Курс по Python разработке: Python core, ООП, API, SQL, БД, Flask, Django

• Изучите все что связано с Python, научитесь работать с сервером, файловой системой, базами данных и фреймворком Django. И, это еще далеко не все…
• Изучите популярный серверный фреймворк Django (Джанго), без которого невозможно создать полнофункциональное приложение
• Вы сможете разрабатывать полноценный сайт, мобильное приложение, Телеграм-бота, игру или сторонних сервис.

Общий стек технологий и инструментов: Python (Basic + Advanced), PyCharm, JSON, API, SQL, ORM, PostgreSQL, HTML, CSS, Bootstrap, Virtualenv, Django.

Знакомство со средой разработки PyCharm. Объявление переменных, синтаксические особенности. Множественное присваивание. Встроенные функции Python: input(), id(), type(), функции приведения к определенному типу данных. Арифметические операции. Модули math, random. Ключевые слова и выражения. Операторы сравнения. Операторы ветвления. Оператор if. Синтаксические особенности использования вложенных операторов ветвления.

Особенности строк (упорядоченность, неизменяемость). Создание строк при помощи литерала, а также с помощью функции str(). Конкатенация, умножение строк. Функция len(), индексация строк, поиск символов. Методы строк, форматирование. Введение в кодировки ASCII и Unicode. Функции encode(), decode(). Синтаксические особенности создания цикла while. Сущность оператора break. Использование операторов pass и continue внутри цикла. Конструкция цикла for. Функция range(). Использование range() в цикле for. Что такое итерация и итерируемые объекты.  Функции dir() и help(). Обработка исключений, блок try-except-finally-else. Оператор raise.

Понятие функции. Функция как объект Python. Позиционные, ключевые (или именованные) и строго позиционные параметры функции. Использование пустых (stub)-функций. Оператор return. Анонимные (лямбда) функции. Использование параметров для переменного количества позиционных и ключевых аргументов (*args, **kwargs). Введение в аннотации типов.

Модуль array. Создание массивов с различными тайп-кодами. Многомерные массивы. Модуль NumPy. Арифметические операции над массивами, а также индексация, нарезка и транспонирование. Понятие списков, синтаксические особенности создания списков через функцию list(). Сортировка списков. Использование lambda-функций. Генераторы списков (list comprehensions). Кортежи в Python. Сопоставление кортежей и списков. Методы кортежей. Множества в Python. Методы множеств. Модуль Collections, словари, методы словарей, операции, использование вложенных словарей. Функция zip(). Методы объекта OrderedDict из модуля Collections.

Объявление функций внутри функции, синтаксические особенности. Глобальная и локальная области видимости. Операторы global, nonlocal. Декораторы. Синтаксис и назначение декораторов. Объединение декораторов в цепочки. Передача аргументов в функцию через декоратор. Модули time и datetime. Использование декоратора с функцией таймера для вычисления скорости работы оборачиваемой функции. Функции обратного вызова (callback-func). Применение декораторов с функцией обработки ошибок.

Понятие классов и объектов в Python. Создание пользовательского класса, создание объектов этого класса. Статические атрибуты классов. Понятие методов экземпляра класса. Специальный параметр self. Магические методы __new__ и __init__. Динамические свойства экземпляров класса. Статические методы класса (staticmethod). Методы уровня класса (classmethod). Использование геттеров и сеттеров для контроля доступа к атрибутам класса, для валидации данных перед их установкой.

Парадигма ООП – наследование. Синтаксические особенности и сущность наследования на примере наследования от object. Множественное наследование, порядок наследования атрибутов и методов при множественном наследовании. Сущность функции super(). Переопределение методов родительского класса у класса-наследника. Использование super-функции при множественном наследовании. Делегация, агрегация и композиция. Порядок разрешения методов в Python (MRO). Полиморфизм на примере операторов, функций и методов экземпляров классов. Понятие перегрузки методов, полиморфизм методов экземпляров классов в процессе наследования. Уровни доступа к атрибутам класса (Protected, Private, Public) Использование инкапсуляции для управления доступом к атрибутам класса.

