写给系统管理员的Python脚本编程指南: Chinese Edition

版 权 信 息

书 名： 写 给 系 统 管 理 员 的 P y t h o n 脚 本 编 程 指 南

I S B N： 9 7 8 - 7 - 1 1 5 - 5 2 3 6 6 - 2

本 书 由 人 民 邮 电 出 版 社 发 行 数 字 版。 版 权 所 有， 侵 权 必 究。

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版       权

著 【 印 度 】 甘 尼 什· 桑 吉 夫· 奈 克 （ G a n e s h S a n j i v N a i k）

译 张 成 悟

责 任 编 辑 陈 聪 聪

人 民 邮 电 出 版 社 出 版 发 行 北 京 市 丰 台 区 成 寿 寺 路 1 1 号

邮 编 1 0 0 1 6 4 电 子 邮 件 3 1 5 @ p t p r e s s. c o m. c n

网 址 h t t p: / / w w w. p t p r e s s. c o m. c n

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版 权 声 明

C o p y r i g h t © P a c k t P u b l i s h i n g 2 0 1 9. F i r s t p u b l i s h e d i n t h e E n g l i s h l a n g u a g e u n d e r t h e t i t l e M a s t e r i n g P y t h o n S c r i p t i n g f o r S y s t e m A d m i n i s t r a t o r s.

A l l R i g h t s R e s e r v e d.

本 书 由 英 国 P a c k t P u b l i s h i n g 公 司 授 权 人 民 邮 电 出 版 社 出 版。 未 经 出 版 者 书 面 许 可， 对 本 书 的 任 何 部 分 不 得 以 任 何 方 式 或 任 何 手 段 复 制 和 传 播。

版 权 所 有， 侵 权 必 究。

内 容 提 要

本 书 是 一 本 介 绍 P y t h o n 编 程 的 进 阶 图 书， 包 含 了 大 量 关 于 P y t h o n 脚 本 设 计 的 主 题。 本 书 共 1 8 章， 首 先 带 领 读 者 快 速 复 习 P y t h o n 基 础 知 识， 然 后 循 序 渐 进 地 介 绍 了 一 些 实 用 主 题， 包 括 P y t h o n 脚 本 的 调 试 和 分 析、 编 写 单 元 测 试、 系 统 管 理、 处 理 文 件 和 数 据、 文 件 归 档 以 及 文 本 处 理 等。 然 后 介 绍 了 网 络 编 程、 处 理 电 子 邮 件、 远 程 控 制 主 机、 创 建 图 形 用 户 界 面、 处 理 日 志 文 件、 编 写 网 络 爬 虫、 数 据 收 集 和 可 视 化 以 及 操 作 数 据 库 等 更 加 高 阶 的 主 题。 本 书 中 每 一 知 识 点 都 结 合 可 以 运 行 的 源 码 讲 解， 帮 助 读 者 更 好 地 掌 握 P y t h o n 脚 本 编 程。

本 书 要 求 读 者 具 备 P y t h o n 的 基 础 知 识， 非 常 适 合 对 P y t h o n 编 程 有 基 本 了 解 并 且 有 兴 趣 将 编 程 技 能 扩 展 到 命 令 行 脚 本 和 系 统 管 理 的 读 者 阅 读。

前       言

P y t h o n 语 言 已 经 发 展 出 了 许 多 特 性， 它 适 用 于 所 有 可 能 的 I T 子 领 域。 本 书 将 帮 助 您 利 用 P y t h o n 特 性 编 写 高 效 的 脚 本 程 序， 并 创 建 命 令 行 工 具 （ 用 于 数 据 类 型、 循 环、 条 件、 函 数 和 错 误 处 理 等） 来 管 理 您 的 系 统 环 境。 从 基 本 设 置， 到 自 动 化 测 试， 再 到 构 建 不 同 的 命 令 行 工 具， 本 书 将 围 绕 这 个 开 发 过 程 一 一 展 开。 本 书 为 您 提 供 了 从 运 行 基 本 脚 本 到 使 用 标 准 程 序 库 需 要 用 到 的 所 有 内 容。 最 后， 本 书 将 带 您 创 建 一 个 大 型 脚 本 项 目。 在 这 个 项 目 中， 您 将 学 习 如 何 根 据 理 想 的 资 源 来 计 划、 实 现 和 分 配 项 目。

