Python编程:从入门到精通(微课版)

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骆诚 韩建平 (编著) 吴卿 (主编)

关于本书的内容有任何问题,请联系 武恩玉

1. 只讲重点:本书讲解了Python语言编程最关键的143个知识点,并注意围绕新手容易遭遇的问题进行针对性说明,语言精炼绝无废话。
2. 实例众多:充分发挥Python语言交互式编程环境的特色,对于每个章节的理论知识内容都提供了实践操作环节,对于每个知识点都给出了交互模式下的典型示例代码,对于每个主题都提供了完整的编程实例文件,边学边练习。
3.本书提供教学社群,QQ群号815172169(仅限Python授课教师加入)。

特别说明

本书提供教学社群,QQ群号815172169(仅限Python授课教师加入)。
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内容摘要

本书注重培养读者通过计算思维的方式解决实际问题的能力。 全书基千Python 语言对计算机程序设计的相关知识进行了系统而全面的介绍,精心提供了大量实用且有趣的程序实例, 非常适合新手入门。
本书共16章,第1~9章为基础知识部分, 详细介绍了Python语言的 基本语法, 旨在让读者充分掌握Python语言的运行方式,以及能够独立编写程序解决实际问题;第10~13章为进阶知识部分,介绍了更多的Python高级概念, 旨在让读者全面熟悉Python语言的 进阶技巧, 并能够更灵活地使用Python语言; 第14~16章为综合实践部分, 涵盖了Python语言的4大主要应用领域, 旨在让读者深入了解整个Python软件生态, 为其职业发展做好准备。
本书可作为高等院校本科、 高职高专学生Python程序设计相关课程的教材, 也可供从事相关工作的工程师和爱好者阅读使用。

前言

Python语言是当今最受欢迎的通用编程语言之一,在科学计算、数据处理和人工智能等许多领域都发挥着重要作用, 在全球编程语言热度排行榜中保持着快速上升的趋势。相比其他常见的编程语言, Python语言更为简洁, 具有易千学习、使用、移植和资源丰富等优点,非常适合作为编程初学者的入门语言。
使用Python语言讲授程序设计课程可以避免静态类型语言所带来的额外复杂性,使读者专注千掌握更重要的程序设计思想和方法。在计算机科学相关专业的教学中,以Python语言作为入门编程语言已成为近年来国内外高校的普遍趋势;在非计算机专业领域,Python语言也成为学习需求增长较快的编程语言之一,可以认为,Python语言开启了一个 “编程大众化” 的新时代。
本书作者为适应不同层次读者的学习需求,对章节结构进行了精心编排, 从而确保知识体系构建的完整性、实用性和趣味性,能够充分体现Python语言的特有风格与专属功能, 引导读者少走弯路;同时, 便千读者全面掌握Python语言的关键理念和深层机制, 并能在实践中加以灵活运用。
本书分为三大部分。基础知识部分(第1􀀅9章)从编程语言共有的基本概念出发,说明Python的 “模块与库” 代码组织方式, 详细阐述Python软件包管理机制, 引导读者尽早体验充满活力的Python软件生态;之后, 即采用Python开源项目的优秀代表一Spyder作为编程环境, 利用!Python增强交互模式更便捷地展现各种示例代码;在初期根据大量有 趣、直观的图形界面程序,以及贴近生活的实例来讲解语言要素。进阶知识部分(第10􀀅13章)深入剖析了面向对象编程和多任务调度机制,并补充介绍了多环境管理和生产环境配置等概念,以完成对Python语言核心知识体系的总结与归纳。综合实践部分(第14􀀅16章)通过特定应用领域的专题案例进行拓展训练,帮助从零基础起步的读者全面、深入、透彻地理解Python编程体系和方法, 从而使其成为具有专业开发水准和项目实战能力的程序员。

