Курс по Python

Этот репозиторий — курс по Python: от синтаксиса, модели объектов и работы с памятью до системного программирования, сети, асинхронности, качества кода, архитектуры и практик разработчика.

Структура курса

Модуль 0100. Введение в язык и среду выполнения

• 0101) Что такое Python и области применения
• 0102) Интерпретатор байткод и модель выполнения
• 0103) Установка Python и управление версиями
• 0104) REPL и запуск скриптов
• 0105) Venv и изоляция окружения
• 0106) IDE редактор терминал и инструменты разработки
• 0107) Структура проекта
• 0108) Python 2 vs 3 и совместимость
• 0109) IPython

Модуль 0200. Базовый синтаксис и примитивы

• 0201) Токены и ключевые слова
• 0202) Переменные и модель имен
• 0203) int
• 0204) float
• 0205) bool
• 0206) str immutability и slicing
• 0207) None и отсутствие значения
• 0208) input
• 0209) print
• 0210) f string и format
• 0211) Приведение типов
• 0212) id ссылки и основы модели памяти
• 0213) Динамическая типизация в Python
• 0214) Объектная модель Python
• 0215) Классификация типов данных
• 0216) Изменяемые и неизменяемые объекты
• 0217) is и оператор равенства
• 0218) Интернирование строк и чисел
• 0219) Присваивание и ссылки на объекты
• 0220) Reference counting и garbage collector
• 0221) Циклические ссылки
• 0222) complex

Модуль 0300. Операторы и выражения

• 0301) Арифметические операторы
• 0302) Логические операторы
• 0303) Операторы сравнения
• 0304) Побитовые операции
• 0305) Операторы принадлежности и идентичности
• 0306) Приоритет операций
• 0307) Тернарные выражения
• 0308) Walrus operator

Модуль 0400. Управляющие конструкции

• 0401) if elif else
• 0402) match case
• 0403) for
• 0404) while
• 0405) range и итерации
• 0406) break continue pass
• 0407) Вложенные конструкции
• 0408) Основы алгоритмического мышления
• 0409) truthy falsy
• 0410) else в циклах

Модуль 0500. Структуры данных

• 0501) list внутреннее устройство и операции
• 0502) tuple и immutability
• 0503) set хеширование и операции
• 0504) dict ключи коллизии и операции
• 0505) Вложенные структуры
• 0506) Сравнение структур
• 0507) Поверхностное и глубокое копирование
• 0508) collections Counter и defaultdict
• 0509) List comprehension
• 0510) Dict comprehension
• 0511) Set comprehension
• 0512) Вложенные comprehensions
• 0513) Условия в comprehensions
• 0514) Производительность list set dict
• 0515) frozenset
• 0516) Вложенные списки
• 0517) Матрицы
• 0518) Встроенные функции для коллекций
• 0519) deque
• 0520) missing в dict

Модуль 0600. Функции и абстракции

• 0601) Определение и вызов функций
• 0602) Позиционные и именованные параметры
• 0603) args и kwargs
• 0604) Возврат значений
• 0605) LEGB и области видимости
• 0606) Замыкания closures
• 0607) Рекурсия
• 0608) Аргументы по умолчанию
• 0609) Проблема mutable аргументов
• 0610) Функции как объекты первого класса
• 0611) global и nonlocal
• 0612) Вложенные функции
• 0613) Пространства имен и shadowing
• 0614) Positional only и keyword only параметры

Модуль 0700. Модули и пакеты

• 0701) import и его варианты
• 0702) Создание собственных модулей
• 0703) Пакеты и init
• 0704) Относительные и абсолютные импорты
• 0705) pip uv и управление зависимостями
• 0706) main и точка входа
• 0707) Структура Python файла
• 0708) sys path
• 0709) math
• 0710) datetime
• 0711) random
• 0712) string
• 0713) decimal
• 0714) fractions
• 0715) turtle
• 0716) setup py и pyproject toml
• 0717) Создание пакета
• 0718) Установка и распространение
• 0719) entry points и console scripts
• 0720) poetry
• 0721) pip tools
• 0722) lock файлы и репродуцируемость
• 0723) time и monotonic clock
• 0724) Таймеры и задержки
• 0725) Проблемы времени и таймзоны
• 0726) UTC vs local time
• 0727) DST и летнее время
• 0728) Как работает import под капотом
• 0729) importlib и динамические импорты
• 0730) Кэширование модулей
• 0731) Запуск через python m
• 0732) zipapp
• 0733) pex и самодостаточные бинарники
• 0734) import
• 0735) sys meta path и custom importers

