Python开发实例大全 下卷

本书内容齐全，通过范例循序渐进地讲解了开发Python应用程序的知识。本书主要内容包括：Python图形图像开发、多线程开发、Python游戏开发、数据可视化、Flask Web开发、Django Web开发、Python算法等知识。 本书既适合零基础的人员学习，也适合已经了解了Python基础语法的、希望进一步提高Python开发水平的读者阅读，还可作为程序员的参考书。

张善香 Java、C++、PHP、Python等开发语言，现在负责云的研发和架构工作。从2014年起便开始研究机器学习课题，是国内最早从事相关研究的专家之一。

目　　录 第 10章　图形图像开发实战 1 10.1 使用Pillow库 2 范例10-01：安装Pillow库 2 范例10-02：使用Image模块创建随机大小图片 2 范例10-03：使用Image模块打开一幅图片 3 范例10-04：实现图片透明度混合 3 范例10-05：实现图片遮罩混合处理 4 范例10-06：缩放指定图片 5 范例10-07：使用Image模块缩放指定图片 5 范例10-08：对指定图片实现剪切和粘贴功能 6 范例10-09：对指定图片的格式进行转换 6 范例10-10：旋转指定图片 7 范例10-11：对指定图片实现过滤模糊操作 8 范例10-12：使用其他内置函数 8 范例10-13：使用Pillow绘制随机点阵图和点阵图 9 范例10-14：将PNG图片转换为可读写的RLE图片 10 范例10-15：使用ImageChops模块实现图片合成 13 范例10-16：实现图像增强处理 13 范例10-17：实现同时增强处理多幅图像 14 范例10-18：对指定图片实现滤镜特效 15 范例10-19：使用ImageDraw模块绘制二维图像 16 范例10-20：使用ImageFont模块绘制二维图像 17 范例10-21：生成随机验证码图片 18 范例10-22：使用ImageFont模块绘制验证码 18 范例10-23：绘制指定年份的日历 19 10.2 pyBarcode库实战 20 范例10-24：创建EAN-13标准的条形码 20 范例10-25：将创建的EAN-13标准条形码保存为PNG图片 20 范例10-26：创建两个条形码图片 21 10.3 使用库qrcode创建二维码 21 范例10-27：将文本信息生成为一个二维码 21 范例10-28：将网址信息生成为一个二维码 22 范例10-29：将网址信息生成为一个指定样式二维码 22 范例10-30：将网址信息生成为一个带有素材图片的二维码 23 范例10-31：使用qrcode开发一个二维码生成器 24 10.4 scikit-image开发实战 26 范例10-32：安装scikit-image 26 范例10-33：使用skimage读入并显示外部图像 26 范例10-34：读取并显示外部灰度图像 27 范例10-35：读取并显示内置星空图片 27 范例10-36：读取并保存内置星空图片 28 范例10-37：显示内置星空图片的基本信息 29 范例10-38：实现内置猫图片的红色通道的效果 29 范例10-39：对内置猫图片进行二值化操作 30 范例10-40：对内置猫图片进行裁剪处理 31 范例10-41：将unit8类型转换成float类型 31 范例10-42：将float类型转换成unit8类型 31 范例10-43：将RGB图转换为灰度图 32 范例10-44：使用skimage实现绘制图片功能 32 范例10-45：使用subplot()函数绘制多视图窗口图片 33 范例10-46：使用subplots()函数绘制多视图窗口图片 34 范例10-47：使用viewer绘制并显示内置月亮图片 35 范例10-48：显示系统内指定素材图片 35 范例10-49：读取并显示文件夹pic中JPG图片的个数 36 范例10-50：将指定素材图片批量转换为灰度图 36 范例10-51：使用函数concatenate_images(ic)连接图片 37 范例10-52：改变指定图片的大小 37 范例10-53：使用函数rescale()缩放指定图片 38 范例10-54：使用函数rotate()旋转指定图片 38 10.5 使用face_recognition 实现人脸识别 39 范例10-55：搭建开发环境 39 范例10-56：显示指定人像的人脸特征 39 范例10-57：在指定照片中识别人脸 40 范例10-58：识别照片中的所有人脸 41 范例10-59：判断照片中是否包含某个人脸 43 范例10-60：识别照片中的人到底是谁 43 范例10-61：摄像头实时识别 44 第 11章　多线程开发实战 46 11.1 使用threading模块 47 范例11-01：使用_thread模块创建2个线程 47 范例11-02：直接在线程中执行函数 47 范例11-03：通过继承类threading.Thread创建线程 48 