Python程序设计(第3版)

本书具有以下特点： ● 广泛使用计算机图形学——本书提供一个简单的图形软件包graphics.py作为示例。 ● 生动有趣的例子——本书包含了完整的编程示例来解决实际问题。 ● 亲切自然的行文——以自然的叙事风格介绍了重要的计算机科学概念。 ● 灵活的螺旋式学习过程——简单地呈现概念，逐渐介绍新的思想，章节末加以巩固强化。 ● 时机恰好地介绍对象——本书既不是严格的“早讲对象”，也不是“晚讲对象”，而是在命令式编程 的基础上简要地介绍了对象概念。 ● 提供丰富的教学素材——提供了大量的章末习题。还提供代码示例和教学PPT下载。 本书以Python语言为工具教授计算机程序设计。本书强调解决问题、设计和编程是计算机科学的核心技能。本书特色鲜明、示例生动有趣、内容易读易学，适合Python入门程序员阅读，也适合高校计算机专业的教师和学生参考。 访问异步社区（www.epubit.com.cn）的本书页面，可下载本书示例代码、习题解答和教学PPT。

本书是面向大学计算机科学专业的教材。本书以Python语言为工具，采用相当传统的方法，强调解决问题、设计和编程是计算机科学的核心技能。全书共13章，此外，还包含两个附录。第1章到第5章介绍计算机与程序、编写简单程序、数字计算、对象和图形、字符串处理等基础知识。第6章到第8章介绍函数、判断结构、循环结构和布尔值等话题。第9章到第13章着重介绍一些较为高档的程序设计方法，包括模拟与设计、类、数据集合、面向对象设计、算法设计与递归等。附录部分给出了Python快速参考和术语表。每一章的末尾配有丰富的练习，包括复习问题、讨论和编程联系等多种形式，帮助读者巩固该章的知识和技能。本书特色鲜明、示例生动有趣、内容易读易学，适合Python入门程序员阅读，也适合高校计算机专业的教师和学生参考。

John Zelle是美国Wartburg大学数学和计算机系教授。他负责教授Python程序设计课程，并且结合多年的教学经验编写了本书，在美国高校受到普遍的欢迎。他还从事VR、AI等方面的研究，发表了一些机器学习方面的论文。

