Python 學習目標規劃書

總體目標：在六個月內，從零基礎掌握 Python 編程，具備獨立開發簡單應用程式（如命令列工具、簡單 Web 應用或數據分析腳本）的能力，並為進階主題（如機器學習、進階 Web 開發）打下基礎。

前提條件：

每天學習 6 小時（可分為 2-3 段，如上午 3 小時、下午 3 小時）。
使用 MacBook Pro，安裝 Python 3.11+（免費）：
- 訪問 Python 官方網站，下載適用於 macOS 的最新版本（建議 3.11 或以上）。
- 執行下載的 .pkg 安裝程式，遵循提示完成安裝。
- 打開終端（Terminal），輸入 python3 --version 檢查是否安裝成功（應顯示版本號）。
- macOS 內建 Python 2.x，務必使用 python3 和 pip3 命令運行 Python 3 和安裝模組。
使用免費 IDE VS Code 或線上編輯器 Replit：
- 下載並安裝 VS Code。
- 在 VS Code 中安裝 Python 擴展（搜尋 “Python”，選擇由 Microsoft 提供的擴展）。
- 配置 VS Code 使用 MacBook Pro 的 Python 3 解釋器（在終端輸入 which python3 獲取路徑，然後在 VS Code 中選擇該路徑）。
- 或者使用 Replit 進行線上編程，無需本地安裝。

第一階段：1 個月（基礎入門）

目標：掌握 Python 基礎語法，理解基本編程概念，能編寫簡單命令列程式（如計算器、文字處理工具）。

每日時間分配：理論學習（2 小時）、實作練習（3 小時）、複習與總結（1 小時）。

週數	學習內容	資源	練習
第 1 週	Python 入門與環境設置：變數、資料型別（整數、浮點數、字串、布林）、基本運算	Python Official Tutorial freeCodeCamp Python 莫煩 Python	製作簡單計算器、字串拼接
第 2 週	控制流程與函數：if-else、for/while 迴圈、函數定義與調用	W3Schools Python 菜鳥教程	猜數字遊戲、階乘函數
第 3 週	資料結構：列表、字典、元組、集合	Programiz Python 莫煩資料結構	聯繫人管理系統（字典存儲姓名和電話）
第 4 週	檔案操作與簡單項目：檔案讀寫（txt、csv）、異常處理	Real Python File I/O 菜鳥教程檔案操作	待辦事項清單程式（新增、刪除、儲存）

成果：能編寫 50-100 行簡單程式，熟悉語法和資料結構，處理簡單檔案操作。

第一階段測驗試題（10 題）

1. 變數與資料型別：請寫一個程式，定義兩個變數（一個整數、一個字串），並將它們相加後列印結果。

答案：

a = 5
b = "10"
result = a + int(b)
print(result)  # 輸出：15

2. 字串操作：給定字串 s = “Hello, World!”，請提取 “World” 並列印。

答案：

s = "Hello, World!"
print(s[7:12])  # 輸出：World

3. 條件語句：寫一個程式，檢查輸入數字是否為偶數（使用 input()）。

答案：

num = int(input("請輸入一個數字："))
if num % 2 == 0:
    print("是偶數")
else:
    print("不是偶數")

4. 迴圈：列印 1 到 10 的所有奇數。

答案：

for i in range(1, 11, 2):
    print(i)  # 輸出：1, 3, 5, 7, 9

5. 函數：寫一個函數計算給定數字的平方。

答案：

def square(num):
    return num * num
print(square(4))  # 輸出：16

6. 列表操作：給定列表 lst = [1, 2, 3, 4]，將每個元素加倍並列印新列表。

答案：

lst = [1, 2, 3, 4]
new_lst = [x * 2 for x in lst]
print(new_lst)  # 輸出：[2, 4, 6, 8]

7. 字典：創建一個字典儲存兩個人員的姓名和年齡，列印某人的年齡。

答案：

people = {"Alice": 25, "Bob": 30}
print(people["Alice"])  # 輸出：25

8. 元組：創建一個元組儲存 3 個數字，計算它們的總和。

答案：

numbers = (1, 2, 3)
print(sum(numbers))  # 輸出：6

9. 檔案寫入：將字串 “Hello, Python!” 寫入檔案 “test.txt”。

答案：

with open("test.txt", "w") as file:
    file.write("Hello, Python!")