Файл как объект Python. Функция open(). Чтение, запись, закрытие файлов.  Менеджер для управления контекстом -  with. Работа с директориями – создание, удаление, переименование, перемещение директорий и файлов. Модули os и shutil. Работа с путями – получение текущего рабочего каталога, понятие и получение абсолютных и относительных путей к файлу или директориям. Модули glob и pathlib. Модуль json. Сериализация и десериализация данных в/из json. Модуль csv. Чтение и запись csv-файлов. Модуль openpyxl. Работа с листами Excel-файлов. Модуль python-docx. Создание doc-файла. Чтение и запись doc-файлов. Что такое лог и процесс логгирования, для чего используется логгирование. Создание собственного обработчика логов. Встроенный базовый модуль logging.

Что такое Git и для чего он нужен? Где применяется система контролей версий? Как работать в команде? Репозиторий, снимки файлов, стадии и общий принцип работы с Git. Основные команды: cd, ls, dir, clear, git: config, init, status, add, commit, log, diff, checkout, reset, branch, merge, remote, push, fetch,  pull,  clone, …

Скачивание и установка СУБД PostgreSQL, интерфейса PgAdmin4. Введение в Postgres. Основные применения PostgreSQL. Создание базы данных. Основные операции по созданию, чтению, обновлению и удалению записей из таблицы БД. Создание связей в таблицах. Определение типов связей. Подключение к PostgreSQL из Python-приложения. Выполнение SQL-запросов в Python. Введение в ORM. Установка и настройка библиотеки SQLAlchemy. CRUD-операции на основе SQLAlchemy. Понятие миграций. Создание миграций для изменения структуры базы данных в SQLAlchemy. Определение ограничений и виды ограничений полей таблицы. Работа с триггерами в PostgreSQL через SQLALchemy.

Принципы работы интернета (пакетная коммутация, IP-адреса, DNS). Протоколы TCP/IP, HTTP, HTTPS, FTP, SMTP. Понятия клиента и сервера. Реализация простого приложения для отправки электронный почты через SMTP-сервер. Модуль requests. Основные функции. Реализация GET, POST, PUT, DELETE запросов. Структура HTML-документа. Теги текста и заголовков, теги для списков и таблиц, теги для изображений и ссылок. Теги для форм и ввода данных. Определение и назначение атрибутов тегов.  Практика работы с Inspect Element. Синтаксис CSS. Возможные варианты подключения CSS-стилей к HTML-документу. Правила написания CSS-кода. Стилизации элементов: изменение цвета, шрифта, фона текста; изменение цвета, размера и формы рамок; изменение положения и размера элементов. Классы и идентификаторы. Как использовать селекторы для стилизации элементов на странице. Flexbox модель верстки, позиционирование элементов. Практика верстки простых дизайн-макетов. Фреймворк Bootstrap. Способы подключения и настройка. Обзор компонентов.

Установка и настройка Flask. Создание несложного приложения. Работа с маршрутизацией и статическими файлами. Использование шаблонов и Jinja. Доступ к данным запроса и отправка ответов. Реализация перенаправлений и обработки ошибок. Разделение приложения на модули. Работа с базой данных. Изучение расширений Flask для добавления дополнительной функциональности.

Понятие мультизадачность, целевое назначение. Модуль threading: создание потоков с помощью класса Thread, передача аргументов в функцию потока, запуск и остановка потоков. Работа с блокировками, классы блокировок (Lock, RLock, Semaphore). Модуль multiprocessing: создание процессов с помощью класса Process; передача аргументов в функцию процесса. Работа с общей памятью (Value, Array, Manager).

Введение в асинхронное программирование: понятие асинхронности, сравнение с синхронным программированием. Сравнение асинхронности, многопоточности и многозадачности. Модуль ascynio. Основные компоненты, принцип работы, основные понятия. Создание асинхронных приложений на asyncio. Создание, запуск и ожидание завершения корутины. Отмена корутины. Работа с сетью в asyncio. Создание и подключение локального echo-сервера. Отправка и прием данных на echo-сервер. Модуль aiofiles: чтение и запись файлов, методы и функции aiofiles, возможности асинхронной работы с несколькими файлами одновременно. Асинхронный доступ и взаимодействие с базами данных на примере PostgreSQL. Реализация асинхронного приложения для доступа и взаимодействия с объектами PostgreSQL с помощью SQLAlchemy.