Модуль 0800. Работа со строками и текстом

• 0801) Методы строк
• 0802) Unicode и кодировки
• 0803) re регулярные выражения
• 0804) Парсинг текста
• 0805) Очистка и нормализация текста
• 0806) Внутреннее устройство строк
• 0807) Escape последовательности
• 0808) Сравнение строк
• 0809) Метасимволы и квантификаторы
• 0810) locale и региональные настройки
• 0811) Normalization NFC NFD
• 0812) Парсинг HTML

Модуль 0900. Исключения и обработка ошибок

• 0901) SyntaxError vs Exception
• 0902) try except else finally
• 0903) raise и повторное пробрасывание
• 0904) Пользовательские исключения
• 0905) Иерархия исключений
• 0906) Best practices обработки ошибок
• 0907) traceback и чтение стека вызовов
• 0908) Модель исключений в Python
• 0909) Обработка нескольких исключений

Модуль 1000. Работа с файлами и данными

• 1001) open close и with для файлов
• 1002) Режимы файлов
• 1003) Чтение и запись текста
• 1004) Чтение и запись байтов
• 1005) JSON
• 1006) CSV
• 1007) pickle и сериализация
• 1008) Безопасность при работе с данными
• 1009) Типичные ошибки при работе с файлами
• 1010) Потоковый ввод и вывод
• 1011) YAML
• 1012) TOML
• 1013) Injection и валидация входа
• 1014) Опасности pickle и десериализации
• 1015) bytes bytearray memoryview
• 1016) struct упаковка и распаковка данных
• 1017) endianness и бинарные форматы
• 1018) XML
• 1019) msgpack
• 1020) protobuf обзор
• 1021) Сравнение форматов сериализации
• 1023) zipfile и tarfile
• 1024) io StringIO и BytesIO
• 1025) secrets
• 1026) hashlib
• 1027) hmac

Модуль 1100. Итераторы и генераторы

• 1101) Протокол итерации
• 1102) iter и next
• 1103) Собственные итераторы
• 1104) yield и генераторы
• 1105) Генераторные выражения
• 1106) itertools
• 1107) Ленивые вычисления и экономия памяти
• 1108) Итератор vs итерируемый объект
• 1109) Потоковая обработка данных
• 1110) Конвейеры генераторов
• 1111) send throw close у генераторов
• 1112) Двунаправленные генераторы

Модуль 1200. ООП в Python

• 1201) Классы и объекты
• 1202) Атрибуты экземпляра и класса
• 1203) Методы и init
• 1204) Инкапсуляция
• 1205) Наследование
• 1206) Полиморфизм
• 1207) Абстракция
• 1208) property и управление доступом к атрибутам
• 1209) Магические методы
• 1210) dataclass
• 1211) Композиция vs наследование
• 1212) Статические методы методы класса и экземпляра
• 1213) Абстрактные классы и методы
• 1214) slots
• 1215) MRO и super
• 1216) Числовые протоколы

Модуль 1300. Типизация и продвинутые механизмы языка

• 1301) Аннотации типов
• 1302) typing
• 1303) Protocol и Generic
• 1304) Декораторы
• 1305) contextlib и собственные контекстные менеджеры
• 1306) Дескрипторы
• 1307) functools partial wraps и singledispatch
• 1308) Метаклассы обзор
• 1309) dir vars type id
• 1310) getattr setattr hasattr
• 1311) inspect
• 1312) Динамическое создание объектов
• 1313) init_subclass и class_getitem
• 1314) TypeVar ParamSpec TypeVarTuple
• 1315) Annotated Literal TypeGuard
• 1316) overload
• 1317) NewType vs type alias
• 1318) typing extensions
• 1319) Дескрипторы get set delete
• 1320) enter exit изнутри
• 1321) ast
• 1322) tokenize
• 1323) exec eval риски и применение

