網路程式設計
網路程式出現的比網際網路要早很多，實現方式主要依靠網路上不同主機間程式的通訊，通訊協議最重要的是TCP/IP協議。在這兩個協議基礎上還有很多更高階的協議，包括HTTP、SMTP等。要進行兩個主機間的網路通訊，必須四個元素：源地址、源埠號、目的地址、目的埠號。
TCP程式設計
Socket是網路程式設計一個抽象概念，通常我們用一個Socket表示“開啟了一個網路連結”，而開啟一個Socket需要知道目標計算機的IP地址和埠號，再指定協議型別即可。示例程式碼實現了一個服務端和客戶端，服務端將客戶端傳送的內容回顯給客戶端，一切都是在命令列下執行。圖形介面原理一樣。
import socket
import threading
import time
#服務端程式碼
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
s.bind(('127.0.0.1', 9999))
#開始監聽埠，參數列示最大連線數
s.listen(5)
print("Waiting for connection...")
def tcplink(sock, addr):
print('Accept new connection from %s:%s...' % addr)
sock.send(b'Welcome!')
while True:
data = sock.recv(1024)
time.sleep(1)
if not data or data.decode('utf-8') == 'exit':
break
sock.send(('Hello, %s!' % data.decode('utf-8')).encode('utf-8'))
sock.close()
print('Connection from %s:%s closed.' % addr)
while True:
sock, addr = s.accept()
t = threading.Thread(target=tcplink, args=(sock, addr))
t.start()
客戶端程式碼
import socket
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
# 建立連線:
s.connect(('127.0.0.1', 9999))
# 接收歡迎訊息:
print(s.recv(1024).decode('utf-8'))
for data in [b'Michael', b'Tracy', b'Sarah']:
# 傳送資料:
s.send(data)
print(s.recv(1024).decode('utf-8'))
s.send(b'exit')
s.close()UDP程式設計
TCP建立了雙方之間的可靠連線，通訊雙方都可以用流的方式傳送資料。UDP則是面相無連線的協議，使用UDP協議時，不需要建立連線，只需要知道對方的IP和埠號，就可以直接傳送資料包。但是對方是否能夠收到就不知道了。它的優點是速度快。
服務端程式碼
import socket
import threading
import time
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
# 繫結埠:
s.bind(('127.0.0.1', 9999))
print('Bind UDP on 9999...')
while True:
# 接收資料:
data, addr = s.recvfrom(1024)
print('Received from %s:%s.' % addr)
s.sendto(b'Hello, %s!' % data, addr)客戶端程式碼
import socket
import threading
import time
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
for data in [b'Michael', b'Tracy', b'Sarah']:
# 傳送資料:
s.sendto(data, ('127.0.0.1', 9999))
# 接收資料:
print(s.recv(1024).decode('utf-8'))
s.close()做了一個簡單的對比，可見UDP的傳輸方式比TCP快了很多。
Web開發
隨著網際網路流行起來的B/S模式是Web開發的主要內容，包括客戶端展現（HTML、CSS、JAVASCRIPT）以及服務端處理（靜態內容、CGI、動態語言）。Python提供了很多Web開發框架，能夠為我們提供Web開發的快速支援。
開始WEB開發的話我覺得最好從HTML入手，然後瞭解HTTP協議，這些熟悉之後逐步熟悉CSS、Javascript，然後了結合後臺程式語言，完成自己編寫網站的小目標。
筆者是從PHP學習開始Web開發的，接觸Python的Web開發還沿用PHP的思路會產生一些迷惑。PHP從產生之初就是作為Web開發語言而設計的，PHP是作為Apache的模組來進行請求處理和響應的，與HTTP相關的很多基礎處理都是由Apache完成的，mod_php模組與其對接生成類似$_POST，$_GET的物件供PHP指令碼使用。
Python有所不同，Python是作為一種通用指令碼處理語言產生的，所以它能夠完成的工作更多，也可以作為Web開發語言，只是方式不同。如果Python作為服務端指令碼語言，可以分幾個層次：如果Python負責處理所有的事務，包括TCP連結、邏輯處理、內容響應，Python也是可以勝任的，但是這樣開發要做的工作就非常多；如果Python只是負責生成HTML文件，前端使用Apache等，Pyhon只需要負責文件解析。實現這個層次，是因為Python提供了WSGI介面（Web Server Gateway Interface），這時Python的焦點放在介面處理和Web邏輯處理上。第三個層次就是使用Python的Web框架，現在有很多成熟的框架，包括Django、Flask等。這樣，Python就主要關注Web處理，包括URL以及對應的函式處理。
先看一下使用WSGI介面編寫簡單的Web程式，返回一個簡單的文字。
# server.py
# 從wsgiref模組匯入:
from wsgiref.simple_server import make_server
# 匯入我們自己編寫的application函式:
from hello import application
# 建立一個伺服器，IP地址為空，埠是8000，處理函式是application:
httpd = make_server('', 8000, application)
print('Serving HTTP on port 8000...')
