python编程语法基础笔记（4.13）(网络编程)
一、网络编程核心概述
1. 核心
让不同计算机上运行的程序实现数据交互（如聊天、传文件、接口调用），核心是基于 TCP/UDP 协议完成通信。
2. 网编三要素
| 要素 | 作用 | 关键细节 |
|---|---|---|
| IP | 设备在网络中的唯一标识 | 分 IPv4（四字节十进制，如 192.168.0.105）和 IPv6（八字节十六进制）；一台设备可有多 IP（内网 + 外网），一个 IP 可对应多个端口 |
| 端口 | 标识计算机内的进程 | 取值范围 0-65535；0-1023 为系统占用端口，1024-49151 为注册端口，49152-65535 为动态私有端口（客户端临时使用）；例：MySQL 默认端口 3306（可修改） |
| 协议 | 定义通信规则 | 核心为 TCP/UDP，只有符合协议的设备才能通信 |
3. 进程与线程（基础补充）
进程：CPU 分配资源的最小单位，独立内存空间，进程间数据隔离（如微信、浏览器是不同进程）；
线程：CPU 调度的基本单位，依附进程存在，同一进程内线程共享数据（如微信同时聊天、收消息、刷朋友圈）；
通俗理解：进程是 “独立容器”，线程是 “容器里的工人”，容器间互不干扰，工人共享资源。
二、TCP vs UDP（核心通信协议）
1. 核心特性对比
| 特性 | TCP（传输控制协议） | UDP（用户数据报协议） |
|---|---|---|
| 连接特性 | 面向连接（三次握手建立，四次挥手关闭） | 无连接（直接收发，无需建立连接） |
| 可靠性 | 可靠（保证数据不丢失、不重复、按序到达） | 不可靠（不管丢包，只管发送） |
| 传输形式 | 基于字节流（无消息边界，易粘包 / 拆包） | 基于数据包（界限清晰，发一次是一包） |
| 速度 | 慢（有确认、重传机制） | 极快（无额外开销） |
| 典型应用场景 | 网页浏览、文件下载、数据库连接 | 直播、视频通话、游戏实时操作 |
2. TCP 关键问题：粘包 / 拆包
原因：TCP 是字节流，无消息边界，多条消息可能挤在一起（粘包），一条消息可能被拆分（拆包）；
解决方法（应用层自定义规则）：
固定长度：每条消息强制固定字节数（如 10 字节）；
分隔符：每条消息结尾加特殊符号（如 \n）；
长度 + 内容（最常用）：前 N 字节表示内容长度，后续为实际数据（例：[5][hello][5][world]）。
三、Socket 套接字（网络通信工具）
1. 核心定义
Socket（套接字）是进程间网络通信的工具，类比 “电脑之间通信的插座 + 插头”，是实现 TCP/UDP 通信的核心载体。
2. Socket 对象创建
import socket # 参数1：地址类型（AF_INET=IPv4，AF_INET6=IPv6） # 参数2：协议类型（SOCK_STREAM=TCP，SOCK_DGRAM=UDP） tcp_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) udp_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)四、编码与解码（数据传输必备）
网络传输的是字节流，需将字符串与字节相互转换：
1. 核心概念
编码：将可读字符串转为字节（str.encode(编码格式)）；
解码：将字节转回可读字符串（bytes.decode(编码格式)）。
2. 关键细节
英文 / 数字 / 特殊符号：任意编码格式均占 1 字节；
中文：GBK 占 2 字节，UTF-8 占 3 字节；
二进制简写：b'字母/数字/特殊符号'（仅支持 ASCII 字符）。
3. 代码示例
s = '你好' # 编码 print(s.encode('utf-8')) # b'\xe4\xbf\xa1\xe6\x80\x9d\xe6\x99\xba\xe5\xad\xa6' print(s.encode('gbk')) # b'\xd0\xc5\xcb\xbc\xd6\xc7\xd1\xa7' # 解码 res = b'\xe4\xbd\xa0\xe5\xa5\xbd\xe4\xb8\x96\xe7\x95\x8c' print(res.decode('utf-8')) # 你好世界五、TCP Socket 实战（服务端 + 客户端）![]()
1. 服务端流程（核心：监听 + 应答）
import socket # 1. 创建TCP Socket对象 server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) # 2. 绑定IP和端口 server_socket.bind(('192.168.0.105', 8888)) # 3. 设置监听（最多排队10个已握手未处理的连接） server_socket.listen(10) # 4. 等待客户端连接（阻塞），返回通信通道+客户端地址 conn, client_addr = server_socket.accept() # 5. 发送数据（需转字节） conn.send(b'hello') # 6. 接收数据（指定缓冲区大小，解码为字符串） data = conn.recv(1024).decode('utf-8') print(f'收到客户端消息：{data}') # 7. 关闭连接 conn.close()2. 客户端流程（核心：连接 + 收发）
import socket # 1. 创建TCP Socket对象 client_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) # 2. 连接服务端（IP+端口） client_socket.connect(('192.168.0.105', 8888)) # 3. 接收服务端数据 data = client_socket.recv(1024).decode('utf-8') print("收到服务端消息:", data) # 4. 发送数据（支持emoji，UTF-8编码） client_socket.send('🧓👨🏿👩🏿🦰'.encode('utf-8')) # 5. 关闭连接 client_socket.close()