范例11-04：使用方法join()实现线程等待 48 范例11-05：使用RLock实现线程同步 49 范例11-06：使用Lock对临界区加锁 49 范例11-07：使用上下文管理器避免死锁 50 范例11-08：测试前面上下文管理器文件的功能 51 范例11-09：5位哲学家就餐问题 52 范例11-10：使用Condition实现一个捉迷藏游戏 53 范例11-11：实现一个周期性的定时器 54 范例11-12：使用Semaphore对象执行4个线程 55 范例11-13：只唤醒一个单独的等待线程 55 范例11-14：使用BoundedSemaphore对象执行4个线程 56 范例11-15：使用Event对象实现线程同步 57 范例11-16：使用Event对象同步线程的启动 57 范例11-17：使用Timer设置线程延迟5s后执行 58 范例11-18：使用local对象管理线程局部数据 59 范例11-19：使用local()创建一个线程本地存储对象 59 11.2 使用进程库multiprocessing 60 范例11-20：使用Process对象生成进程 60 范例11-21：使用Pipe对象创建双向管道 61 范例11-22：使用Queue对象放入进程 61 范例11-23：使用Connection对象处理数据 62 范例11-24：使用Shared对象在共享内存中创建共享ctypes对象 62 范例11-25：使用Manager对象操作列表 63 范例11-26：使用Manager对象共享对象类型 63 范例11-27：使用Proxy对象共享对象类型 64 范例11-28：使用Pool对象创建多个进程并实现并发处理 65 范例11-29：使用Pool对象实现进程调度 65 范例11-30：使用Pool对象并行处理某个目录下的文件 66 范例11-31：使用线程和队列实现Actor并发编程模式 67 范例11-32：使用元组的形式传递带标签消息 68 范例11-33：实现一个Actor并发编程模式的变种 69 11.3 使用库concurrent.futures 69 范例11-34：使用submit()方法操作线程池 70 范例11-35：使用map()方法返回迭代器结果 70 范例11-36：使用wait()方法返回一个元组 70 范例11-37：使用ThreadPoolExecutor实现异步调用 71 范例11-38：使用ProcessPoolExecutor实现异步调用 71 范例11-39：使用线程池服务 客户端 72 范例11-40：手动创建自己的 线程池 73 范例11-41：使用ThreadPoolExecutor 创建线程池的优势 73 范例11-42：读取数据并标识出 所有访问过文件 73 范例11-43：实现多核读取操作 74 范例11-44：使用类Future实现 封装操作 75 范例11-45：使用生成器代替 线程实现并发 76 范例11-46：使用生成器来实现Actor并发 77 11.4 使用sched模块 78 范例11-47：使用类scheduler实现时间调度 78 范例11-48：使用scheduler对象实现时间调度 78 范例11-49：使用sched()方法定时执行任务 79 范例11-50：使用sched循环执行任务 79 范例11-51：使用queue模块实现线程之间数据通信 80 范例11-52：构建一个线程安全的优先级队列 81 范例11-53：实现FIFO队列 82 范例11-54：实现LIFO队列 83 范例11-55：使用模块queue实现优先级队列 83 范例11-56：轮询多个线程队列 83 11.5 使用模块subprocess 85 范例11-57：使用模块subprocess创建子进程 85 范例11-58：使用类Popen创建进程并执行指定源码 86 第 12章　Python游戏开发实战 87 12.1 简单的小游戏 88 范例12-01：猜数游戏 88 范例12-02：龙的世界游戏 89 范例12-03：Hangman游戏 90 范例12-04：恺撒密码游戏 94 范例12-05：维吉尼亚密码游戏 94 范例12-06：Reversi黑白棋游戏 95 范例12-07：石头、剪子、布游戏 99 12.2 Pygame游戏开发初级实战 101 范例12-08：安装Pygame 101 范例12-09：开发第 一个Pygame程序 102 范例12-10：处理键盘事件 103 范例12-11：在全屏显示模式和非全屏显示模式之间进行切换 104 范例12-12：显示指定样式文字 104 范例12-13：实现一个三原色颜色滑动条效果 105 范例12-14：随机在屏幕上绘制点 106 范例12-15：随机在屏幕中绘制各种多边形 107 12.3 Pygame游戏开发高级实战 108 范例12-16：开发一个俄罗斯方块游戏 108 范例12-17：仿微信飞机游戏 115 范例12-18：简单的贪吃蛇游戏 117 