Python编程进阶（一）：Python网络编程基础
前言
亲爱的读者朋友们，大家好！👋
欢迎回到一如老师的公众号，今天是我们的第二十七天更新。在前面的学习中，我们已经掌握了Python的基础知识，并通过项目实战巩固了所学内容。本期，我们将进入Python编程的进阶部分，首先探讨Python网络编程基础。
网络编程是当今软件开发的重要组成部分，无论是开发Web应用、网络爬虫，还是实现网络通信，都需要掌握网络编程的相关知识。让我们一起开启Python网络编程的探索之旅吧！🌐🚀
一、网络编程概述
1. 什么是网络编程？
网络编程是指编写程序，实现网络通信的过程。通过网络编程，程序可以在网络上发送和接收数据，实现不同设备或应用之间的交互。
2. 常见的网络协议
TCP/IP：传输控制协议/互联网协议，是互联网的核心协议。 UDP：用户数据报协议，提供无连接的、不可靠的数据传输。 HTTP/HTTPS：超文本传输协议，用于万维网数据传输。
3. Python中的网络编程模块
socket：Python标准库中的套接字接口，支持底层网络通信。 requests：第三方库，简化了HTTP请求的处理。
二、使用 socket
模块进行网络编程
1. 套接字简介
套接字（socket）是网络通信的端点，可以在网络中发送或接收数据。
2. 基本使用步骤
创建套接字 绑定地址和端口（服务器端） 监听连接（服务器端） 连接服务器（客户端） 发送和接收数据 关闭套接字
3. 示例：创建一个简单的TCP服务器和客户端
服务器端代码（server.py）
import socket
def tcp_server():
# 创建TCP套接字
server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
# 绑定地址和端口
server_socket.bind(('localhost', 8888))
# 开始监听
server_socket.listen(5)
print("服务器已启动，等待客户端连接...")
while True:
# 接受客户端连接
client_socket, addr = server_socket.accept()
print(f"客户端已连接：{addr}")
# 接收数据
data = client_socket.recv(1024).decode('utf-8')
print(f"收到客户端消息：{data}")
# 发送回复
client_socket.send("服务器已收到你的消息！".encode('utf-8'))
# 关闭客户端套接字
client_socket.close()
if __name__ == '__main__':
tcp_server()
客户端代码（client.py）
import socket
def tcp_client():
# 创建TCP套接字
client_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
# 连接服务器
client_socket.connect(('localhost', 8888))
# 发送数据
client_socket.send("你好，服务器！".encode('utf-8'))
# 接收回复
data = client_socket.recv(1024).decode('utf-8')
print(f"收到服务器回复：{data}")
# 关闭套接字
client_socket.close()
if __name__ == '__main__':
tcp_client()
运行结果
服务器端
服务器已启动，等待客户端连接...
客户端已连接：('127.0.0.1', 12345)
收到客户端消息：你好，服务器！
客户端
收到服务器回复：服务器已收到你的消息！
三、使用 requests
库发送HTTP请求
1. requests
库简介
requests
是一个用于发送HTTP请求的第三方库，简化了网络请求的处理，被称为Python最友好的HTTP库。
2. 安装 requests
库
pip install requests
3. 发送GET请求
import requests
response = requests.get('https://api.github.com')
print(response.status_code) # 输出状态码
print(response.headers['content-type']) # 输出响应头
print(response.text) # 输出响应内容
4. 发送POST请求
import requests
payload = {'username': 'testuser', 'password': 'testpass'}
response = requests.post('https://httpbin.org/post', data=payload)
print(response.json()) # 输出JSON响应内容
5. 处理响应
import requests
response = requests.get('https://api.github.com')
# 检查响应状态码
if response.status_code == 200:
data = response.json()
print(data)
else:
print(f"请求失败，状态码：{response.status_code}")
四、实践案例
1. 网络爬虫：爬取网页标题
需求描述
使用 requests
获取网页内容，使用 re
模块提取网页标题。
示例代码
import requests
import re
def get_page_title(url):
response = requests.get(url)
if response.status_code == 200:
html = response.text
# 使用正则表达式提取<title>标签内容
title = re.search(r'<title>(.*?)</title>', html, re.IGNORECASE)
if title:
print(f"网页标题：{title.group(1)}")
else:
print("未找到网页标题。")
else:
print(f"请求失败，状态码：{response.status_code}")
url = input("请输入网址：")
get_page_title(url)
运行结果
请输入网址：https://www.python.org
网页标题：Welcome to Python.org
2. 简单的HTTP服务器
需求描述
使用 http.server
模块创建一个本地HTTP服务器，提供简单的网页服务。
示例代码
from http.server import HTTPServer, SimpleHTTPRequestHandler
def run_server():
server_address = ('', 8000)
httpd = HTTPServer(server_address, SimpleHTTPRequestHandler)
print("HTTP服务器已启动，监听端口8000...")
httpd.serve_forever()
if __name__ == '__main__':
run_server()
运行结果
在浏览器中访问 http://localhost:8000
，即可看到当前目录下的文件列表。
五、小结
通过本节的学习，我们初步了解了Python网络编程的基础知识。我们学习了如何使用 socket
模块进行TCP通信，实现简单的服务器和客户端。同时，我们学习了如何使用 requests
库发送HTTP请求，获取网络资源。
网络编程是一个广阔的领域，后续我们将深入学习更高级的网络编程技术，如多线程网络编程、异步IO，以及使用高级框架进行网络应用开发。
六、实践与思考
实践：
UDP通信
使用
socket
模块，实现一个简单的UDP服务器和客户端，完成消息的发送和接收。网页内容分析
编写程序，获取指定网页的内容，提取其中的所有链接，并保存到文件中。
思考：
网络协议选择
在网络编程中，如何根据应用需求选择合适的网络协议（TCP/UDP）？
异常处理与网络安全
在网络通信中，如何处理各种异常情况，并保证通信的安全性和可靠性？
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九、期待你的反馈！
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十、下期预告
下一期，我们将继续学习Python编程进阶（二）：多线程与多进程编程。我们将探讨如何使用线程和进程来提高程序的性能和效率。敬请期待！
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