Python 的練手項(xiàng)目有哪些值得推薦？

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2022-01-14 21:21

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今天要推薦一本非常著名的開源書籍：《500 Lines or Less》。

在開始正題之前，先介紹一下它所屬的系列。該系列叫 AOSA，是“The Architecture of Open Source Applications”的簡(jiǎn)稱，即“開源程序的體系結(jié)構(gòu)”，目前有四本書，本期主角是最近的一本（發(fā)布于 2016.7.12）。

這個(gè)系列最初的目的是：研究那些優(yōu)秀的開源項(xiàng)目，從中吸取精華的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

在前三本書中，研究對(duì)象已多達(dá) 50 幾個(gè)，其中不乏名頭響亮者，例如 Eclipse、Selenium、Git、matplotlib、nginx、Puppet、Pypy、SQLAlchemy 與 Twisted 等等。

每個(gè)章節(jié)的作者都是開源軟件的核心參與者，介紹了項(xiàng)目是如何設(shè)計(jì)的、為什么這樣設(shè)計(jì)、主要的組成部分是什么、各模塊間如何互動(dòng)、開發(fā)中的優(yōu)秀成果有哪些……

這些書拆解了開源界的明星項(xiàng)目，通過閱讀，你能了解到開源作者們的思考方式，了解到各類困難問題的解決方案，學(xué)習(xí)使用現(xiàn)成的輪子。所謂見多識(shí)廣，學(xué)習(xí)吸取經(jīng)驗(yàn)，有望“站在巨人的肩膀上”。

但是，這幾本書主要偏向于架構(gòu)和工程方面，項(xiàng)目代碼量基本是幾千上萬行，對(duì)于初級(jí)程序員來說不夠?qū)嵱茫胍酝?，挑?zhàn)性太大。

針對(duì)這個(gè)問題，該系列新出了一本《500 Lines or Less》，專注于 500 行或更少代碼的小型項(xiàng)目。

關(guān)注編寫代碼時(shí)所作出的設(shè)計(jì)決定與權(quán)衡 ：

為什么要使用一些接口將應(yīng)用程序分成不同的模塊？
為什么在這里使用繼承，在別處使用封裝？
如何預(yù)測(cè)程序的擴(kuò)展，如何讓其他程序員輕松實(shí)現(xiàn)？

簡(jiǎn)而言之，這本書聚焦于一些相對(duì)較小但又很具代表性的課題，并通過 500 行以內(nèi)的代碼來實(shí)現(xiàn)它。

書中寫了 22 個(gè)項(xiàng)目，下面逐一簡(jiǎn)介：

1、Blockcode: A visual programming toolkit（可視化編程工具包）

使用語言：HTML、CSS、JavaScript

該項(xiàng)目基于開源的 Waterbear 工具，提供可視化的操作界面，通過簡(jiǎn)單而直觀的交互方式，實(shí)現(xiàn)圖形編程。

2、A Continuous Integration System（持續(xù)集成系統(tǒng)）

使用語言：Python 2

CI 是軟件開發(fā)中重要的持續(xù)集成系統(tǒng)，保障新功能的穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)。這個(gè)項(xiàng)目介紹了 CI 系統(tǒng)的工作原理，并嘗試構(gòu)建自己的 CI 系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)監(jiān)聽器、測(cè)樣例調(diào)度器和測(cè)試運(yùn)行器。

3、Clustering by Consensus（分布式系統(tǒng)）

使用語言：Python

探索如何實(shí)現(xiàn)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，用于可靠的分布式計(jì)算。為了解決共識(shí)性問題，使用了 Paxos 算法的衍生 Multi-Paxos。學(xué)習(xí)這個(gè)項(xiàng)目，能接觸很多分布式的知識(shí)。

4、Contingent: A Fully Dynamic Build System（動(dòng)態(tài)構(gòu)建系統(tǒng)）

使用語言：Python

構(gòu)建系統(tǒng)（build system）用于將源代碼生成用戶可用的目標(biāo)（如庫、可執(zhí)行文件、腳本等），常見的有 GNU Make、CMake、Apache Ant 等。Python 中的 PyInstaller 也是構(gòu)建系統(tǒng)的一種。本項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了一個(gè)構(gòu)建系統(tǒng)，且試圖對(duì)“動(dòng)態(tài)交叉引用”問題提出一個(gè)解決方案。

5、A Web Crawler With asyncio Coroutines（使用協(xié)程實(shí)現(xiàn)的爬蟲）

使用語言：Python

作者之一是 Python 之父（Guido van Rossum），使用標(biāo)準(zhǔn)庫 asyncio 實(shí)現(xiàn)異步的網(wǎng)頁爬蟲。（學(xué)習(xí)爬蟲者必看）