范例12-19：推箱子游戏 120 范例12-20：吃苹果游戏 123 范例12-21：简易跑酷游戏 125 范例12-22：小猫吃鱼游戏 128 范例12-23：分析官网的坦克大战游戏 129 范例12-24：两种贪吃蛇游戏方案 132 范例12-25：简易俄罗斯方块游戏 139 12.4 Cocos2d游戏开发实战 140 范例12-26：第 一个Cocos2d程序 140 范例12-27：创建层 141 范例12-28：在层中添加事件 142 范例12-29：在层中添加动作 143 范例12-30：在层中使用鼠标按键事件 144 范例12-31：使用地图 145 范例12-32：2048游戏 145 范例12-33：贪吃蛇游戏 147 范例12-34：水果连连看游戏 148 范例12-35：AI智能贪吃蛇方案 149 范例12-36：AI智能五子棋游戏 152 第 13章　数据可视化实战 156 13.1 使用Matplotlib 157 范例13-01：安装Matplotlib 157 范例13-02：绘制散点图 158 范例13-03：绘制一个简单的折线图 159 范例13-04：设置标签文字和线条粗细 160 范例13-05：绘制指定样式的散点图 160 范例13-06：绘制柱状图 161 范例13-07：绘制有说明信息的柱状图 162 范例13-08：绘制一个比较美观的柱状图 163 范例13-09：绘制多幅子图 165 范例13-10：在一个坐标系中绘制两个折线图 166 范例13-11：使用正弦函数和余弦函数绘制曲线 167 范例13-12：使用Matplotlib的默认配置绘图 167 范例13-13：绘制随机漫步图 168 13-14：绘制3D图表 170 范例13-15：绘制波浪图 171 范例13-16：绘制散点图 171 范例13-17：绘制等高线图 171 范例13-18：绘制饼状图 172 范例13-19：大数据分析2014年最高温度和最低温度 173 范例13-20：在tkinter中使用Matplotlib绘制图表 174 13.2 使用库pygal 175 范例13-21：安装库pygal 176 范例13-22：使用pygal模拟掷骰子 176 范例13-23：模拟同时掷两个骰子 177 13.3 读写处理CSV文件 178 范例13-24：输出CSV文件中的日期和标题 178 范例13-25：将数据保存为CSV格式 179 范例13-26：读取指定CSV文件的文件头 179 范例13-27：输出CSV文件的文件头和对应位置 180 范例13-28：输出CSV文件中每天的最高气温 180 范例13-29：根据CSV文件数据绘制图表 181 范例13-30：提取CSV数据并保存到MySQL数据库 181 范例13-31：提取CSV数据并保存到SQLite数据库 184 13.4 使用库pandas 185 范例13-32：安装库pandas并测试是否安装成功 185 范例13-33：读取并显示CSV文件中的前3条数据 186 范例13-34：更加规整地读取并显示CSV文件中的前3条数据 186 范例13-35：读取并显示CSV文件中的某列数据 187 范例13-36：用统计图表展示CSV中的某列数据 187 范例13-37：选择指定数据 188 范例13-38：显示CSV文件中某列和某行数据 188 范例13-39：在图表中统计显示CSV文件中的出现次数前10名信息 191 范例13-40：统计文件bikes.csv中每个月的骑行数据 192 范例13-41：输出某街道前5天的骑行数据 192 范例13-42：使用时间序列功能 193 范例13-43：获取某一天是星期几 193 范例13-44：统计周一到周日每天的骑行数据 193 范例13-45：使用Matplotlib图表统计周一到周日每天的骑行数据 194 范例13-46：使用Matplotlib统计某区域的全年天气数据 194 范例13-47：输出CSV文件中的全部天气信息 195 13.5 使用库NumPy 195 范例13-48：安装库NumPy并创建一个2×3的二维数组 196 范例13-49：索引数组中的元素 196 范例13-50：使用内置函数操作数组 196 范例13-51：使用arange()函数创建数组并进行迭代 197 范例13-52：数组转置和修改 197 范例13-53：返回展开为一维数组的副本 197 范例13-54：使用字符串函数 198 范例13-55：使用正弦、余弦和正切函数 199 范例13-56：使用算术函数实现四则运算 199 范例13-57：从给定数组的元素中沿指定轴返回最小值和最大值 200 范例13-58：使用函数sort()实现快速排序 200 范例13-59：使用函数byteswap()实现字节交换 201 范例13-60：使用函数empty()返回一个矩阵 202 范例13-61：在NumPy中使用Matplotlib 202 