Python程序设计（微课版）

本书以Python 3.x为平台，介绍Python程序设计和应用，主要内容包括Python概述、数据类型、程序控制结构、组合数据类型、自定义函数及应用程序构成、文件操作、数据可视化、常用模块应用和项目实战。本书以典型案例开篇来介绍Python程序基本构成、书写特点、初学者容易出现的错误、错误产生原因和解决办法等内容，并在后续章节配有典型案例，将知识讲解和常用算法编程相结合，帮助读者积累算法实现的经验，提高实战能力。第9章中的项目实战案例经过精心设计，综合应用Python主要功能解决实际问题。 本书配有PPT课件、教学大纲、电子教案、源代码、课后习题答案、模拟试卷及答案等教学资源，用书教师可在人邮教育社区免费下载使用。 本书可作为高等院校相关专业Python程序设计课程的教材，也可作为培训机构或Python自学者的参考书，还可作为从事Python应用开发人员的参考资料。

郑阿奇，南京师范大学计算机系副教授，南京师范大学中北学院信息系教学主任。1986年开始，在教学和科技开发的同时，一直在从事计算机应用性和编程类教材的研究，先后编写或主编计算机教材45本，其中系列教材3套。获得国家教委优秀教材二等奖、电子部优秀教材二等奖、江苏省畅销图书二等奖。参加主持国家863子项目，主持江苏省、南京市、泰州市和横向项目多项。获江苏省科技进步奖、江苏省优秀软件奖、南京市创新成果奖、泰州市科技进步奖。

