Day80 - [k最近邻(KNN)分类](./Day76-90/05.k最近邻分类.md)
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#### Day81 - [决策树](./Day76-90/06.决策树.md)
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#### Day82 - [贝叶斯分类](./Day76-90/07.贝叶斯分类.md)
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#### Day83 - [支持向量机(SVM)](./Day76-90/08.支持向量机.md)
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#### Day84 - [K-均值聚类](./Day76-90/09.K-均值聚类.md)
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#### Day85 - [回归分析](./Day76-90/10.回归分析.md)
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#### Day86 - [大数据分析入门](./Day76-90/11.大数据分析入门.md)
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#### Day87 - [大数据分析进阶](./Day76-90/12.大数据分析进阶.md)
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#### Day88 - [Tensorflow入门](./Day76-90/13.Tensorflow入门.md)
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#### Day89 - [Tensorflow实战](./Day76-90/14.Tensorflow实战.md)
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#### Day90 - [推荐系统](./Day76-90/15.推荐系统.md)
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### Day91~100 - [团队项目开发](./Day91-100)
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#### 第91天：团队开发和项目选题
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1. 软件过程模型
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- 经典过程模型（瀑布模型）
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- 可行性分析（研究做还是不做），输出《可行性分析报告》。
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- 需求分析（研究做什么），输出《需求规格说明书》和产品界面原型图。
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- 概要设计和详细设计，输出概念模型图、物理模型图、类图、时序图等。
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- 编码 / 测试。
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- 上线 / 维护。
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- 敏捷开发（Scrum）- 产品所有者、Scrum Master、研发人员 - Sprint
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- 产品的Backlog（用户故事、产品原型）。
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- 计划会议（评估和预算）。
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- 日常开发（站立会议、番茄工作法、结对编程、测试先行、代码重构……）。
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- 修复bug（问题描述、重现步骤、测试人员、被指派人）。
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- 评审会议（Showcase）。
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- 回顾会议（当前周期做得好和不好的地方）。
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> 补充：敏捷软件开发宣言
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> - **个体和互动** 高于 流程和工具
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> - **工作的软件** 高于 详尽的文档
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> - **客户合作** 高于 合同谈判
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> - **响应变化** 高于 遵循计划
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> 角色：产品所有者（决定做什么，能对需求拍板的人）、团队负责人（解决各种问题，专注如何更好的工作，屏蔽外部对开发团队的影响）、开发团队（项目执行人员，具体指开发人员和测试人员）。
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> 准备工作：商业案例和资金、合同、憧憬、初始产品需求、初始发布计划、入股、组建团队。
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> 敏捷团队通常人数为8-10人。
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> 工作量估算：将开发任务量化，包括原型、Logo设计、UI设计、前端开发等，尽量把每个工作分解到最小任务量，最小任务量标准为工作时间不能超过两天，然后估算总体项目时间。把每个任务都贴在白板上面，白板上分三部分：to do（待完成）、in progress（进行中）和done（已完成）。
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2. 项目团队组建
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- 团队的构成和角色
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> 说明：谢谢付祥英MM绘制了下面这张精美的公司组织架构图。
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- 编程规范和代码审查（flake8、pylint）
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- Python中的一些“惯例”（请参考[《Python惯例-如何编写Pythonic的代码》](Python惯例.md)）
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- 影响代码可读性的原因：
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- 代码注释太少或者没有注释
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- 代码破坏了语言的最佳实践
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- 反模式编程（意大利面代码、复制-黏贴编程、自负编程、……）
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3. 团队开发工具介绍
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- 版本控制：Git、Mercury
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- 缺陷管理：[Gitlab](https://about.gitlab.com/)、[Redmine](http://www.redmine.org.cn/)
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- 敏捷闭环工具：[禅道](https://www.zentao.net/)、[JIRA](https://www.atlassian.com/software/jira/features)
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- 持续集成：[Jenkins](https://jenkins.io/)、[Travis-CI](https://travis-ci.org/)
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请参考[《团队项目开发》](Day91-100/团队项目开发.md)。
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##### 项目选题和理解业务
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1. 选题范围设定
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- CMS（用户端）：新闻聚合网站、问答/分享社区、影评/书评网站等。
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- MIS（用户端+管理端）：KMS、KPI考核系统、HRS、CRM系统、供应链系统、仓储管理系统等。
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- App后台（管理端+数据接口）：二手交易类、报刊杂志类、小众电商类、新闻资讯类、旅游类、社交类、阅读类等。
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- 其他类型：自身行业背景和工作经验、业务容易理解和把控。
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2. 需求理解、模块划分和任务分配
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- 需求理解：头脑风暴和竞品分析。
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- 模块划分：画思维导图（XMind），每个模块是一个枝节点，每个具体的功能是一个叶节点（用动词表述），需要确保每个叶节点无法再生出新节点，确定每个叶子节点的重要性、优先级和工作量。
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- 任务分配：由项目负责人根据上面的指标为每个团队成员分配任务。
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3. 制定项目进度表（每日更新）
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| 评论 | 添加评论 | 王大锤 | 正在进行 | 50% | 4 | 2018/8/7 | | 2018/8/7 | | |
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| | 删除评论 | 王大锤 | 等待 | 0% | 2 | 2018/8/7 | | 2018/8/7 | | |
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| | 查看评论 | 白元芳 | 正在进行 | 20% | 4 | 2018/8/7 | | 2018/8/7 | | 需要进行代码审查 |
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| | 评论投票 | 白元芳 | 等待 | 0% | 4 | 2018/8/8 | | 2018/8/8 | | |
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#### 第92天：数据库设计和OOAD
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##### 概念模型和正向工程
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1. UML（统一建模语言）的类图
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2. 通过模型创建表（正向工程）