范例13-62：使用Matplotlib绘制正弦波图 203 范例13-63：使用Matplotlib绘制直方图 203 第 14章　Flask Web开发实战 204 14.1 Flask Web初级实战 205 范例14-01：安装Flask 205 范例14-02：第 一个Flask Web程序 205 范例14-03：使用PyCharm开发Flask程序 206 范例14-04：传递URL参数 208 范例14-05：使用GET请求获取URL参数 208 范例14-06：使用cookie跟踪用户行为 209 范例14-07：使用Flask-Script扩展增强程序功能 210 范例14-08：使用模板 211 范例14-09：使用Flask-Bootstrap 扩展 212范例14-10：使用Flask-Moment 扩展本地化日期和时间 214 范例14-11：使用Flask-WTF扩展处理Web表单 215 范例14-12：文件上传系统 217 范例14-13：用户注册登录系统 218 范例14-14：使用Flask-SQLAlchemy管理数据库 220 范例14-15：使用Flask-Mail 扩展发送电子邮件 222 范例14-16：使用SendGrid发送邮件 225 14.2 Flask Web高级实战 227 范例14-17：Python+Flask+MySQL开发信息发布系统 227 范例14-18：图书借阅管理系统 230 范例14-19：Flask+TinyDB实现个人日志系统 235 范例14-20：使用Peewee+Flask+MySQL开发一个在线留言系统 240 范例14-21：使用Flask+MySQL 开发一个信息发布系统 241 第 15章　Django Web开发实战 245 15.1 Django Web初级实战 246 范例15-01：安装Django 246 范例15-02：第 一个Django项目 246 范例15-03：在URL中传递参数 248 范例15-04：使用模板 250 范例15-05：使用表单 251 范例15-06：实现基本的数据库操作 252 15.2 Django Web高级实战 253 范例15-07：使用Django后台管理系统开发一个博客系统 253 范例15-08：开发一个新闻聚合系统 256 范例15-09：开发一个在线商城系统 262 范例15-10：智能书签管理系统 270 范例15-11：智能新闻发布系统 274 范例15-12：智能图书借阅系统 277 范例15-13：Django+ Vue在线聊天室系统 280 15.3 使用库Mezzanine 281 范例15-14：使用Mezzanine开发一个内容管理系统 281 范例15-15：基于Cartridge的购物车程序 283 范例15-16：在线BBS论坛系统 285 第 16章　三维立体程序开发实战 290 16.1 使用Matplotlib绘制三维图形 291 范例16-01：绘制一个简单的3D图形 291 范例16-02：绘制3D曲线 291 范例16-03：绘制3D轮廓图 292 范例16-04：绘制3D直方图 293 范例16-05：绘制3D网状线 293 范例16-06：绘制3D三角面片图 293 范例16-07：绘制3D散点图 294 范例16-08：绘制3D文字 295 范例16-09：绘制3D条形图 296 范例16-10：绘制3D曲面图 296 范例16-11：绘制3D散点图 297 范例16-12：绘制混合图 298 范例16-13：绘制子图 298 范例16-14：绘制3D坐标系 299 16.2 使用OpenGL绘制三维图形 300 范例16-15：安装PyOpenGL 301 范例16-16：第 一个PyOpenGL程序 301 范例16-17：点线面的绘制 302 范例16-18：绘制平方曲线 304 范例16-19：绘制立方曲线 305 范例16-20：绘制艺术图像 306 范例16-21：绘制不同的线条 307 范例16-22：绘制平滑阴影三角形 308 范例16-23：渲染一个简单的立方体 309 范例16-24：实现灯光渲染 309 范例16-25：灯光渲染陈列茶壶 310 范例16-26：控制旋转物体 313 范例16-27：实现一个简单的动画 313 范例16-28：实现旋转复杂图形的动画 314 范例16-29：实现一个简单的3D游戏 315 范例16-30：移动的3D立方体 319 范例16-31：飞翔的立方体世界 320 16.3 使用Panda3D绘制三维图形 321 范例16-32：安装Panda3D并 创建第 一个Panda3D程序 321 范例16-33：熊猫游戏 324 范例16-34：迷宫中的小球游戏 324 范例16-35：飞船大作战游戏 328 范例16-36：拳击赛游戏 330 范例16-37：超级大恐龙 331 范例16-38：熊猫游乐场游戏 332 范例16-39：魔幻迪厅游戏 332 