Разбор Telegram Bot API: обзор функций, которые предоставляет API, включая отправку и получение сообщений, управление подписчиками, обработка вложений и многое другое. Создание бота: настройка проекта, переменные окружения. Установка необходимых библиотек. настройка логгирования. Создание нового бота в Telegram, получение токена и настройка параметров. Обзор основных классов aiogram, таких как Bot, Dispatcher, Message, Chat, User и иные. Подключение базы ORM к проекту телеграм-бота. Импорт необходимых модулей. Создание базовых классов моделей. Реализация паттерна конечных автоматов (FSM). Виды объектов, реализующих FSM. Реализация функциональной части приложения по регистрации пользователя в учебном чат-боте с помощью FSM.

Введение во фреймворк Django. Преимущества и недостатки. Обзор паттерна MTV. Установка модуля Django. Создание первого проекта. Принципы взаимодействия сущностей MTV в рамках Django-проекта. Обзор Settings.py. Подключение PostgreSQL к проекту. Настройка маршрутов проекта. Создание и подключение маршрутов приложения к проекту. Понятие представления (view). Создание первого представления и запуск проекта.

Функции-представления (views): fтрибуты и методы объекта HttpRequest; аргументы объекта HttpResponse. Маршрутизация запросов. Спецификаторы маршрутов (str, int, slug, uuid, path). Получение параметров из строки запроса. Обзор классов-представлений и их роли в Django. Разница между функциональными и классовыми представлениями.

Что это такое, зачем нужны модели в веб-приложениях. Административная панель Django. Обзор возможностей и настройка доступа для пользователей. Редактирование объектов административной панель. Создание моделей: определение полей, определение связей полей. Использование связей между моделями для более сложной структуры данных. Создание и использование менеджеров моделей для более гибкого управления базой данных. Команды для синхронизации приложения с базой данных. Фильтрация и поиск объектов. Как использовать фильтры и поиск для быстрого доступа к нужным объектам.

Введение в шаблонизацию в Django: понятие шаблонов и их использование в разработке веб-приложений. Работа с контекстом шаблона: передача данных в шаблоны, использование переменных и фильтров. Условия и циклы в шаблонах: использование условий и циклов для динамической генерации контента. Работа с формами в Django: создание форм с помощью классов, настройка валидации форм. Обработка форм: обработка отправленных форм, сохранение данных в базу данных.

Понятие сессий, как создается и хранится на сервере. Создание сессии. Хранение и удаление данных сессии. Аутентификация и авторизация пользователей. Создание модели, формы и представления для регистрации пользователей. Создание новых пользователей через административную панель и шаблоны. Определение прав доступа на уровне моделей и представлений. Работа с группами пользователей, назначение пользователя в группы.

Обзор Django Rest Framework. Что такое API и для чего используется. Понятие сериализаторов. Создание базовых сериализаторов моделей Django. Создание API-представлений. Использование аутентификации и авторизации. TokenAuthentication и BasicAuthentication. Использование ViewSets. Обзор ViewSets и Routers. Фильтры поиска в DRF. Обзор доступных фильтров в DRF (exact, iexact, contains, icontains, in, gt, gte, lt, lte, range). Создание пользовательских представлений и сериализаторов. Использование Swagger для документирования API.

Что такое тестирование и почему оно важно. Какие виды и инструменты тестирования используются для тестирования в Django. Что такое модульное тестирование. Библиотеки для написания модульных тестов (unittest, pytest). Написание функциональных тестов. Обзор библиотек Selenium, Django Test Client для написания функциональных тестов. Написание тестовых сценариев. Использование параметризации для упрощения написания тестов.

Что такое Docker и зачем он нужен. Как установить и настроить Docker на вашем компьютере или устройстве. Как использовать команды: docker run, docker ps, docker exec, docker stop, docker rm. Контейнеризация, виртуализация, docker network, docker-compose.