10. 異常處理：寫一個程式處理輸入非數字的錯誤。

答案：

try:
    num = int(input("請輸入一個數字："))
    print(num)
except ValueError:
    print("請輸入有效數字！")

第二階段：3 個月（進階基礎與實作）

目標：深入理解進階概念，熟悉模組，掌握數據結構與簡單算法，完成中型項目（如爬蟲或數據分析工具）。

每日時間分配：理論學習（1.5 小時）、實作練習（3 小時）、項目開發與複習（1.5 小時）。

月份	學習內容	資源	練習
第 2 個月	物件導向程式設計（OOP）：類、物件、繼承、多型；模組：random、math、datetime、os	Real Python OOP 菜鳥教程 OOP	銀行帳戶管理系統（存款、提款、查餘額）
第 3 個月	資料結構（堆疊、佇列）、基礎算法（排序、搜尋）、正則表達式、簡單爬蟲（requests、BeautifulSoup）	GeeksforGeeks Data Structures 莫煩爬蟲 Requests 文檔	爬蟲抓取天氣資訊
第 4 個月	資料分析基礎：pandas、numpy；項目：分析公開數據集	Kaggle Learn Python Pandas 文檔莫煩 Pandas	分析電影評分數據，生成統計圖表

成果：能進行資料處理和爬蟲，完成中型項目，熟悉 OOP 和模組。

第二階段測驗試題（10 題）

1. OOP：定義一個 Dog 類，包含 name 屬性和 bark() 方法，創建一個實例並調用方法。

答案：

class Dog:
    def __init__(self, name):
        self.name = name
    def bark(self):
        return f"{self.name} says Woof!"
dog = Dog("Max")
print(dog.bark())  # 輸出：Max says Woof!

2. 繼承：創建一個 Animal 類和一個繼承它的 Cat 類，Cat 有 meow() 方法。

答案：

class Animal:
    def __init__(self, name):
        self.name = name
class Cat(Animal):
    def meow(self):
        return f"{self.name} says Meow!"
cat = Cat("Luna")
print(cat.meow())  # 輸出：Luna says Meow!

3. 模組：使用 random 模組生成 1 到 100 的隨機數。

答案：

import random
print(random.randint(1, 100))

4. 堆疊：使用列表實現堆疊，執行 push 和 pop 操作。

答案：

stack = []
stack.append(1)  # push
stack.append(2)  # push
print(stack.pop())  # 輸出：2
print(stack)  # 輸出：[1]

5. 佇列：使用列表模擬佇列，執行 enqueue 和 dequeue。

答案：

queue = []
queue.append(1)  # enqueue
queue.append(2)  # enqueue
print(queue.pop(0))  # dequeue, 輸出：1
print(queue)  # 輸出：[2]

6. 冒泡排序：對列表 [5, 2, 8, 1, 9] 進行冒泡排序。

答案：

lst = [5, 2, 8, 1, 9]
for i in range(len(lst)):
    for j in range(len(lst)-i-1):
        if lst[j] > lst[j+1]:
            lst[j], lst[j+1] = lst[j+1], lst[j]
print(lst)  # 輸出：[1, 2, 5, 8, 9]

7. 正則表達式：從字串 “email: test@example.com” 中提取 email 地址。

答案：

import re
text = "email: test@example.com"
email = re.findall(r'[\w\.-]+@[\w\.-]+', text)
print(email)  # 輸出：['test@example.com']

8. 爬蟲：使用 requests 獲取一個網頁的標題（假設 URL 為 “http://example.com”）。

答案：

import requests
from bs4 import BeautifulSoup
response = requests.get("http://example.com")
soup = BeautifulSoup(response.text, "html.parser")
print(soup.title.text)  # 輸出：Example Domain

9. Pandas：創建一個包含姓名和年齡的 DataFrame，篩選年齡大於 25 的人。

答案：

import pandas as pd
data = {"name": ["Alice", "Bob", "Charlie"], "age": [25, 30, 22]}
df = pd.DataFrame(data)
print(df[df["age"] > 25])  # 輸出：name=Bob, age=30