范例16-40：魔幻萤火虫之夜 333 范例16-41：奔跑的精灵 333 第 17章　Python算法实战 334 17.1 常用的算法思想实战 335 范例17-01：使用递归函数创建质数 335 范例17-02：实现拓扑排序 335 范例17-03：使用分治算法求顺序表的最大值 335 范例17-04：判断某个元素是否在其中 336 范例17-05：找出一组序列中的第k小的元素 336 范例17-06：使用回溯法求集合{1, 2, 3, 4}的所有子集 337 范例17-07：获取[1,2,3,4]的所有排列 338 范例17-08：回溯法的8“皇后”问题 339 范例17-09：使用回溯法解决迷宫问题 340 范例17-10：使用回溯法解决背包问题 341 范例17-11：找出从正整数1,2,3…n中任取r个数的所有组合 342 范例17-12：使用回溯法实现图的遍历 343 范例17-13：使用回溯法解决旅行者交通费用问题 344 范例17-14：使用回溯法解决图的着色问题 346 范例17-15：实现 'a'、'b'、'c'、'd' 4个元素的全排列 347 范例17-16：解决选排列问题 348 范例17-17：解决最佳作业调度问题 350 范例17-18：最长公共子序列 351 范例17-19：爬楼梯问题 352 范例17-20：使用穷举法计算24点 353 范例17-21：穷举指定长度的所有字符串 353 范例17-22：使用穷举法计算平方根 354 范例17-23：解决一个数学问题 354 范例17-24：使用递归法计算斐波那契数列的第n项 355 范例17-25：使用递归法计算两个数的乘积 355 范例17-26：计算n的阶乘 356 范例17-27：使用递归算法解决“汉诺塔”问题 356 范例17-28：利用递归算法获取 斐波那契数列前n项的值 358 范例17-29：利用切片递归方式查找数据 358 范例17-30：顺时针90°调换二维数组中的数据 359 范例17-31：换零钱的问题 359 范例17-32：使用递归算法实现二分法查找 360 范例17-33：小球弹跳递归计算距离 360 范例17-34：深度优先与广度优先遍历的递归实现 360 17.2 排序操作算法实战 362 范例17-35：实现快速排序 362 范例17-36：实现合并排序 363 范例17-37：使用递归算法实现快速排序 363 范例17-38：实现冒泡排序 363 范例17-39：实现从大到小的冒泡排序 364 范例17-40：冒泡排序的另外方案 364 范例17-41：冒泡排序的降序排列 365 范例17-42：实现基本的快速排列 366 范例17-43：实现插入排序 366 范例17-44：实现无序数据的插入排序 367 范例17-45：实现固定数据的插入排序 367 范例17-46：排序随机生成的0～100的数值 368 范例17-47：实现选择排序 368 范例17-48：实现直接选择排序 369 范例17-49：实现选择排序的操作步骤 369 范例17-50：选择排序和Python 内置函数的效率对比 370 范例17-51：使用选择排序处理字符 371 范例17-52：排序处理多个队列 372 范例17-53：使用堆排序 372 范例17-54：使用堆排序处理数据 373 范例17-55：将数组按照堆输出 374 范例17-56：在堆内实现任意查找 374 范例17-57：实现最小堆 375 范例17-58：使用堆进行排序 376 范例17-59：实现大顶堆排序 377 范例17-60：实现堆排序的3种方式 378 范例17-61：实现基数排序 379 范例17-62：实现桶排序 380 范例17-63：实现计数排序 380 范例17-64：实现希尔排序 381 范例17-65：展示希尔排序的步骤 381 范例17-66：利用希尔排序排列一个列表 382 范例17-67：实现折半插入排序 382 范例17-68：实现归并排序 383 范例17-69：使用归并排序处理指定列表 384 范例17-70：归并排序的另外解决方案 384 范例17-71：使用归并排序处理两个列表 385 范例17-72：浮点数的归并排序 385 范例17-73：使用折半查找算法 386 范例17-74：展示归并排序的处理步骤 387 17.3 经典数据结构开发实战 387 范例17-75：汉诺塔问题 387 范例17-76：简单的爬楼梯问题 387 范例17-77：最近点对问题 388 范例17-78：从数组中找出指定和的数值组合 389 范例17-79：找零问题 390 范例17-80：马踏棋盘 391 范例17-81：渡过问题 392 范例17-82：1000以内的完全数 393 范例17-83：多进程验证哥德巴赫猜想 394 范例17-84：高斯消元法解线性方程组 395 范例17-85：歌星大奖赛 398 范例17-86：捕鱼和分鱼 398 范例17-87：平分7筐鱼 399 范例17-88：百钱买百鸡 400