6、Dagoba: an in-memory graph database（內(nèi)存中的圖形數(shù)據(jù)庫）

使用語言：JavaScript

圖形數(shù)據(jù)庫是 NoSQL 數(shù)據(jù)庫的一種，使用圖形理論來存儲(chǔ)實(shí)體間的關(guān)系。這個(gè)項(xiàng)目介紹了圖形數(shù)據(jù)庫要解決的幾個(gè)問題，然后將它實(shí)現(xiàn)。

7、DBDB: Dog Bed Database（狗床數(shù)據(jù)庫）

使用語言：Python

用 Python 實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的鍵值對(duì)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(key/value database)，其特點(diǎn)是在電腦崩潰或程序出錯(cuò)時(shí)，也能保證數(shù)據(jù)的安全。學(xué)習(xí)這個(gè)項(xiàng)目，可以掌握關(guān)于數(shù)據(jù)庫的一些核心特性，例如原子性(atomicity)、一致性(consistency)、獨(dú)立性(isolation)和持久性(durability)。

8、An Event-Driven Web Framework（事件驅(qū)動(dòng)的Web框架）

使用語言：Common Lisp

構(gòu)建一個(gè)以事件驅(qū)動(dòng)的 Web 框架，使用 HTTP 做通信協(xié)議。

9、A Flow Shop Scheduler（流水車間調(diào)度器）

使用語言：Python 2

流水車間調(diào)度問題是查找最優(yōu)解問題的一種，本項(xiàng)目基于局部搜索（local search）方法，實(shí)現(xiàn)流水車間調(diào)度器。

10、An Archaeology-Inspired Database（受考古學(xué)啟發(fā)的數(shù)據(jù)庫）

使用語言：Clojure

主流的數(shù)據(jù)庫是面向空間編程 （place-oriented programming），即在更新數(shù)據(jù)的時(shí)候，新數(shù)據(jù)會(huì)占據(jù)老數(shù)據(jù)的空間。本項(xiàng)目開了個(gè)腦洞，用考古學(xué)家的視角設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫，記錄數(shù)據(jù)的所有變化軌跡，更新數(shù)據(jù)時(shí)并不刪除老數(shù)據(jù)。最終實(shí)現(xiàn)代碼僅 360 行，作者稱這個(gè)數(shù)據(jù)庫為CircleDB 。

11、Making Your Own Image Filters（圖片濾鏡）

使用語言：Java

Processing 是一種用 Java 構(gòu)建的開發(fā)環(huán)境，本項(xiàng)目介紹了它的特性與配置，并最終實(shí)現(xiàn)自己的濾鏡 APP。功能比較簡(jiǎn)單，但實(shí)現(xiàn)過程涉及很多圖像處理的內(nèi)容。

12、A Python Interpreter Written in Python（Python解釋器）

使用語言：Python

它的結(jié)構(gòu)跟 CPython 解釋器差不多，作者命其名為 Byterun。文中詳細(xì)講解了解釋器的工作原理，跟著學(xué)習(xí)，將極有幫助。

13、A 3D Modeller（3D建模）

使用語言：Python

3D 圖形化編程，使用 OpenGL 來渲染圖形。

14、A Simple Object Model（對(duì)象模型）

使用語言：Python

當(dāng)今最主流的編程范式依然是面向?qū)ο缶幊?，而它的核心則是對(duì)象模型。編寫一些簡(jiǎn)單的對(duì)象模型可以更好地理解現(xiàn)有語言的內(nèi)部工作原理，并且深入地了解面向?qū)ο笳Z言的設(shè)計(jì)理念。

15、Optical Character Recognition (OCR，光學(xué)字符識(shí)別)

使用語言：Python、JavaScript、HTML

基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ANNs）實(shí)現(xiàn)的簡(jiǎn)單 OCR 系統(tǒng)，并設(shè)計(jì)了一個(gè) Web 客戶端。

16、A Pedometer in the Real World（現(xiàn)實(shí)計(jì)步器）

使用語言：Ruby

計(jì)步器的設(shè)計(jì)依據(jù)是什么，如何在現(xiàn)實(shí)世界中把它實(shí)現(xiàn)呢？該文回答了這個(gè)問題，它還設(shè)計(jì)了一個(gè)友好的 Web 界面。

17、The Same-Origin Policy（同源策略）

使用語言：Alloy

同源策略（SOP）是當(dāng)今瀏覽器中安全機(jī)制的重要組成部分，用于控制瀏覽器中腳本間的通信。文中使用 Alloy（一種用于建模與分析軟件設(shè)計(jì)的語言）來構(gòu)建一個(gè)可執(zhí)行的 SOP 模型。

18、A Rejection Sampler（采樣器）

使用語言：Python

“采樣”是指從一些概率分布中生成隨機(jī)數(shù)，文中介紹了如何從非標(biāo)準(zhǔn)的概率分布里進(jìn)行采樣，以及如何計(jì)算樣本在分布里對(duì)應(yīng)的概率。