10. Numpy：創建一個 3×3 的全 1 陣列並計算其總和。

答案：

import numpy as np
arr = np.ones((3, 3))
print(arr.sum())  # 輸出：9.0

第三階段：6 個月（中級應用與專案）

目標：掌握 Web 開發基礎，熟悉資料庫操作，完成功能完整項目（如 Web 應用或自動化腳本），準備進階學習。

每日時間分配：理論學習（1 小時）、實作練習（2 小時）、項目開發（2 小時）、複習與優化（1 小時）。

月份	學習內容	資源	練習
第 5-6 個月	Flask/Django 框架：路由、模板、表單；SQLite 資料庫（SQLAlchemy/Django ORM）	Flask 教程 Django 教程 Real Python Flask 菜鳥教程 Flask	簡單部落格系統（文章新增、顯示）
第 7-8 個月	進階主題：多執行緒、多進程、API；項目：功能完整應用	Real Python Multithreading GeeksforGeeks APIs Public APIs	天氣查詢工具（使用公開 API）
第 9-10 個月	綜合項目；Git 版本控制，分享到 GitHub	GitHub Learning Lab 莫煩 Git freeCodeCamp Project Ideas	上傳項目到 GitHub，撰寫 README

成果：完成功能完整 Web 應用或腳本，熟悉 Web 開發和版本控制，具備獨立解決問題能力。

第三階段測驗試題（10 題）

1. Flask 路由：創建一個 Flask 應用，包含一個顯示 “Hello, Flask!” 的路由。

答案：

from flask import Flask
app = Flask(__name__)
@app.route('/')
def hello():
    return "Hello, Flask!"
if __name__ == '__main__':
    app.run()

2. Flask 模板：創建一個 Flask 應用，使用模板顯示用戶輸入的名字。

答案：

from flask import Flask, render_template, request
app = Flask(__name__)
@app.route('/', methods=['GET', 'POST'])
def index():
    name = request.args.get('name', 'Guest')
    return render_template('index.html', name=name)
# index.html: Hello, {{ name }}!

3. SQLite：創建一個 SQLite 資料庫，插入一筆資料（姓名、年齡）。

答案：

import sqlite3
conn = sqlite3.connect('example.db')
cursor = conn.cursor()
cursor.execute('CREATE TABLE IF NOT EXISTS users (name TEXT, age INTEGER)')
cursor.execute('INSERT INTO users (name, age) VALUES (?, ?)', ('Alice', 25))
conn.commit()
conn.close()

4. Django 模型：定義一個 Django 模型表示書籍（包含標題和作者）。

答案：

from django.db import models
class Book(models.Model):
    title = models.CharField(max_length=100)
    author = models.CharField(max_length=50)

5. 多執行緒：使用 threading 模組並行執行兩個函數，各自列印數字 1-5。

答案：

import threading
def print_numbers():
    for i in range(1, 6):
        print(i)
t1 = threading.Thread(target=print_numbers)
t2 = threading.Thread(target=print_numbers)
t1.start()
t2.start()
t1.join()
t2.join()

6. API 請求：使用 requests 模組從公開 API 獲取 JSON 數據並列印第一筆資料。

答案：

import requests
response = requests.get('https://jsonplaceholder.typicode.com/posts')
data = response.json()
print(data[0])  # 輸出：第一筆 JSON 資料

7. Git 命令：初始化一個 Git 倉庫並提交一個檔案 “app.py”。

答案：

git init
git add app.py
git commit -m "Initial commit"

8. 資料庫查詢：從 SQLite 資料庫查詢年齡大於 25 的用戶。

答案：

import sqlite3
conn = sqlite3.connect('example.db')
cursor = conn.cursor()
cursor.execute('SELECT * FROM users WHERE age > 25')
print(cursor.fetchall())
conn.close()

9. Flask 表單：創建一個 Flask 應用，處理 POST 表單提交並返回輸入內容。

答案：

from flask import Flask, request
app = Flask(__name__)
@app.route('/', methods=['POST'])
def submit():
    data = request.form['input']
    return f"You submitted: {data}"

10. 項目整合：寫一個程式結合 API 和 SQLite，將 API 數據儲存到資料庫。

答案：

import requests
import sqlite3
conn = sqlite3.connect('example.db')
cursor = conn.cursor()
cursor.execute('CREATE TABLE IF NOT EXISTS posts (id INTEGER, title TEXT)')
response = requests.get('https://jsonplaceholder.typicode.com/posts')
data = response.json()
cursor.execute('INSERT INTO posts (id, title) VALUES (?, ?)', (data[0]['id'], data[0]['title']))
conn.commit()
conn.close()

免費資源總結

注意事項

學習方法：每天記錄筆記，使用 Notion 或文字檔案整理知識點。
實作為主：多寫程式碼，通過練習題和項目鞏固知識。
問題解決：查閱 Stack Overflow 或 Google。
進度調整：根據個人進度靈活調整，若某部分耗時較長，可延長該階段。
測驗使用：完成每個階段後，嘗試獨立解答試題，參考答案檢查正確性。