第 1章 Python概述　1 1.1　Python简介　1 1.2　Python安装及集成开发环境　1 1.2.1　Python安装　1 1.2.2　Python自带集成开发环境　2 1.2.3　PyCharm集成开发环境　3 1.3　Python程序基本构成：从一个典型案例说起　4 1.3.1　注释　4 1.3.2　标识符、变量名和关键字　5 1.3.3　数值型和字符串型　6 1.3.4　赋值语句　6 1.3.5　分支语句　7 1.3.6　输入、输出及内置函数　7 1.3.7　程序行组成　8 1.4　程序分析和简单调试：以一个典型案例展开　8 1.4.1　语法错误　9 1.4.2　运行错误　10 1.4.3　运行结果不正确　12 1.5　Python内置函数、标准库和第三方扩展库　12 1.5.1　内置函数　12 1.5.2　标准库　13 1.5.3　第三方扩展库　14 【实训】　15 【习题】　15 第　2章 数据类型　17 2.1　数值型　17 2.1.1　整型　17 2.1.2　浮点型　18 2.1.3　复数型　19 2.1.4　数值运算符　20 2.1.5　用于数值型计算的常用函数　22 2.2　布尔型　24 2.2.1　布尔型及其运算　24 2.2.2　判断运算符　26 2.3　字符串型　27 2.3.1　字符编码及其Python支持　27 2.3.2　转义字符　28 2.3.3　字符串常量　30 2.3.4　字节串　30 2.3.5　内置字符串函数　30 2.3.6　字符串运算符　31 2.3.7　字符串格式化　32 2.3.8　字符串操作方法　33 2.3.9　正则表达式　38 2.4　日期时间类型　40 2.4.1　日期时间库　41 2.4.2　时间库　43 2.5　数据类型转换　44 2.5.1　进制和数值转换　44 2.5.2　字符、码值、字节和判断数据类型　45 2.6　【典型案例】：计算输入表达式不同进制值　46 【实训】　49 【习题】　49 第3章　程序控制结构　51 3.1　程序基本结构　51 3.1.1　输入数据　51 3.1.2　数据输出　53 3.1.3　算法描述和实现　54 3.2　分支结构　56 3.2.1　分支语句　56 3.2.2　分支语句的嵌套　60 3.3　循环结构　61 3.3.1　条件语句　61 3.3.2　遍历语句　62 3.3.3　循环体控制语句　63 3.3.4　循环嵌套　65 3.4　【典型案例】：计时答题和快判素数　66 3.5　异常处理　67 3.5.1　异常处理程序结构　67 3.5.2　【典型案例】：无限制输入分数计算平均分数　69 3.6　面向对象程序设计　69 3.6.1　类和对象　69 3.6.2　程序设计　70 3.6.3　【典型案例】：创建圆类并对其操作　72 【实训】　73 【习题】　74 第4章　组合数据类型　77 4.1　列表　77 4.1.1　列表的特性　77 4.1.2　列表的基本操作　80 4.1.3　列表方法　81 4.1.4　列表推导式　85 4.1.5　【典型案例】：评委评分处理　87 4.2　元组　87 4.2.1　元组的特性　87 4.2.2　生成器推导式　89 4.3　集合　90 4.3.1　集合的创建与访问　90 4.3.2　集合的基本操作　90 4.3.3　【典型案例】：销售商品详情数据统计　92 4.4　字典　93 4.4.1　字典的创建与操作　93 4.4.2　字典方法　95 4.4.3　【典型案例】：百分制成绩分级统计　98 4.5　常用函数和组合数据类型的转换　99 4.5.1　常用函数　99 4.5.2　组合数据类型的转换　101 4.6　【典型案例】：组合数据类型综合应用　103 【实训】　106 【习题】　107 第5章　自定义函数及应用程序构成　109 5.1　自定义函数　109 5.1.1　函数定义与调用　109 5.1.2　列表推导式使用函数　110 5.2　参数传递　110 5.2.1　定长参数　111 5.2.2　可变长度参数　111 5.2.3　序列解包　112 5.3　变量作用域　113 5.4　函数嵌套和递归　114 5.4.1　函数的嵌套　114 5.4.2　函数的递归　116 5.4.3　【典型案例】：递归和嵌套　116 5.5　应用程序构成　119 5.5.1　模块　119 5.5.2　包　119 5.5.3　引用包模块　121 5.5.4　【典型案例】：报数游戏　123 【实训】　124 【习题】　125 第6章　文件操作　128 6.1　文件及其操作　128 6.1.1　打开和关闭　129 6.1.2　数据操作　130 6.1.3　二进制文件和序列化操作　132 6.1.4　文件（文件夹）操作　132 6.1.5　【典型案例】：商品分类和用户账号管理　133 6.2　Python操作规范文件　135 6.2.1　CSV文件及其基本操作　135 6.2.2　【典型案例】：商品订单管理　137 6.2.3　Excel文件及其基本操作　139 6.2.4　【典型案例】：订单统计分析　140 【实训】　142 【习题】　143 第7章　数据可视化　144 7.1　绘图　144 7.1.1　画笔函数　144 7.1.2　形状绘制函数　145 7.1.3　窗口状态函数　147 7.1.4　【典型案例】：实时时钟　147 7.2　图表处理模块及应用　151 7.2.1　基本绘图　151 7.2.2　【典型案例】：指数衰减曲线　153 7.2.3　绘制基础图表　156 7.2.4　【典型案例】：三维图形和4种子图表　158 7.3　图形界面设计　161 7.3.1　图形界面控件　161 7.3.2　标签和包布局　164 7.3.3　按钮应用　165 7.3.4　文本框和位置布局　166 7.3.5　输入框和网格布局　168 7.3.6　【典型案例】：图形计算器　170 【实训】　172 【习题】　173 第8章　常用模块应用　175 8.1　文本分词、语音合成和播放　175 8.1.1　扩展库安装和基本使用　175 8.1.2　【典型案例】：公交车语音播报　177 8.2　词频分析和词云可视化　179 8.3　网络信息爬取　181 8.3.1　爬虫库基本使用　181 8.3.2　【典型案例】：大学排名爬取　182 8.4　图像数据处理和显示　185 8.4.1　图像基本处理方式　186 8.4.2　【典型案例】：天池和水怪图片处理　187 8.5　人脸检测和比对　190 8.5.1　图像预处理　190 8.5.2　【典型案例】：图像人脸检测　191 8.5.3　【典型案例】：摄像头抓拍人脸比对　192 【实训】　194 【习题】　195 第9章　项目实战：商品销售和数据分析　196 9.1　商品销售和数据分析　196 9.1.1　程序设计方法　196 9.1.2　商品销售和数据分析方案　196 9.2　系统各功能模块设计与开发　197 9.2.1　数据准备　197 9.2.2　项目结构　197 9.2.3　用户管理模块开发　198 9.2.4　功能导航开发　201 9.2.5　商品选购模块开发　202 9.2.6　下单结算模块开发　207 9.2.7　销售分析模块开发　216 9.3　Python应用程序打包发布　219 9.3.1　单程序文件打包　219 9.3.2　多程序文件项目的打包　220 【实训】　221 【习题】　222 附录A　Python生态　223 附录B　Python关键字　226 附录C　Python内置函数　227 附录D　常用RGB色彩对应　228 附录E　Unicode常用字符编码范围　229 附录F　网络文档索引　230