本 书 读 者

如 果 您 对 P y t h o n 编 程 有 一 些 基 本 了 解， 并 且 希 望 将 编 程 技 能 扩 展 到 命 令 行 脚 本， 或 者 对 系 统 管 理 感 兴 趣， 这 本 书 将 是 您 理 想 的 选 择。

阅 读 这 本 书 需 要 有 一 定 的 P y t h o n 编 程 基 础。

本 书 内 容

第 1 章 P y t h o n 脚 本 编 程 概 述， 介 绍 了 P y t h o n 的 安 装 过 程 以 及 P y t h o n 解 释 器 工 具 的 使 用 方 法。 您 将 学 习 如 何 为 变 量 赋 值， 并 引 入 变 量 和 字 符 串。 还 将 学 习 序 列 数 据 类 型， 包 括 列 表 （ l i s t）、 元 组 （ t u p l e）、 集 合 （ s e t） 和 字 典 （ d i c t i o n a r y）。 最 后， 您 将 学 习 如 何 解 析 脚 本 中 的 命 令 行 参 数。

第 2 章 调 试 和 分 析 P y t h o n 脚 本 程 序， 介 绍 如 何 使 用 调 试 工 具 调 试 P y t h o n 程 序， 以 及 如 何 处 理 错 误 （ e r r o r）， 并 了 解 如 何 分 析 程 序 并 测 试 程 序 的 运 行 时 间。

第 3 章 单 元 测 试 框 架 简 介， 介 绍 P y t h o n 中 的 单 元 测 试， 并 为 程 序 创 建 单 元 测 试 用 例。

第 4 章 自 动 化 常 规 管 理 活 动， 介 绍 如 何 自 动 执 行 系 统 管 理 员 的 常 规 管 理 活 动。 本 章 将 依 次 讲 述 如 何 接 收 输 入、 处 理 密 码、 执 行 外 部 命 令、 读 取 配 置 文 件、 向 脚 本 添 加 警 告 代 码、 限 制 C P U 性 能、 启 动 W e b 浏 览 器、 使 用 o s 模 块 以 及 创 建 备 份。

第 5 章 处 理 文 件、目 录 和 数 据， 介 绍 如 何 使 用 o s 模 块 实 现 各 种 操 作。 您 将 了 解 操 作 数 据 的 方 法， 例 如 复 制、 移 动、 合 并 和 比 较。 最 后 描 述 了 如 何 使 用 t a r f i l e 模 块。

第 6 章 文 件 归 档、加 密 和 解 密， 研 究 文 件 归 档， 介 绍 如 何 创 建 归 档 文 件， 包 括 T A R 和 Z I P 格 式 文 件。 您 还 将 学 习 如 何 使 用 应 用 程 序 解 压 缩. t a r 和. z i p 文 件。

第 7 章 文 本 处 理 和 正 则 表 达 式， 介 绍 P y t h o n 中 的 文 本 处 理 和 正 则 表 达 式。 本 章 将 讲 述 如 何 读 取 和 写 入 文 件， 以 及 如 何 使 用 正 则 表 达 式 操 作 文 件 内 容。 正 则 表 达 式 （ r e g u l a r e x p r e s s i o n） 是 一 个 非 常 强 大 的 P y t h o n 内 建 库， 用 于 在 文 本 中 搜 索 和 提 取 数 据。

