Day 2（周日 09-06）：进阶——写出"像 Python"的、能保存数据、有测试的程序¶

今日目标：21:30 前，exercises/day2/ 全部 [OK]，uv run pytest exercises/day2 全绿，uv run ruff check exercises 零警告；亲手复现并修复过一次 UnicodeDecodeError；能用 @dataclass 建模、用 json 存档、用 pytest 写 5 个测试；选定周一的项目。

今日节奏：晨测 20 分钟 → 8 个 50+10 分钟块 → 80 分钟综合块 → 复盘。早上第一件事不是学新东西，是闭卷测验——这是记忆巩固效率最高的 20 分钟。

晨测（20 分钟，闭卷，写在纸上；答案见 exercises/solutions/quiz_answers.md）¶

1. 写出输出：print(7 // 2, -7 // 2, 7 % 3, 2 ** 3, 10 / 5)
2. 写出输出：s = "abcdef"; print(s[1:4], s[-2:], s[::-1], s[::2])
3. 下面代码打印什么？为什么？

   a = [1, 2, 3]
   b = a
   b.append(4)
   print(a)
   

4. x = [3, 1, 2].sort(); print(x) 打印什么？怎么改才能得到排好序的列表？
5. 写一个函数 count(words: list[str]) -> dict[str, int]，统计每个词出现次数（用 get）。
6. 下面代码有什么问题？怎么改？

   def add(item, lst=[]):
       lst.append(item)
       return lst
   

7. 写出输出：d = {"a": 1}; print(d.get("b"), d.get("b", 0), "a" in d, len(d))
8. 写出 f"{3.14159:.2f}|{42:>5}|{7:02d}" 的结果（用 | 分隔，空格要数清）。
9. 这段代码报什么错？为什么？

   total = 0
   def add(n):
       total = total + n
       return total
   add(5)
   

10. 用一句话解释：TypeError、ValueError、IndexError、KeyError 分别在什么情况下出现。

评分：每题 1 分，≥8 分继续；6–7 分把错题对应的 Day 1 块"预测"代码重跑一遍再开始；≤5 分用 Block 1 前 20 分钟重做 Day 1 对应练习。

Block 1（50 分钟）：异常处理¶

知识点：A try/except 具体异常/else/finally；A 输入校验循环；A raise ValueError("原因")；A（陷阱）裸 except:；B 自定义异常；C except A, B: 不带括号（3.14 合法，我们统一带括号）；C 异常组、finally 里 return 的警告。

阅读：廖雪峰《错误处理》；官方教程 8.3–8.6；Automate 3e Ch5 "Raising Exceptions"。

预测：

def f(x):
    try:
        print("try")
        r = 10 / x
    except ZeroDivisionError as e:
        print("except", e)
        return "错误"
    else:
        print("else")
        return r
    finally:
        print("finally")
print(f(2))
print(f(0))
# int("abc")  → ValueError    "3" + 1 → TypeError    [1][5] → IndexError    {}["k"] → KeyError

练习：exercises/day2/01_exceptions.py

陷阱反例：裸 except: 会吞掉 Ctrl+C（KeyboardInterrupt）和拼写错误（NameError），让 bug 消失得无影无踪；except Exception as e: pass 同样危险。

Block 2a + 2b（2 × 50 分钟）：文件、路径、JSON、CSV¶

知识点：A with open(path, encoding="utf-8")、r/w/a、逐行读、write；A Windows 默认 GBK；A pathlib.Path（/、exists、read_text、write_text、mkdir）；A json.load/dump(ensure_ascii=False, indent=2)；A FileNotFoundError 恢复；B glob、.name/.suffix/.stem；B csv.DictReader/DictWriter（newline=""）；C os.path。

阅读：廖雪峰《文件读写》《序列化》（JSON 部分）；官方教程 7.2；Automate 3e Ch10；research/01 第 2.2 节（为什么 3.15 会改默认编码）。