# 開始監聽HTTP請求:
httpd.serve_forever()# hello.py
def application(environ, start_response):
start_response('200 OK', [('Content-Type', 'text/html')])
body = '<h1>Hello, %s!</h1>' % (environ['PATH_INFO'][1:] or 'web')
return [body.encode('utf-8')]使用WSGI的方式來進行Web開發，需要花很多精力來處理請求和響應的對應關係，這個時候可以引入框架。這裡以Web.py框架為例。
import web
urls = (
'/(.*)', 'hello'
)
app = web.application(urls, globals())
class hello:
def GET(self, name):
if not name:
name = 'World'
return 'Hello, ' + name + '!'
if __name__ == "__main__":
app.run()由此可見，使用框架後，我們可以將精力放在URL和對應的處理函式上。
正規表示式
正規表示式說起來是一個可以講很久的話題，這裡簡單說一下 Python 中的使用。
re模組
Python提供re模組，包含所有正規表示式的功能。建議所有處理正則的部分都使用｀｀｀r｀｀｀開頭，這樣就不需要考慮轉義的問題。
>>> import re
>>> re.match(r'^\d{3}\-\d{3,8}$', '010-12345')
<_sre.SRE_Match object; span=(0, 9), match='010-12345'>
>>> re.match(r'^\d{3}\-\d{3,8}$', '010 12345')
>>> 如果匹配則返回一個Match物件，沒找到則返回None。
切分字串
可以使用正則的切分字串
>>> re.split(r'\s+', 'a b c')
['a', 'b', ‘c']分組
正規表示式中提供了()進行匹配結果的分組，如果正規表示式中定義了組，就可以使用Match物件的group()方法提取子串。group(0)表示的是原始字串。
>>> t = '19:05:30'
>>> m = re.match(r'^(0[0-9]|1[0-9]|2[0-3]|[0-9])\:(0[0-9]|1[0-9]|2[0-9]|3[0-9]|4[0-9]|5[0-9]|[0-9])\:(0[0-9]|1[0-9]|2[0-9]|3[0-9]|4[0-9]|5[0-9]|[0-9])$', t)
>>> m.groups()
('19', '05', '30')常用內建模組
datetime
datetime是Python處理日期和時間的標準庫。日期操作中，常用的包括獲取當前日誌、建立一個日期、計算兩個日期的差值、判斷日期的型別、日期與時間戳的相互轉換、字串與日期型別的相互轉換，這些基本上看看例子就可以掌握。
在計算機中，時間實際上是用數字表示的。我們把1970年1月1日 00:00:00 UTC+00:00時區的時刻稱為epoch time，記為0（1970年以前的時間timestamp為負數），當前時間就是相對於epoch time的秒數，稱為timestamp。timestamp 與時區沒有關係，datetime與時區有關係。
字串'%Y-%m-%d %H:%M:%S'規定了日期和時間部分的格式。詳細的說明請參考Python文件。字串轉換為日期型別後，預設是沒有帶時區資訊的。
from datetime import datetime, timedelta, timezone
# 獲取當前時間
now = datetime.now()
print(now)
# 建立一個指定的日期
wt = datetime(2017,4,12,14,5,15)
print(wt)
# 將日期型別轉換為時間戳
print( wt.timestamp() )
# 將時間戳轉換為日期，加了一個小時
print( datetime.fromtimestamp(wt.timestamp() + 60*60 ) )
# 字串轉換為日期型別
cday = datetime.strptime('2017-4-12 18:19:59', '%Y-%m-%d %H:%M:%S')
print(cday)
# 將日期型別格式化為字串顯示
print(now.strftime('%A, %B, %d, %H:%m'))
# 日期型別也可以直接使用 + - 進行運算，引入timedelta可以計算差值
print(now - timedelta(days=1))
print(now + timedelta(days=1, hours=2))collections
collections 是 Python 內建的一個集合模組，提供了許多有用的集合類。包括 namedtuple、deque
tuple 可以表示不變集合，但是不方便從名稱上看出用途。通過使用namedtuple函式，可以建立一個自定義的tuple物件，規定了tuple的個數，並且可以通過屬性來訪問元素。
使用 list 儲存資料時，，按索引訪問元素很快，但是插入和刪除元素就很慢了，因為list是線性儲存，資料量大的時候，插入和刪除效率很低。deque是為了高效實現插入和刪除操作的雙向列表，適合用於佇列和棧。deque除了實現list的append()和pop()外，還支援appendleft()和popleft()，這樣就可以非常高效地往頭部新增或刪除元素。