第 8 章 文 档 和 报 告， 介 绍 如 何 使 用 P y t h o n 记 录 和 报 告 信 息， 并 使 用 P y t h o n 脚 本 获 取 输 入 以 及 打 印 输 出， 编 写 自 动 收 集 信 息 和 接 收 电 子 邮 件 的 脚 本， 以 及 如 何 格 式 化 信 息。

第 9 章 处 理 不 同 类 型 的 文 件， 介 绍 如 何 使 用 P y t h o n 打 开、 编 辑 P D F 文 件、 E x c e l 文 件 和 C S V 文 件， 并 从 这 些 文 件 中 读 取 数 据。

第 1 0 章 网 络 基 础—— 套 接 字 编 程， 首 先 介 绍 计 算 机 网 络 的 基 础 知 识， 然 后 描 述 如 何 使 用 T C P 和 U D P 套 接 字 编 程， 进 行 网 络 通 信 并 获 取 H T T P 和 F T P 等 协 议 的 信 息。

第 1 1 章 使 用 P y t h o n 脚 本 处 理 电 子 邮 件， 探 讨 如 何 使 用 P y t h o n 脚 本 编 写 和 发 送 电 子 邮 件。 使 用 软 件 发 送 电 子 邮 件 是 一 个 常 见 任 务， 本 章 将 学 习 如 何 使 用 P y t h o n 的 s m t p l i b 模 块 发 送 电 子 邮 件。 除 此 之 外， 还 将 学 习 在 不 同 服 务 器 上 使 用 不 同 协 议 发 送 电 子 邮 件。

第 1 2 章 通 过 T e l n e t 和 S S H 远 程 控 制 主 机， 介 绍 如 何 使 用 S S H 在 服 务 器 上 执 行 基 本 配 置。 首 先 使 用 T e l n e t 模 块 编 写 程 序， 然 后 使 用 S S H 实 现 相 同 的 效 果。

第 1 3 章 创 建 图 形 用 户 界 面， 介 绍 如 何 使 用 P y Q t 模 块 创 建 图 形 用 户 界 面。

第 1 4 章 使 用 A p a c h e 及 其 他 类 型 的 日 志 文 件， 介 绍 如 何 使 用 A p a c h e 日 志 文 件， 包 括 学 习 日 志 解 析 程 序， 识 别 特 定 类 型 的 日 志 消 息。 讲 述 如 何 解 析 这 些 文 件， 如 何 处 理 多 个 文 件， 如 何 检 测 异 常， 存 储 数 据 和 生 成 报 告。

第 1 5 章 S O A P 和 R E S T f u l A P I 通 信， 涉 及 S O A P 和 R E S T 的 基 础 知 识， 以 及 它 们 之 间 的 差 异。 本 章 将 介 绍 S O A P A P I， 并 通 过 不 同 的 库 来 使 用 它。 最 后 还 将 学 习 R E S T A P I 和 标 准 库。

第 1 6 章 网 络 爬 虫—— 从 网 站 中 提 取 有 用 的 数 据， 介 绍 如 何 使 用 P y t h o n 库 从 网 站 中 提 取 数 据， 以 及 如 何 使 用 P y t h o n 搜 索 文 章 和 源 代 码。

第 1 7 章 统 计 信 息 的 收 集 和 报 告， 介 绍 如 何 使 用 P y t h o n 科 学 计 算 库， 包 括 N u m P y、 S c i P y 和 M a t p l o t l i b。 同 时 了 解 数 据 可 视 化 的 概 念 并 学 习 如 何 绘 制 数 据。

第 1 8 章 M y S Q L 和 S Q L i t e 数 据 库 管 理， 介 绍 如 何 管 理 M y S Q L 和 S Q L i t e 数 据 库。 了 解 此 类 管 理 的 需 求 和 设 计， 并 修 改 插 件 框 架， 编 写 生 产 者 和 消 费 者 代 码。

