Python语言程序设计（微课版）

本书以Python 3.9和Anaconda 3为编程环境。通过本书的学习，希望读者能理解和掌握Python语言的相关知识，具备较强的算法设计、编写和调试程序的能力，理解面向对象程序设计和模块化程序设计思想，掌握文件读写、图形界面、数据库、数据分析与可视化、人工智能等编程技术。 本书共16章。第1～2章介绍程序设计与编程环境；第3～7章介绍顺序、函数、选择、循环的算法与程序设计，以及Python的数据结构；第8章介绍文件处理；第9～11章介绍面向对象程序设计、模块化程序设计和异常处理；第12~16章介绍图形界面、数据库、网络爬虫、数据分析与可视化、人工智能等的编程。每章后配有针对性强的习题，供读者巩固所学知识。

作者任教于天津科技大学，讲授《大学计算机基础》、《C语言程序设计》、《visual Basic语言》、《visual Foxpro语言》等课程。多年来主编出版教材十余部。

第　1章 程序设计基础　1 1.1　程序设计语言　1 1.1.1　什么是程序　1 1.1.2　程序设计语言的分类　1 1.1.3　Python语言简介　2 1.2　程序设计概述　3 1.2.1　计算机系统结构　3 1.2.2　程序设计的本质　4 1.2.3　程序设计的过程　4 1.3　算法的概念和特性　5 1.3.1　什么是算法　5 1.3.2　算法举例　5 1.3.3　算法的特性　6 1.4　算法的表示方法　7 1.4.1　自然语言　7 1.4.2　伪代码　7 1.4.3　传统流程图　7 1.4.4　N-S流程图　8 1.5　结构化程序设计方法　8 习题　10 第　2章 Python编程与调试　12 2.1　Python集成开发环境IDE　12 2.1.1　Python IDLE简介　12 2.1.2　Python IDLE的Shell　13 2.1.3　Python IDLE编辑器编写和运行程序　15 2.1.4　程序错误与调试　16 2.2　Anaconda Spyder编程与调试　20 2.2.1　Spyder简介　20 2.2.2　编程、运行和调试　21 2.2.3　在线编辑与调试 错误!未定义书签。 2.3　turtle绘图　23 2.3.1　turtle简介　23 2.3.2　窗体与画布　24 2.3.3　绘图函数　25 习题　30 第3章　顺序结构程序设计与编程基础　33 3.1　顺序结构　33 3.2　Python语言基础　35 3.2.1　语句　35 3.2.2　缩进分层　35 3.2.3　注释　36 3.3　Python数据类型　37 3.3.1　数字类型　37 3.3.2　字符串类型　39 3.3.3　数据类型转换与数学函数　43 3.4　变量和常量　45 3.4.1　变量　45 3.4.2　常量　46 3.4.3　标识符与关键字　47 3.5　Python的输入和输出　48 3.5.1　标准输入函数　48 3.5.2　标准输出函数　49 3.5.3　格式占位符输出　49 3.5.4　内置函数format()输出　50 3.5.5　字符串format()方法输出　52 3.6　运算符和表达式　53 3.6.1　算术运算符　54 3.6.2　赋值运算符　55 3.6.3　关系运算符　56 3.6.4　逻辑运算符　56 3.6.5　标识运算符　57 3.6.6　位运算符　58 3.6.7　运算符的优先级　61 3.7　顺序结构程序设计　62 习题　64 第4章　函数　68 4.1　函数的定义和调用　68 4.1.1　函数定义　68 4.1.2　函数调用　69 4.1.3　函数返回值　70 4.2　函数参数　71 4.2.1　位置参数　71 4.2.2参数的传递　72 4.2.3　默认参数　72 4.2.4　关键字参数　73 4.2.5　可变参数　73 4.3　变量的作用域　74 4.4　函数的嵌套　76 4.4.1　嵌套函数　76 4.4.2　函数的嵌套调用　77 4.4　匿名函数　77 习题　79 第5章　选择结构程序设计　83 5.1　选择结构算法设计　83 5.2　if语句　87 5.3　pass语句　92 5.4　条件运算　93 5.5　选择结构的嵌套　93 5.6　递归函数　95 习题　97 第6章　循环结构程序设计　103 6.1　当型循环　103 6.2　for循环　108 6.3　break语句和continue语句　110 6.4　循环的else子句　111 6.5　循环的嵌套　112 6.6　循环结构编程举例　115 习题　119 第7章　Python数据结构　124 7.1　列表　124 7.1.1　列表的创建　124 7.1.2　访问列表元素　125 7.1.3　列表的方法　126 7.1.4　列表的遍历　129 7.2　元组　132 7.2.1　元组的创建　132 7.2.2　元组的访问与遍历　133 7.2.3　元组的方法　134 7.3　序列及其通用操作　134 7.3.1　序列的切片　135 7.3.2　序列的运算　135 7.3.3　序列的内置函数　