故事线（2a 开头 10 分钟，必做）：用记事本/VS Code 新建 exercises/day2/data/hello.txt，内容"你好，Python"，以 UTF-8 保存。在 REPL 里：

from pathlib import Path
p = Path("exercises/day2/data/hello.txt")
print(p.read_text(encoding="utf-8"))   # 正常
print(p.read_text(encoding="gbk"))     # UnicodeDecodeError（或乱码）
print(open(p).read())                  # 在中文 Windows 上默认就是 gbk → 同样出错；本机若已开系统 UTF-8 则不报错

练习：exercises/day2/02_files_paths.py（自测在临时目录里进行，不会弄脏仓库；2a 做前 6 题，2b 做后 4 题）

陷阱反例：不写 encoding；"C:\new\test.txt" 里的 \n \t 变成转义（用 r"..." 或 Path）；json.dump 默认 ensure_ascii=True 中文全是 \uXXXX；CSV 不写 newline="" 在 Windows 会多出空行；JSON 不能直接存 set、date、自定义对象。

Block 3（50 分钟）：模块与标准库¶

知识点：A import 三种写法、if __name__ == "__main__":；A 自己写模块并导入；A（陷阱）模块名与标准库重名、from x import *；A random、math；B datetime、collections、statistics、sys.argv；B uv add rich；C itertools/functools/re/argparse/logging。

阅读：廖雪峰《模块》《使用模块》；官方教程 6、10.1–10.6；标准库文档中文版查 random、datetime。

练习 1：新建模块 exercises/day2/shapes.py（你自己从零写）： | 函数 | 行为 | | --- | --- | | circle_area(r: float) -> float | math.pi * r ** 2；r < 0 → ValueError | | rectangle_area(w: float, h: float) -> float | 负数 → ValueError | | triangle_area(a: float, b: float, c: float) -> float | 海伦公式；三边不能构成三角形 → ValueError | | 文件末尾 if __name__ == "__main__": | 打印三个示例；被 import 时不打印 |

练习 2：exercises/day2/03_modules_stdlib.py（开头 from shapes import circle_area, rectangle_area, triangle_area）

演示（5 分钟）：uv add rich → 在 REPL from rich import print; print({"a": [1, 2], "b": "你好"}) 看彩色输出 → uv remove rich（本仓库不依赖它）。理解 pyproject.toml 里 dependencies 的变化。

陷阱反例：把练习文件命名为 random.py 后 import random 导入的是自己（AttributeError: module 'random' has no attribute 'randint'）；from math import * 污染命名空间。

Block 4a + 4b（2 × 50 分钟）：面向对象与 dataclass¶

知识点：A "一切皆对象"；A class、__init__、self、实例属性、方法；B @dataclass + field(default_factory=list)；B __str__/__repr__/__eq__；B 继承、super().__init__()、方法重写；B 组合优先于继承；B 类属性 vs 实例属性、@property；C 多重继承/MRO/__slots__。

阅读：廖雪峰《类和实例》《访问限制》《继承和多态》；官方教程 9.3–9.5；dataclasses 官方文档中文版开头示例。

预测：

from dataclasses import dataclass, field
@dataclass
class P:
    name: str
    tags: list[str] = field(default_factory=list)
a = P("x"); b = P("x")
print(a == b, a is b)          # ?
print(a)                       # dataclass 自动生成的 __repr__
class Acc:
    def __init__(self, n): self.n = n
c = Acc(1); d = c; d.n = 5
print(c.n)                     # ?  对象也有别名

练习：exercises/day2/04_oop_dataclass.py（4a 做 Student 与 BankAccount，4b 做 SavingsAccount 与 Classroom）

陷阱反例：方法忘写 self；在类体里写 scores = [] 当默认值（所有实例共享同一个列表，和可变默认参数是同一个坑）；__init__ 拼成 _init_。

Block 5（50 分钟）：Pythonic 写法、迭代与类型注解¶

知识点：A 列表/字典/集合推导式；A sorted(key=lambda ...)、min/max(key=)；A any/all、zip/enumerate、sum(生成器表达式)；B 生成器 yield、iter/next；B match；B 类型注解全套；C 海象 :=；C t-string。