Модуль 1400. Функциональное программирование

• 1401) lambda
• 1402) map
• 1403) filter
• 1404) reduce
• 1405) Чистые функции
• 1406) Иммутабельность
• 1407) Композиция функций
• 1408) Функции высшего порядка
• 1409) zip
• 1410) any all enumerate
• 1411) Парадигмы программирования
• 1412) operator
• 1413) toolz и more itertools

Модуль 1500. Алгоритмы и структуры данных

• 1501) Big O
• 1502) Сортировки
• 1503) Поиск
• 1504) Стек и очередь
• 1505) Связные списки
• 1506) Деревья
• 1507) Графы
• 1508) Хеш таблицы
• 1509) sorted и sort
• 1510) key функции сортировки

Модуль 1600. Системное программирование

• 1601) os
• 1602) sys
• 1603) pathlib
• 1604) subprocess
• 1605) shutil
• 1606) tempfile
• 1607) signal
• 1608) argparse
• 1609) stdin stdout и pipe
• 1610) exit codes и завершение программ
• 1611) signal handling в CLI
• 1612) chmod и umask
• 1613) Символические ссылки
• 1614) Работа с большими директориями
• 1615) Переменные окружения глубже
• 1616) PID и работа с процессом
• 1617) Демонизация процессов
• 1618) mmap
• 1619) ctypes и cffi
• 1620) fcntl и termios
• 1621) resource
• 1622) atexit

Модуль 1700. Сетевое программирование

1701. socket

• 1711) TCP клиент и сервер
• 1712) UDP датаграммы
• 1713) Таймауты буферы порты
• 1714) Многоклиентский сервер
• 1715) Бинарные форматы протоколов
• 1716) DNS резолюция getaddrinfo

1702. ipaddress

• 1721) IPv4 IPv6 и подсети
• 1722) Валидация и разбор адресов

1703. urllib

• 1731) urllib parse url разбор
• 1732) Query params и URL encoding

1704. http

• 1741) HTTP методы
• 1742) Headers и Content Type
• 1743) Status Codes
• 1744) Request Response модель
• 1745) keep alive и pipelining

1705. requests

• 1751) GET
• 1752) POST
• 1753) PUT
• 1754) PATCH
• 1755) DELETE
• 1756) Session Cookies Headers
• 1757) Timeout Retry и Error Handling
• 1758) Безопасность HTTP клиентов
• 1759) REST API дизайн на клиенте
• 1760) Пагинация и rate limit
• 1761) Аутентификация basic token oauth
• 1762) Backoff и стратегии повтора
• 1763) Idempotency
• 1764) Timeout как дизайн решение

1706. aiohttp

• 1761) Асинхронный HTTP клиент
• 1762) Работа с API и JSON
• 1763) WebSocket клиент

1707. ssl

• 1771) ssl и TLS вручную

1708. http server

• 1781) http server

1709. rpc и mail

• 1791) xmlrpc
• 1792) imaplib
• 1793) smtplib

Модуль 1800. Параллелизм и асинхронность

• 1801) Конкурентность vs параллелизм
• 1802) GIL глубоко

1803. threading

• 1831) Thread
• 1832) Жизненный цикл потока
• 1833) Lock
• 1834) RLock
• 1835) Semaphore
• 1836) Event
• 1837) Condition
• 1838) Barrier
• 1839) ThreadPool
• 1840) Координация задач в threading

1804. multiprocessing

• 1841) Process
• 1842) Жизненный цикл процесса
• 1843) Pool
• 1844) Queue
• 1845) Pipe
• 1846) IPC
• 1847) CPU bound задачи
• 1848) shared memory