137 7.3.4　序列的类型转换　137 7.4　字典　138 7.4.1　字典的创建　139 7.4.2　字典的基本操作　140 7.4.3　字典的方法　141 7.5　集合　144 7.5.1　集合的创建　144 7.5.2　集合的基本操作　145 7.5.3　集合的运算　147 7.6　成员运算　150 7.7　综合案例　150 习题　153 第8章　文件　158 8.1　文件简介　158 8.2　文件的打开与关闭　158 8.2.1　文件的打开　158 8.2.2　文件的关闭　159 8.2.3　读取方式打开文件　159 8.2.4　写入方式打开文件　162 8.2.5　追加方式打开文件　163 8.2.6　with open语句打开文件　165 8.3　文件的读取　166 8.3.1　read()和seek()方法　166 8.3.2　readline()方法　168 8.4　文件的写入　166 8.4.1　write()方法　170 8.4.2　writelines()方法　170 8.5　操作文件和目录　171 8.5.1　os模块　171 8.5.2　os.path文件和目录操作　173 8.6　CSV文件的读写　174 习题　175 第9章　面向对象程序设计　178 9.1　面向对象程序设计概述　178 9.1.1　面向对象程序设计思想　178 9.1.2　面向对象程序设计概念　179 9.2　Python的类和对象　179 9.2.1　类的定义　180 9.2.2　创建对象　180 9.2.3　引用　181 9.2.4　self参数　181 9.2.5　构造方法　182 9.2.6　析构方法　183 9.2.7　实例成员和类成员　183 9.2.8　静态方法　186 9.2.9　私有属性和私有方法　187 9.3　面向对象的基本特征　188 9.3.1　封装　188 9.3.2　继承　189 9.3.3　多态　192 习题　194 第　10章 模块和包　198 10.1　模块化编程　198 10.2　Python模块　198 10.2.1　自定义模块　198 10.2.2　导入模块　199 10.2.3　模块内置属性和函数　200 10.2.4　模块的搜索路径　202 10.3　包　203 10.3.1　包结构　203 10.3.2　包初始化　205 10.3.3　包导入　205 10.3.4　子包间相互访问　206 10.4　标准库与第三方库　208 10.4.1　标准库　208 10.4.2　第三方库　213 习题　214 第　11章 异常处理　217 11.1　异常　217 11.1.1　Python内置异常　217 11.1.2　常见异常　218 11.2　异常捕获与处理　220 11.2.1　简单异常处理　220 11.2.2　多种异常处理　221 11.2.3　合并异常处理　222 11.2.4　完整的异常捕获　223 11.2.5　异常的传递　224 11.3　抛出异常　224 习题　225 第　12章 Tkinter图形界面程序设计　229 12.1　GUI库　229 12.2　Tkinter简介　229 12.3　创建第 一个图形界面　230 12.3.1　图形界面程序基本结构　230 12.3.2　创建第 一个图形界面程序　230 12.3.3　设置窗体属性　231 12.4　布局与常见控件　233 12.4.1　布局　233 12.4.2　常用控件　236 12.5　事件处理　246 12.6　综合案例　247 习题　249 第　13章 数据库程序设计　252 13.1　SQLite数据库　252 13.2　SQL语句简介　253 13.3　Python操作数据库　257 13.3.1　创建和关闭数据库连接　257 13.3.2　操作数据库　258 13.4　综合案例　261 习题　266 第　14章 网络爬虫程序设计　268 14.1　网络爬虫概念　268 14.2　网络爬虫的相关技术　269 14.2.1　HTML基础　269 14.2.2　CSS基础　271 14.2.3　HTTP基础　272 14.3　Python编写网络爬虫　273 14.3.1　发起请求　273 14.3.2　获取响应内容　275 14.3.3　解析网页内容　276 14.3.4　提取网页元素　277 14.3.5　保存数据　280 14.4　robots.txt　280 14.5　综合案例　281 习题　283 第　15章 数据分析与可视化　285 15.1　数据分析的概念　285 15.2　数据分析与可视化编程　285 15.2.1　Numpy库　285 15.2.2　Pandas库　288 15.2.3　Matplotlib库　296 15.3　综合案例　300 习题　303 第　16章 人工智能程序设计　305 16.1　人工智能概念　305 16.2　Scikit-learn库　305 16.3　百度AI开放平台　306 16.4　综合案例　309 习题　311 参考文献　313