第1章计算机和程序1
学习目标1
1．1通用机器1
1．2程序的力量2
1．3什么是计算机科学2
1．4硬件基础3
1．5编程语言4
1．6Python的“魔法”6
1．7Python程序内部10
1．8混沌与计算机12
1．9小结13
1．10练习14
复习问题14
第2章编写简单程序17
学习目标17
2．1软件开发过程17
2．2示例程序：温度转换器18
2．3程序要素19
2．3．1名称19
2．3．2表达式20
2．4输出语句22
2．5赋值语句23
2．5．1简单赋值23
2．5．2赋值输入24
2．5．3同时赋值26
2．6确定循环27
2．7示例程序：终值29
2．8小结31
2．9练习32
复习问题32
第3章数字计算35
学习目标35
3．1数值数据类型35
3．2类型转换和舍入38
3．3使用math库40
3．4累积结果：阶乘42
3．5计算机算术的局限性44
3．6小结46
3．7练习47
复习问题47
第4章对象和图形52
学习目标52
4．1概述52
4．2对象的目标53
4．3简单图形编程53
4．4使用图形对象56
4．5绘制终值60
4．6选择坐标64
4．7交互式图形66
4．7．1获取鼠标点击67
4．7．2处理文本输入68
4．8graphics模块参考70
4．8．1GraphWin对象70
4．8．2图形对象71
4．8．3Entry对象74
4．8．4显示图像74
4．8．5生成颜色75
4．8．6控制显示更新（高档）75
4．9小结76
4．10练习76
复习问题76
第5章序列：字符串、列表和文件81
学习目标81
5．1字符串数据类型81
5．2简单字符串处理84
5．3列表作为序列86
5．4字符串表示和消息编码87
5．4．1字符串表示87
5．4．2编写编码器88
5．5字符串方法89
5．5．1编写解码器89
5．5．2更多字符串方法92
5．6列表也有方法93
5．7从编码到加密94
5．8输入/输出作为字符串操作95
5．8．1示例应用程序：日期转换95
5．8．2字符串格式化97
5．8．3更好的零钱计数器99
5．9文件处理99
5．9．1多行字符串100
5．9．2文件处理100
5．9．3示例程序：批处理用户名103
5．9．4文件对话框（可选）103
5．10小结105
5．11练习106
复习问题106
第6章定义函数111
学习目标111
6．1函数的功能111
6．2函数的非正式讨论112
6．3带有函数的终值程序115
6．4函数和参数：令人兴奋的细节116
6．5返回值的函数119
6．6修改参数的函数122
6．7函数和程序结构126
6．8小结128
6．9练习129
复习问题129
第7章判断结构133
学习目标133
7．1简单判断133
7．1．1示例：温度警告133
7．1．2形成简单条件135
7．1．3示例：条件程序执行136
7．2两路判断137
7．3多路判断140
7．4异常处理142
7．5设计研究：三者大144
7．5．1策略1：比较每个值和所有其他值145
7．5．2策略2：判断树146
7．5．3策略3：顺序处理147
7．5．4策略4：使用Python148
7．5．5一些经验148
7．6小结149
7．7练习149
复习问题149
第8章循环结构和布尔值153
学习目标153
8．1for循环：快速回顾153
8．2不定循环154
8．3常见循环模式155
8．3．1交互式循环155
8．3．2哨兵循环156
8．3．3文件循环158
8．3．4嵌套循环160
8．4布尔值计算161
8．4．1布尔运算符161
8．4．2布尔代数163
8．5其他常见结构165
8．5．1后测试循环165
8．5．2循环加一半166
8．5．3布尔表达式作为判断166
8．6示例：一个简单的事件循环169
8．7小结172
8．8练习173
复习问题173
第9章模拟与设计177
学习目标177
9．1模拟短柄壁球177
9．1．1一个模拟问题177
9．1．2分析与规格说明178
9．2伪随机数178
9．3自顶向下的设计180
9．3．1顶层设计180
9．3．2关注点分离182
9．3．3第二层设计182
9．3．4设计simNGames183
9．3．5第三层设计184
9．3．6整理完成186
9．3．7设计过程总结188
9．4自底向上的实现188
9．4．1单元测试188
9．4．2模拟结果189
9．5其他设计技术190
9．5．1原型与螺旋式开发190
9．5．2设计的艺术191
9．6小结191
9．7练习192
复习问题192
第10章定义类196
学习目标196
10．1对象的快速复习196
10．2示例程序：炮弹197
10．2．1程序规格说明197
10．2．2设计程序197
10．2．3程序模块化199
10．3定义新类200
10．3．1示例：多面骰子201
10．3．2示例：Projectile类203
10．4用类数据处理205
10．5对象和封装207
10．5．1封装有用的抽象207
10．5．2将类放在模块中208
10．5．3模块文档208
10．5．4使用多个模块210
10．6控件210
10．6．1示例程序：掷骰子程序211
10．6．2创建按钮211
10．6．3构建骰子类213
10．6．4主程序215
10．7动画炮弹216
10．7．1绘制动画窗口217
10．7．2创建ShotTracker218
10．7．3创建输入对话框219
10．7．4主事件循环220
10．8小结221
10．9练习222
复习问题222
第11章数据集合227
学习目标227
11．1示例问题：简单统计227
11．2应用列表228
11．2．1列表和数组229
11．2．2列表操作229
11．2．3用列表进行统计231
11．3记录的列表235
11．4用列表和类设计237
11．5案例分析：Python计算器241
11．5．1计算器作为对象241
11．5．2构建界面241
11．5．3处理按钮243
11．6案例研究：更好的炮弹动画246
11．6．1创建发射器246
11．6．2追踪多次射击248
11．7无顺序集合251
11．7．1字典基础251
11．7．2字典操作252
11．7．3示例程序：词频253
11．8小结257
11．9练习257
复习问题257
第12章面向对象设计262
学习目标262
12．1OOD的过程262
12．2案例研究：壁球模拟263
12．2．1候选对象和方法264
12．2．2实现SimStats265
12．2．3实现RBallGame266
12．2．4实现Player267
12．2．5完整程序268
12．3案例研究：骰子扑克270
12．3．1程序规格说明271
12．3．2识别候选对象271
12．3．3实现模型272
12．3．4基于文本的UI275
12．3．5开发GUI277
12．4OO概念282
12．4．1封装282
12．4．2多态283
12．4．3继承283
12．5小结284
12．6练习285
复习问题285
第13章算法设计与递归287
学习目标287
13．1查找287
13．1．1简单的查找问题287
13．1．2策略1：线性查找288
13．1．3策略2：二分查找288
13．1．4比较算法289
13．2递归问题解决290
13．2．1递归定义291
13．2．2递归函数292
13．2．3示例：字符串反转293
13．2．4示例：重组词294
13．2．5示例：快速指数295
13．2．6示例：二分查找296
13．2．7递归与迭代296
13．3排序算法298
13．3．1天真的排序：选择排序298
13．3．2分而治之：归并排序299
13．3．3排序比较301
13．4难题303
13．4．1汉诺依塔303
13．4．2停机问题306
13．4．3结论308
13．5小结308
13．6练习309
复习问题309
附录APython快速参考314
附录B术语表323