1805. asyncio

• 1851) Event Loop
• 1852) coroutines
• 1853) async
• 1854) await
• 1855) Task
• 1856) Gather
• 1857) TaskGroup
• 1858) Async Queue
• 1859) Async Lock
• 1860) Async Semaphore
• 1861) I O bound задачи
• 1862) asyncio Protocol
• 1863) loop run in executor
• 1864) asyncio timeout
• 1865) Отмена задач и CancelledError
• 1866) contextvars

Модуль 1900. Отладка логирование и диагностика

• 1901) pdb и breakpoint
• 1902) logging
• 1903) warnings
• 1904) traceback
• 1905) assert и инварианты
• 1906) Основы тестирования
• 1907) Отладка deadlock и race condition

Модуль 2000. Качество кода и статический анализ

• 2001) PEP8
• 2002) PEP257 и docstrings
• 2003) Flake8
• 2004) Ruff
• 2005) Black
• 2006) isort
• 2007) Mypy
• 2008) Pyright и Pylance
• 2009) SonarQube
• 2010) Bandit
• 2011) Radon и Vulture
• 2012) pre commit

Модуль 2100. Производительность и оптимизация

• 2101) timeit
• 2102) cProfile
• 2103) tracemalloc
• 2104) Оптимизация алгоритмов
• 2105) lru cache и мемоизация
• 2106) Работа с памятью
• 2107) Поиск утечек памяти
• 2108) array
• 2109) memoryview глубже
• 2110) slots и влияние на память
• 2111) Cython и Numba обзор
• 2112) del и финализаторы
• 2113) weakref
• 2114) sys getsizeof и реальный размер объектов
• 2115) dis и байткод CPython

Модуль 2200. Архитектура и best practices

• 2201) SOLID в Python
• 2202) Чистый код
• 2203) Рефакторинг
• 2204) Разделение слоев
• 2205) Проектирование CLI приложений
• 2206) Конфигурация через env и settings
• 2207) Docstrings и Sphinx
• 2208) Структура пакетов и расширяемость
• 2209) CLI дизайн и user experience
• 2210) Форматирование вывода tabulate и rich
• 2211) Цветной вывод и progress bar
• 2212) dotenv и переменные окружения
• 2213) Идиомы Python и Pythonic подход

Модуль 2300. GoF 23 классических паттерна проектирования

2301. Abstract Factory

• 2301) Abstract Factory

2302. Builder

• 2302) Builder

2303. Factory Method

• 2303) Factory Method

2304. Prototype

• 2304) Prototype

2305. Singleton

• 2305) Singleton

2306. Adapter

• 2306) Adapter

2307. Bridge

• 2307) Bridge

2308. Composite

• 2308) Composite

2309. Decorator

• 2309) Decorator

2310. Facade

• 2310) Facade

2311. Flyweight

• 2311) Flyweight

2312. Proxy

• 2312) Proxy

2313. Chain of Responsibility

• 2313) Chain of Responsibility

2314. Command

• 2314) Command

2315. Interpreter

• 2315) Interpreter

2316. Iterator

• 2316) Iterator

2317. Mediator

• 2317) Mediator

2318. Memento

• 2318) Memento

2319. Observer

• 2319) Observer

2320. State

• 2320) State

2321. Strategy

• 2321) Strategy

2322. Template Method

• 2322) Template Method

2323. Visitor

• 2323) Visitor

Модуль 2400. Библиотеки для анализа данных

• 2401) numpy
• 2402) pandas
• 2403) matplotlib

Модуль 2500. Как работать разработчиком

• 2501) Как читать документацию
• 2502) Как искать ошибки
• 2503) Как дебажить проекты
• 2504) Как писать код в команде
• 2505) Код ревью
• 2506) Семантическое версионирование
• 2507) Changelog и release notes
• 2508) Git workflow
• 2509) README и документация для open source

Модуль 2600. Библиотеки для работы с базами данных

• 2601) DB API 2 0
• 2602) sqlite3
• 2603) psycopg
• 2604) asyncpg
• 2605) SQLAlchemy Core
• 2606) SQLAlchemy ORM
• 2607) Alembic
• 2608) PyMongo
• 2609) redis py