# PythonStudy
**Repository Path**: zhangmf9773/python-study
## Basic Information
- **Project Name**: PythonStudy
- **Description**: 一个专注Python各方面的学习项目
- **Primary Language**: Unknown
- **License**: MIT
- **Default Branch**: main
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No
## Statistics
- **Stars**: 0
- **Forks**: 0
- **Created**: 2026-07-03
- **Last Updated**: 2026-07-03
## Categories & Tags
**Categories**: Uncategorized
**Tags**: None
## README
# Python Study
> 系统化 Python 学习项目 — 从标准库到 AI 模型，从工程实践到设计模式，覆盖 14 个技术领域的可运行示例代码。
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## 目录
- [学习路线](#学习路线)
- [项目结构](#项目结构)
- [快速开始](#快速开始)
- [模块详解](#模块详解)
- [运行方式](#运行方式)
- [依赖清单](#依赖清单)
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## 学习路线
```
标准库基础 → 数据分析 → Web 后端 → 并发编程 → AI 模型
│ │ │ │ │
└──── 工程实践 ──── 数据库 ──── 设计模式 ────────┘
```
| 阶段 | 模块 | 目标 |
|:---:|---------------------------|------------------|
| ① | basics / cli / testing | 掌握标准库与工程基础 |
| ② | data / vision | 数据处理与可视化能力 |
| ③ | web_backend / concurrency | 构建 Web 服务、理解并发模型 |
| ④ | automation / ml | 爬虫自动化与机器学习入门 |
| ⑤ | ai_models | 调用主流 AI 模型 API |
| ⑥ | engineering / database | 日志配置、类型系统、数据库实战 |
| ⑦ | design_patterns | 面向对象设计能力提升 |
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## 项目结构
```
python-study/
│
├── AI/
│ ├── basics/ # 标准库基础
│ │ ├── os_sys.py # os / sys / pathlib / shutil
│ │ ├── re.py # 正则表达式
│ │ └── pydantic.py # 数据校验
│ │
│ ├── data/ # 数据分析
│ │ ├── numpy.py # NumPy 数组运算
│ │ ├── pandas.py # Pandas 数据操作
│ │ └── matplotlib.py # Matplotlib 可视化
│ │
│ ├── vision/ # 计算机视觉
│ │ ├── opencv.py # OpenCV 图像处理
│ │ ├── mediapipe.py # MediaPipe 姿态检测
│ │ └── pillow.py # Pillow 图像编辑
│ │
│ ├── web_backend/ # Web 开发
│ │ ├── flask_fastapi.py # Flask & FastAPI
│ │ └── sqlalchemy.py # ORM 操作
│ │
│ ├── concurrency/ # 并发编程
│ │ ├── asyncio_aiohttp.py # 异步 IO
│ │ └── threading_multiprocessing.py # 多线程 / 多进程
│ │
│ ├── cli/ # 命令行
│ │ └── click_argparse.py # Click & Argparse
│ │
│ ├── testing/ # 测试
│ │ ├── pytest_basics.py # Pytest 核心
│ │ └── conftest.py # 共享 Fixture
│ │
│ ├── automation/ # 自动化
│ │ ├── pyautogui.py # GUI 自动化
│ │ ├── selenium.py # 浏览器自动化
│ │ └── requests_bs4.py # HTTP 请求 & 爬虫
│ │
│ ├── ml/ # 机器学习
│ │ └── sklearn.py # Scikit-learn
│ │
│ ├── ai_models/ # AI 模型
│ │ └── ai_models.py # OpenAI / 🤗 Transformers / LangChain / Ollama
│ │
│ ├── engineering/ # 工程实践
│ │ ├── logging_config.py # Logging & Loguru
│ │ └── typing_advanced.py # 类型系统进阶
│ │
│ ├── database/ # 数据库
│ │ ├── sqlite_advanced.py # SQLite 进阶
│ │ └── redis_basics.py # Redis
│ │
│ └── design_patterns/ # 设计模式
│ └── patterns.py # 单例 / 工厂 / 建造者 / 装饰器 / 观察者 / 策略
│
├── main.py # 入口
└── README.md
```
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## 快速开始
```bash
# 克隆项目
git clone
cd python-study
# 创建虚拟环境 (推荐)
python3 -m venv .venv
source .venv/bin/activate