阅读：廖雪峰《列表生成式》《生成器》《迭代器》；官方教程 4.6（match）、5.1.3、9.8–9.9；官方文档 typing 模块开头。

预测：

print([x * 2 for x in range(3)], {x % 3 for x in range(10)}, {w: len(w) for w in ["a", "bb"]})
g = (x * x for x in range(3))
print(next(g), next(g), next(g))     # 再 next(g) → StopIteration
print(sorted(["b", "A", "c"]), sorted(["b", "A", "c"], key=str.lower))
print(sorted([("a", 3), ("b", 1)], key=lambda t: t[1]))
print(any(x > 5 for x in [1, 7]), all(x > 5 for x in [1, 7]))

练习：exercises/day2/05_pythonic.py（全部函数必须带完整类型注解）

陷阱反例：生成器只能遍历一次；推导式里的变量不会泄漏到外面（3.x）；sorted 返回新列表而 .sort() 原地；match 的 case name: 是"捕获任何值"而不是比较变量。

Block 6（50 分钟）：测试与代码质量¶

知识点：B pytest：test_*.py、def test_x(): assert、uv run pytest -q、读输出 ./F/E；B pytest.raises、@pytest.mark.parametrize；A 可测试设计（算与打印分离）；A PEP 8 要点；B ruff check/format。

阅读：pytest 官方 "Get Started"（英文，10 分钟）；PEP 8 的"命名约定"一节；research/06 第四节。

练习：exercises/day2/06_testing/ - wordtools.py（你实现）：

• test_wordtools.py（已给出 8 个测试，其中含 parametrize 与 pytest.raises 示例；末尾有两个 # TODO: 补充测试 由你写：normalize 处理制表符/换行、censor 对空 banned 列表的行为）。
• 运行：uv run pytest exercises/day2/06_testing -q，直到全绿；再 uv run ruff check exercises/day2 和 uv run ruff format exercises/day2。

演示：故意把 count_words 改错，看 pytest 的失败输出长什么样，学会读 assert 3 == 2 那一行的左右值。

Block 7（80 分钟）：综合 v2——成绩单文件版¶

目标：把 Day 1 的成绩单程序升级为"读 CSV 文件 → dataclass 建模 → 统计 → 写报表文件 → 有 pytest 测试"的小项目，为周一的 3 小时项目预演一遍完整流程。

练习：exercises/day2/07_grades_v2/：grades_v2.py、test_grades_v2.py（已给出，含 6 个测试）、data/grades.csv（UTF-8，8 行，其中 2 行有脏数据："缺考"与空值）。

对照数据（做完后核对）：有效记录 6 条，警告 2 条（第 7 行周八、第 9 行郑十）；class_averages == {"1班": 82.6, "2班": 86.7}；subject_averages == {"语文": 85.0, "数学": 81.8, "英语": 87.0}；排名前三：孙七 92.7、李四 91.0、赵六 86.0。

验收：uv run pytest exercises/day2/07_grades_v2 -q 全绿；uv run python exercises/day2/07_grades_v2/grades_v2.py 打印报表且生成 report.txt；ruff check 零警告；每个函数 ≤ 20 行。

复盘（40 分钟）¶

1. AI 代码评审（15 分钟）：把 grades_v2.py 用 ai-guide.md 模板 4 让 AI 评审（今天唯一允许 AI 看完整代码的时刻）；只改它指出的前 3 条；改完重跑 pytest。
2. 学习日志（10 分钟）：写进 checklist.md。
3. 选定周一项目（15 分钟）：读 project/README.md，选 A/B/C 之一（推荐 A），在纸上列出你打算写的 6–8 个函数名和它们的输入输出——明天开工前不用再想。
4. 明早晨测范围：Day 1 + Day 2 全部"预测"代码与陷阱反例。22:30 前睡觉。

若时间不够：Block 7 只要求 load_records、rank_students、build_report 三个函数通过对应测试；Block 5 的 describe_command 与 chunks 可跳过。