如 何 充 分 利 用 本 书

编 写 本 书 是 为 了 尽 可 能 通 过 几 个 脚 本 让 您 学 习 许 多 不 同 的 P y t h o n 编 程 方 法。 但 要 充 分 利 用 本 书， 您 需 要 执 行 以 下 操 作。

准 备 一 个 已 经 配 置 完 毕 的 L i n u x 系 统， 以 用 于 测 试 和 调 试 脚 本 程 序。

理 解 每 个 脚 本 程 序。

了 解 每 个 脚 本 程 序 有 哪 些 组 件。

考 虑 如 何 以 新 的 方 式 重 用 或 组 合 组 件。

本 书 假 定 您 已 掌 握 一 定 程 度 的 P y t h o n 基 础 知 识， 因 此 不 会 讲 解 基 本 技 能。 这 些 技 能 包 括 以 下 内 容。

如 何 安 装、 设 置 和 配 置 L i n u x 系 统。

如 何 安 装、 运 行 和 配 置 特 定 的 P y t h o n I D E （ 大 多 数 L i n u x 发 行 版 中 已 包 含 一 个 或 多 个）。

关 于 计 算 和 编 程 的 一 些 基 础 知 识 （ 我 们 会 尽 力 提 供 速 成 课 程）。

资 源 与 支 持

本 书 由 异 步 社 区 出 品， 社 区 （ h t t p s: / / w w w. e p u b i t. c o m /） 为 您 提 供 相 关 资 源 和 后 续 服 务。

配 套 资 源

本 书 提 供 如 下 资 源：

本 书 配 套 资 源 请 到 异 步 社 区 本 书 购 买 页 处 下 载。

要 获 得 以 上 配 套 资 源， 请 在 异 步 社 区 本 书 页 面 中 单 击 ， 跳 转 到 下 载 界 面， 按 提 示 进 行 操 作 即 可。 注 意： 为 保 证 购 书 读 者 的 权 益， 该 操 作 会 给 出 相 关 提 示， 要 求 输 入 提 取 码 进 行 验 证。

提 交 勘 误

作 者 和 编 辑 尽 最 大 努 力 来 确 保 书 中 内 容 的 准 确 性， 但 难 免 会 存 在 疏 漏。 欢 迎 您 将 发 现 的 问 题 反 馈 给 我 们， 帮 助 我 们 提 升 图 书 的 质 量。

当 您 发 现 错 误 时， 请 登 录 异 步 社 区， 按 书 名 搜 索， 进 入 本 书 页 面， 单 击 提 交 勘 误， 输 入 勘 误 信 息， 单 击 提 交 按 钮 即 可。 本 书 的 作 者 和 编 辑 会 对 您 提 交 的 勘 误 进 行 审 核， 确 认 并 接 受 后， 您 将 获 赠 异 步 社 区 的 1 0 0 积 分。 积 分 可 用 于 在 异 步 社 区 兑 换 优 惠 券、 样 书 或 奖 品。

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关 于 异 步 社 区 和 异 步 图 书

异 步 社 区 是 人 民 邮 电 出 版 社 旗 下 I T 专 业 图 书 社 区， 致 力 于 出 版 精 品 I T 技 术 图 书 和 相 关 学 习 产 品， 为 作 译 者 提 供 优 质 出 版 服 务。 异 步 社 区 创 办 于 2 0 1 5 年 8 月， 提 供 大 量 精 品 I T 技 术 图 书 和 电 子 书， 以 及 高 品 质 技 术 文 章 和 视 频 课 程。 更 多 详 情 请 访 问 异 步 社 区 官 网 h t t p s: / / w w w. e p u b i t. c o m。

异 步 图 书 是 由 异 步 社 区 编 辑 团 队 策 划 出 版 的 精 品 I T 专 业 图 书 的 品 牌， 依 托 于 人 民 邮 电 出 版 社 近 3 0 年 的 计 算 机 图 书 出 版 积 累 和 专 业 编 辑 团 队， 相 关 图 书 在 封 面 上 印 有 异 步 图 书 的 L O G O。 异 步 图 书 的 出 版 领 域 包 括 软 件 开 发、 大 数 据、 A I、 测 试、 前 端、 网 络 技 术 等。