19、Web Spreadsheet（Web 電子表格）

使用語言：HTML、CSS、JS

電子表格是辦公軟件的必備，我們最熟知的是微軟的 Excel。文中用 AngularJS 框架來實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的 Web 電子表格，所用代碼僅 99 行。效果查看：https://audreyt.github.io/500lines/spreadsheet

20、Static Analysis（靜態(tài)分析）

使用語言：Julia

“靜態(tài)分析”指的是在不運(yùn)行代碼的情況下檢查代碼（類型、格式、編碼規(guī)范等等），這項(xiàng)工作通常是由各種 IDE 編輯器來完成。本項(xiàng)目使用 Julia，實(shí)現(xiàn)了一些基本的靜態(tài)分析功能。

21、A Template Engine（模板引擎）

使用語言：Python

“模板引擎”是 Web 開發(fā)中很重要的東西，支持將用戶界面與實(shí)際業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)分離，通過它可生成標(biāo)準(zhǔn)的 HTML 文檔。文中所用的模板引擎語法基于 Django，總代碼量?jī)H 262 行。

22、A Simple Web Server（Web服務(wù)器）

使用語言：Python、HTML

實(shí)現(xiàn)了一個(gè)簡(jiǎn)單的 Web 服務(wù)器，主要使用了標(biāo)準(zhǔn)庫中的BaseHTTPServer。另外，它還介紹了 CGI（通用網(wǎng)關(guān)接口）協(xié)議，給服務(wù)器實(shí)現(xiàn)了運(yùn)行外部程序的功能。

所有項(xiàng)目介紹完畢?？梢钥闯?，22 個(gè)項(xiàng)目中有 13 個(gè)使用了 Python，占60%，難怪網(wǎng)上有些不明真相的同學(xué)直呼它是“一本Python神書”。

有些項(xiàng)目初看的話，你難以想象只需不到 500 行代碼就能實(shí)現(xiàn)，但是經(jīng)過必要的問題裁剪，并使用恰當(dāng)?shù)默F(xiàn)成輪子（開源庫、工具、框架等），就能取得簡(jiǎn)單的成果。

與之相對(duì)的，不要以為 500 行以內(nèi)的項(xiàng)目就很簡(jiǎn)單。每個(gè)項(xiàng)目的作者都大有來頭（連 Python 之父都親自上陣?yán)玻恼轮袑懙降募夹g(shù)背景、實(shí)現(xiàn)原理以及設(shè)計(jì)思路，全都值得仔細(xì)研讀（很多還不一定能讀懂）。

這本書是開源的，在官網(wǎng)上可以免費(fèi)閱讀。它還配套了 Github 倉庫，存放了完整的項(xiàng)目代碼，目前已經(jīng)獲得 20000 多顆星星啦。

Github 上有對(duì)它的中文翻譯計(jì)劃，但是翻譯者寥寥，只有 10 幾篇翻譯了出來，翻譯質(zhì)量還不敢恭維。

不管如何，這么優(yōu)質(zhì)而誠(chéng)意十足的開源書籍，非常值得推薦！作為咱們 Python 貓薦書系列的第八期，也非常合適。

最后附上該書在開篇中的寄語：

We hope that the experiences of the authors in this book will help you grow out of your comfort zone in your own programming practice.

我們希望本書作者的經(jīng)驗(yàn)?zāi)軌驇椭谧约旱木幊虒?shí)踐中成長(zhǎng)。

相關(guān)鏈接：

書籍官網(wǎng)：http://aosabook.org/en/index.html

Github英：https://github.com/aosabook/500lines

Github中：https://github.com/HT524/500LineorLess_CN

下載1：OpenCV-Contrib擴(kuò)展模塊中文版教程

在「小白學(xué)視覺」公眾號(hào)后臺(tái)回復(fù)：擴(kuò)展模塊中文教程，即可下載全網(wǎng)第一份OpenCV擴(kuò)展模塊教程中文版，涵蓋擴(kuò)展模塊安裝、SFM算法、立體視覺、目標(biāo)跟蹤、生物視覺、超分辨率處理等二十多章內(nèi)容。

下載2：Python視覺實(shí)戰(zhàn)項(xiàng)目52講

在「小白學(xué)視覺」公眾號(hào)后臺(tái)回復(fù)：Python視覺實(shí)戰(zhàn)項(xiàng)目，即可下載包括圖像分割、口罩檢測(cè)、車道線檢測(cè)、車輛計(jì)數(shù)、添加眼線、車牌識(shí)別、字符識(shí)別、情緒檢測(cè)、文本內(nèi)容提取、面部識(shí)別等31個(gè)視覺實(shí)戰(zhàn)項(xiàng)目，助力快速學(xué)校計(jì)算機(jī)視覺。

下載3：OpenCV實(shí)戰(zhàn)項(xiàng)目20講

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