# 安装依赖
pip install -r requirements.txt # 待添加
# 运行任意示例
python AI/basics/os_sys.py
```
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## 模块详解
### basics — 标准库基础
`os_sys.py` `re.py` `pydantic.py`
文件系统操作、正则表达式模式匹配、Pydantic 数据模型校验。
适合 Python 初学者建立对标准库的认知。
### data — 数据分析
`numpy.py` `pandas.py` `matplotlib.py`
NumPy 多维数组运算与广播、Pandas DataFrame 聚合透视、Matplotlib 多种图表及 3D 绘图。
数据科学入门必备三件套。
### vision — 计算机视觉
`opencv.py` `mediapipe.py` `pillow.py`
OpenCV 图像滤波/边缘检测/人脸识别、MediaPipe 实时姿态追踪、Pillow 图片批量处理。
覆盖从传统 CV 到深度学习姿态检测的完整链路。
### web_backend — Web 后端
`flask_fastapi.py` `sqlalchemy.py`
Flask 路由/模板/中间件、FastAPI 异步路由/后台任务/Pydantic 集成、SQLAlchemy ORM CRUD 与关系映射。
从零搭建 Web API 的完整流程。
### concurrency — 并发编程
`asyncio_aiohttp.py` `threading_multiprocessing.py`
asyncio 协程/gather/信号量/生产者消费者、多线程 Lock/线程池/GIL 对比、多进程 Pool/Queue。
深入理解 Python 并发模型的差异与适用场景。
### cli — 命令行工具
`click_argparse.py`
Argparse 基础参数解析、Click 装饰器式命令定义、子命令、进度条。
编写专业 CLI 工具的两种主流方式。
### testing — 测试
`pytest_basics.py` `conftest.py`
Pytest 断言/fixture/参数化/mock/patch/临时目录、conftest 共享 fixture 管理。
构建自动化测试体系的核心技能。
### automation — 自动化与爬虫
`pyautogui.py` `selenium.py` `requests_bs4.py`
PyAutoGUI 鼠标键盘模拟、Selenium 浏览器无头模式、Requests + BeautifulSoup HTML 解析。
GUI/Web 双通道自动化方案。
### ml — 机器学习
`sklearn.py`
Scikit-learn 回归/分类/聚类/PCA 降维/Pipeline 管道/交叉验证。
经典 ML 算法的标准化流程。
### ai_models — AI 模型调用
`ai_models.py`
OpenAI Chat Completion / Streaming / Embedding、HuggingFace Transformers Pipeline、LangChain Chain/Agent、Ollama 本地模型。
从 API 调用到本地部署的完整覆盖。
### engineering — 工程实践
`logging_config.py` `typing_advanced.py`
多 Handler 日志、RotatingFileHandler、dictConfig 集中配置、Loguru 开箱即用。
TypeAlias 别名、Generic 泛型、Protocol 结构化子类型、@overload 重载、TypedDict 字典类型。
提升代码可维护性与类型安全。
### database — 数据库
`sqlite_advanced.py` `redis_basics.py`
SQLite 事务/WAL 模式/B-Tree 索引/FTS5 全文搜索/自定义 RowFactory。
Redis String/Hash/List/Set/SortedSet/Pub-Sub/Pipeline 事务/分布式锁/排行榜。
关系型与 NoSQL 的实战对比。
### design_patterns — 设计模式
`patterns.py`
单例 (Singleton) / 工厂 (Factory) / 建造者 (Builder) / 装饰器 (Decorator) / 观察者 (Observer) / 策略 (Strategy)。
每种模式均含完整可运行代码与使用场景。
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## 运行方式
每个 `.py` 文件独立运行。`__main__` 块默认注释掉了大部分函数调用，按需取消注释：
```python
if __name__ == "__main__":
# 注释掉的不运行
# array_basics()
# create_arrays()
array_operations() # ← 只运行这个
```
有外部依赖的模块（Redis、OpenAI API、HuggingFace 模型）以 `code = '''...'''` 形式展示代码，控制台打印而非实际执行，避免因环境缺失而报错。
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## 依赖清单
```bash
# 数据分析
pip install numpy pandas matplotlib scikit-learn
# 计算机视觉
pip install opencv-python mediapipe pillow
# Web
pip install flask fastapi uvicorn[standard] sqlalchemy pydantic
# 自动化 & 爬虫
pip install pyautogui selenium beautifulsoup4 requests
# AI 模型
pip install openai transformers torch langchain sentence-transformers
# 工程 & 数据库
pip install loguru redis pytest aiohttp click
```