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目录

第1章 Python简介 1
1.1 Python概述 1
1.1.1 Python的诞生与发展历程 1
1.1.2 Python的特点与应用领域 2
1.1.3 Python的版本与平台选择 3
1.2 Python软件的安装 3
1.2.1 安装Python官方发行版 3
1.2.2 编程环境的检查 6
1.2.3 解决安装与运行问题 7
1.3 Python程序运行 7
1.3.1 集成开发环境 7
1.3.2 第一个Python程序文件 8
1.3.3 程序运行模式 9
思考与练习 11
第2章 对象与类型 12
2.1 表达式与对象 12
2.1.1 表达式的使用 12
2.1.2 对象与变量 14
2.2 函数基本概念 16
2.2.1 函数的使用 16
2.2.2 常用内置函数 18
实例2-1 简单的计算器 22
2.3 基本数据类型 23
2.3.1 数字类型 23
2.3.2 字符串类型 27
实例2-2 整数反转 31
思考与练习 32
第3章 模块与库 33
3.1 Python的模块 33
3.1.1 模块的概念 33
3.1.2 导入更多模块 34
实例3-1 自定义模块 36
3.2 Python标准库 37
3.2.1 常用标准库模块 38
3.2.2 Python之禅 41
实例3-2 阴阳图案 42
3.3 第三方包 44
3.3.1 安装第三方包 44
3.3.2 IPython的使用 46
3.3.3 Spyder的使用 47
思考与练习 49
第4章 流程控制 50
4.1 程序结构与逻辑判断 50
4.1.1 程序结构的分类 50
4.1.2 布尔表达式 51
4.1.3 布尔类型的本质 53
4.2 分支结构 54
4.2.1 单分支结构 54
4.2.2 多分支结构 55
实例4-1 猜数游戏 56
4.3 循环结构 57
4.3.1 while语句 57
实例4-2 绘制多芒星图案 58
实例4-3 猜数游戏第二版 59
4.3.2 for语句 60
实例4-4 彩色螺旋图案 61
实例4-5 猜数游戏第三版 62
思考与练习 63
第5章 自定义函数 65
5.1 基本函数定义 65
5.1.1 def语句 65
5.1.2 lambda表达式 66
5.1.3 作用域 67
实例5-1 绘制五角星 69
5.2 函数进阶概念 71
5.2.1 类型标注 71
5.2.2 参数打包 72
5.2.3 递归调用 73
实例5-2 快速排序 73
5.3 函数高级特性 75
5.3.1 高阶函数 75
5.3.2 装饰器 76
5.3.3 系统命令 77
实例5-3 文本加密 77
思考与练习 79
第6章 序列类型 80
6.1 列表类型 80
6.1.1 列表作为一般序列 80
6.1.2 列表作为可变序列 82
6.1.3 列表的其他操作 84
实例6-1 数字列表排序 85
6.2 元组类型 86
6.2.1 元组的构建 86
6.2.2 元组的使用 87
实例6-2 银行列表排序 88
实例6-3 颜色名称展示 90
思考与练习 92
第7章 映射与集合 94
7.1 字典类型 94
7.1.1 字典的构建 94
7.1.2 字典专属操作 96
7.1.3 字典推导式 98
实例7-1 字符统计 98
7.2 集合类型 99
7.2.1 普通集合set 99
7.2.2 冻结集合frozenset 101
实例7-2 数字组合 102
实例7-3 绘制分形植物 103
思考与练习 105
第8章 文件与目录 106
8.1 文件的使用 106
8.1.1 文件的读写操作 106
8.1.2 字节与数据编码 108
8.1.3 对象的序列化 111
实例8-1 绘制勾股树并保存文件 112
8.2 目录操作 114
8.2.1 管理目录与文件 114
8.2.2 遍历目录树 115
实例8-2 关键字统计 116
8.3 模式匹配 118
8.3.1 正则表达式 118
8.3.2 使用re模块 119
实例8-3 单词统计 121
思考与练习 122
第9章 图形用户界面 123
9.1 GUI工具包tkinter 123
9.1.1 GUI与tkinter 123
9.1.2 窗口布局 124
9.1.3 事件处理 127
实例9-1 简易记事本 128
9.2 图形与图像 130