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```Shell
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python manage.py makemigrations app
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python manage.py migrate
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##### 物理模型和反向工程
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1. PowerDesigner
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2. 通过数据表创建模型（反向工程）
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```Shell
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python manage.py inspectdb > app/models.py
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```
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#### 第93-98天：使用Django开发项目
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> 说明：具体内容请参考[《Django知识点概述》](Day91-100/Django知识点概述.md)
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##### 项目开发中的公共问题
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1. 数据库的配置（多数据库、主从复制、数据库路由）
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2. 缓存的配置（分区缓存、键设置、超时设置、主从复制、故障恢复（哨兵））
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3. 日志的配置
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4. 分析和调试（Django-Debug-ToolBar）
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5. 好用的Python模块（日期计算、图像处理、数据加密、三方API）
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##### REST API设计
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1. RESTful架构
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- [理解RESTful架构](http://www.ruanyifeng.com/blog/2011/09/restful.html)
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- [RESTful API设计指南](http://www.ruanyifeng.com/blog/2014/05/restful_api.html)
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- [RESTful API最佳实践](http://www.ruanyifeng.com/blog/2018/10/restful-api-best-practices.html)
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2. API接口文档的撰写（[《网络API接口设计》](Day91-100/网络API接口设计.md)）
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- [RAP2](http://rap2.taobao.org/)
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- [YAPI](http://yapi.demo.qunar.com/)
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3. [django-REST-framework](https://www.django-rest-framework.org/)的应用
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##### 项目中的重点难点剖析
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1. 使用缓存缓解数据库压力 - Redis
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2. 使用消息队列做解耦合和削峰 - Celery + RabbitMQ
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#### 第99-100天：测试和部署
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##### 单元测试
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1. 测试的种类
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2. 编写单元测试（unittest、pytest、nose2、tox、ddt、……）
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3. 测试覆盖率（coverage）
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##### 项目部署
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> 说明：请参考[《项目部署上线指南》](Day91-100/项目部署上线指南.md)。
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1. 部署前的准备工作
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- 关键设置（SECRET_KEY / DEBUG / ALLOWED_HOSTS / 缓存 / 数据库）
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- HTTPS / CSRF_COOKIE_SECUR / SESSION_COOKIE_SECURE
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- 日志相关配置
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2. Linux常用命令回顾
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3. Linux常用服务的安装和配置
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4. uWSGI/Gunicorn和Nginx的使用
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- Gunicorn和uWSGI的比较
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- 对于不需要大量定制化的简单应用程序，Gunicorn是一个不错的选择，uWSGI的学习曲线比Gunicorn要陡峭得多，Gunicorn的默认参数就已经能够适应大多数应用程序。
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- uWSGI支持异构部署。
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- 由于Nginx本身支持uWSGI，在线上一般都将Nginx和uWSGI捆绑在一起部署，而且uWSGI属于功能齐全且高度定制的WSGI中间件。
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- 在性能上，Gunicorn和uWSGI其实表现相当。
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5. 虚拟化技术（Docker）
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##### 性能测试
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> 说明：具体内容请参考[《Django知识点概述》](Day91-100/Django知识点概述.md)。
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1. AB的使用
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2. SQLslap的使用
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3. sysbench的使用
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##### 自动化测试
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1. 使用Shell和Python进行自动化测试
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2. 使用Selenium实现自动化测试
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- Selenium IDE
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- Selenium WebDriver
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- Selenium Remote Control
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3. 测试工具Robot Framework介绍
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##### 项目性能调优
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1. 数据库性能调优 - 请参考[《MySQL相关知识》](Day91-100/MySQL相关知识.md)
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- 软硬件优化
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- SQL优化
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- 架构优化
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- 分表分库
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- 主从复制，读写分离
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- 集群架构
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2. Web服务器性能优化
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- Nginx负载均衡配置
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- Keepalived实现高可用
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3. 代码性能调优
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- 多线程
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- 异步化
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4. 静态资源访问优化
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- 云存储
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- CDN
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