异 步 社 区

微 信 服 务 号

第 1 章 P y t h o n 脚 本 编 程 概 述

P y t h o n 是 一 种 脚 本 语 言， 由 吉 多· 范· 罗 苏 姆 （ G u i d o v a n R o s s u m） 于 1 9 9 1 年 创 造。 P y t h o n 被 用 于 开 发 各 种 应 用 程 序， 如 游 戏、 G I S 编 程、 软 件 开 发、 W e b 开 发、 数 据 分 析、 机 器 学 习 和 系 统 脚 本 编 程 等。

P y t h o n 是 一 种 面 向 对 象 的 高 级 编 程 语 言， 具 有 动 态 语 义。 更 重 要 的 是， P y t h o n 是 一 种 解 释 型 语 言。 因 为 它 具 有 许 多 高 级 特 性， 所 以 P y t h o n 适 用 于 快 速 开 发 应 用 程 序。

P y t h o n 简 单 易 学， 因 为 它 的 语 法 具 有 很 好 的 可 读 性， 程 序 维 护 成 本 低。

P y t h o n 的 一 个 重 要 功 能 就 是 允 许 程 序 导 入 模 块 （ m o d u l e） 和 包 （ p a c k a g e） 以 实 现 代 码 重 用。 P y t h o n 解 释 器 执 行 过 程 很 容 易 被 理 解： 依 次 编 写 的 各 部 分 代 码 将 被 逐 行 执 行。 P y t h o n 还 拥 有 各 类 强 大 的 功 能 库。

本 章 将 介 绍 以 下 主 题。

P y t h o n 脚 本 编 程。

安 装 和 使 用 P y t h o n 及 各 种 工 具。

变 量、 数 值 和 字 符 串 （ s t r i n g）。

P y t h o n 支 持 的 数 据 结 构， 以 及 如 何 在 脚 本 中 使 用 它 们。

判 断 语 句， 也 就 是i f语 句。

循 环 控 制， 也 就 是f o r和w h i l e循 环。

函 数 （ f u n c t i o n）。

模 块。

1. 1 技 术 要 求

在 开 始 阅 读 本 书 之 前， 请 提 前 了 解 P y t h o n 编 程 的 基 础 知 识， 例 如 基 本 语 法、 变 量 类 型、 元 组 （ t u p l e） 类 型、 列 表 （ l i s t）、 字 典 （ d i c t i o n a r y）、 函 数、 字 符 串 和 方 法 （ m e t h o d） 等。 P y t h o n 官 网 提 供 了 两 个 P y t h o n 版 本： 3. 7. 2 和 2. 7. 1 5， 本 书 中 的 示 例 代 码 和 需 要 安 装 的 软 件 包 均 使 用 3. 7 版。

1. 2 为 什 么 选 择 P y t h o n

P y t h o n 提 供 了 大 量 开 源 的 数 据 分 析 工 具、 W e b 框 架、 测 试 工 具 等 程 序 库。 P y t h o n 可 以 在 不 同 的 操 作 系 统 上 使 用 （ W i n d o w s、 m a c O S、 L i n u x 和 嵌 入 式 L i n u x H / W 操 作 系 统， 例 如 R a s p b e r r y P i）。 P y t h o n 也 可 以 用 于 开 发 桌 面 和 W e b 应 用 程 序。

P y t h o n 可 以 让 开 发 人 员 用 更 少 的 代 码 实 现 相 同 或 者 更 多 的 功 能。 P y t h o n 在 解 释 器 上 运 行， 所 以 程 序 原 型 设 计 非 常 快。 P y t h o n 支 持 面 向 对 象、 面 向 过 程 和 函 数 式 编