9.2.1 画布绘图 130
9.2.2 创建动画 134
实例9-2 方块螺旋图案 135
实例9-3 图片查看器 137
9.3 多窗口管理 139
9.3.1 Toplevel部件 139
9.3.2 多窗口的切换 141
实例9-4 实用工具集 142
思考与练习 143
第10章 面向对象编程 145
10.1 自定义类 145
10.1.1 类的定义语句 145
10.1.2 类的层级结构 147
10.1.3 特征属性 151
实例10-1 桌面计算器 153
10.2 类的高级特性 155
10.2.1 类方法与静态方法 155
实例10-2 绘制不对称勾股树 157
10.2.2 迭代器与生成器 159
实例10-3 曼德布罗分形图 162
思考与练习 164
第11章 可靠性设计 165
11.1 错误与异常 165
11.1.1 错误的类型 165
11.1.2 异常处理语句 167
11.1.3 可靠性设计风格的选择 168
实例11-1 随机获取图片 169
11.2 代码测试 170
11.2.1 文档测试模块doctest 171
11.2.2 单元测试模块unittest 172
11.2.3 性能分析模块cProfile/profile 173
实例11-2 批量下载图片 174
思考与练习 177
第12章 任务调度 178
12.1 时间操作 178
12.1.1 时间模块time 178
12.1.2 日期时间模块datetime 181
实例12-1 定时批量下载图片 182
实例12-2 整点提醒 183
12.2 多任务处理 184
12.2.1 进程的使用 184
12.2.2 线程的使用 187
12.2.3 协程的使用 187
实例12-3 并发版定时批量下载图片 189
思考与练习 190
第13章 环境管理 191
13.1 多环境配置 191
13.1.1 安装版环境 191
13.1.2 虚拟环境 193
实例13-1 贪吃蛇小游戏 195
13.2 生产环境 198
13.2.1 配置生产环境 198
13.2.2 使用生产环境 201
实例13-2 项目进度通知 204
13.3 底层环境 206
13.3.1 Python与C语言 206
13.3.2 Python与C++语言 209
13.3.3 使用C/C++编写Python模块 210
思考与练习 212
第14章 综合实例:新版图片查看器 213
14.1 实现主要功能 213
14.1.1 PyQt5应用程序框架 213
14.1.2 Git源代码管理 217
14.1.3 原有代码的改进 218
14.2 添加新的组件 221
14.2.1 多图片显示模块 221
14.2.2 窗体切换与消息传递 223
14.2.3 自定义可视化部件 225
思考与练习 226
第15章 综合实例:文章采集与展示 227
15.1 在线文章采集 227
15.1.1 PySpider框架 227
15.1.2 编写爬虫代码 228
15.1.3 爬虫定制技巧 235
15.2 文章信息展示 237
15.2.1 Flask框架 237
15.2.2 后端和前端代码 238
15.2.3 分页功能的实现 241
思考与练习 243
第16章 综合实例:数据分析与可视化 244
16.1 数据处理与分析 244
16.1.1 在线开发环境 244
16.1.2 数据科学工具集 247
16.1.3 使用数据分析库 251
16.2 数据可视化 254
16.2.1 二维绘图 254
16.2.2 词云图 257
16.2.3 时间序列可视化 258
思考与练习 260
附录A Python关键字索引 261
附录B Python内置函数索引 263
附录C Python标准库常用模块索引 266

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作者介绍

吴卿,工学博士,教授,现任杭州电子科技大学副校长、计算机学院(软件学院)院长,工业互联网研究中心主任、电子政务省重点实验室主任。主要研究方向:分布式计算、嵌入式系统、人工智能、汽车电子等。主持国家自然科学基金课题1项,浙江省科技计划面上项目1项。曾作为主要成员参加2项863课题,1项浙江省科技厅重大科技攻关课题。

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