Python程序设计基础

本书包括Python语言程序设计的入门知识，从Python的安装开始，随后介绍Python的基础知识和基本概念，包括数据类型、运算符及表达式，程序流程控制，序列及其他数据结构，字符串和正则表达式，函数，面向对象编程，模块和包，异常，文件，可视化编程，数据库操作，最后结合前面讲述的内容，按照实际项目开发的流程讲解几个综合应用案例的开发过程。本书可作为高等学校Python语言程序设计课程的教材，也可作为工程技术人员和编程爱好者的参考书。

第1章 Python语言简介 1
1.1 什么是Python语言 1
1.2 Python语言的发展历史 1
1.3 Python语言的优点 2
1.4 Python语言的应用 2
1.5 Python的安装 3
1.6 第一个Python程序 5
1.7 Python源代码编译 8
1.8 实验与习题 10
第2章 数据类型、运算符及表达式 11
2.1 数据类型 11
2.1.1 标识符 11
2.1.2 变量和常量 12
2.1.3 整型 14
2.1.4 浮点型 15
2.1.5 分数 17
2.1.6 布尔型 19
2.1.7 空值 20
2.2 输入与输出 20
2.2.1 print()函数 20
2.2.2 input()函数 22
2.2.3 其他输入输出函数 23
2.3 运算符 25
2.3.1 Python语言运算符简介 25
2.3.2 算术运算符和算术表达式 25
2.3.3 逻辑运算符和逻辑表达式 26
2.3.4 关系运算符和关系表达式 27
2.3.5 位运算符 27
2.3.6 赋值运算符 28
2.3.7 其他运算符 30
2.3.8 运算符的优先级 32
2.4 实例精选 32
2.5 实验与习题 45
第3章 程序流程控制 46
3.1 算法概述 46
3.1.1 算法及其要素和特性 46
3.1.2 算法表示方法 46
3.2 顺序结构 48
3.3 选择结构 48
3.3.1 if选择结构 48
3.3.2 选择结构的嵌套 51
3.4 循环结构 51
3.4.1 while 循环结构 52
3.4.2 for循环结构 53
3.4.3 break和continue语句 55
3.4.4 else语句 55
3.4.5 pass语句 56
3.4.6 循环结构的嵌套 56
3.5 实例精选 57
3.6 实验与习题 65
第4章 序列及其他数据结构 68
4.1 序列 68
4.1.1 序列类型的基本操作 68
4.1.2 解压序列赋值给多个变量 68
4.2 列表 70
4.2.1 列表的创建与删除 70
4.2.2 列表元素的访问与计数 71
4.2.3 列表元素的增加与删除 72
4.2.4 用列表作为栈 74
4.2.5 常用列表内置函数 75
4.2.6 成员资格判断 76
4.2.7 切片操作 76
4.2.8 列表排序 77
4.2.9 列表复制 78
4.2.10 列表推导式 79
4.3 元组 80
4.3.1 创建元组 80
4.3.2 访问元组 80
4.3.3 元组与列表的区别 81
4.3.4 序列解包 81
4.3.5 生成器推导式 83
4.4 字典 84
4.4.1 创建字典 84
4.4.2 访问字典 85
4.4.3 字典元素的修改与删除 87
4.4.4 有序字典 87
4.4.5 字典推导式 88
4.4.6 字典的运算 88
4.4.7 查找两字典的相同点 89
4.4.8 字典中的键映射多个值 90
4.5 集合 91
4.5.1 创建与删除集合 92
4.5.2 更新集合 92
4.5.3 集合的数学运算 93
4.6 排序算法 95
4.7 实例精选 97
4.8 实验与习题 111
第5章 字符串和正则表达式 113
5.1 文本序列类型——字符串 113
5.1.1 字符串的创建 113
5.1.2 字符串的转义与连接 113
5.1.3 数字字符串与时间的格式化 114
5.1.4 字符串的索引与切片 117
5.1.5 常见的字符串操作 117
5.2 正则表达式 118
5.2.1 正则表达式的语法 118
5.2.2 正则表达式与Python语言 121
5.2.3 常用的正则表达式 123
5.3 jieba分词与wordcloud词云 124
5.3.1 jieba分词的应用 124
5.3.2 wordcloud词云的应用 136
5.4 实例精选 138
5.5 实验与习题 142
第6章 函数 144
6.1 概述 144
6.2 函数的定义 144
6.2.1 无参函数的定义与调用 144
6.2.2 有参函数的定义与调用 145
6.2.3 函数嵌套定义 145
6.3 函数参数与函数返回值 146
6.3.1 位置参数 146
6.3.2 关键字参数 146
6.3.3 默认值参数 147
6.3.4 可变长度参数 147
6.3.5 只接收关键字参数的函数 148
6.3.6 函数传递参数时序列解包 149
6.3.7 函数返回值 154
6.4 函数的递归调用 155
6.5 匿名函数：lambda表达式 157
6.6 map()函数 157
6.7 变量作用域 158
6.8 生成器 160
6.9 协程 162
6.10 偏函数与函数柯里化 163
6.11 实例精选 165
6.12 实验与习题 186
第7章 面向对象编程 187
7.1 概述 187
7.1.1 什么是面向对象的程序设计 187
7.1.2 面向对象程序设计的特点 187
7.2 类的定义和对象的创建 187
7.2.1 类和对象的关系 187
7.2.2 类的定义 187
7.2.3 self和object参数 188
7.3 属性和实例 188
7.3.1 类的属性和实例 188
7.3.2 对象的属性和方法 190
7.4 派生类、多重继承与运算符重载 191
7.4.1 派生类 191
7.4.2 多重继承 192
7.4.3 运算符重载 192
7.5 新式类的高级特性 193
7.5.1 什么是新式类 193
7.5.2 __slots__类属性 194
7.5.3 描述符的变化 194
7.5.4 特殊方法__getattribute__() 195
7.5.5 装饰器的区别 195
7.6 类的设计技巧 196
7.6.1 调用父类方法 196
7.6.2 静态方法和类方法的区别 197
7.6.3 创建大量对象时减少内存占用 197
7.7 实例精选 198
7.8 实验与习题 205
第8章 模块和包 206
8.1 命名空间 206
8.1.1 命名和对象的区别 206
8.1.2 作用域和闭包机制 206
8.2 装饰器 207
8.2.1 简单装饰器 207
8.2.2 参数的处理 208
8.2.3 调用顺序 209
8.3 模块 209
8.3.1 什么是模块 209
8.3.2 导入模块 210
8.3.3 标准模块 211
8.4 包 212
8.4.1 包的概述 212
8.4.2 包管理工具——pip 213
8.4.3 虚拟环境工具——virtualenv 215
8.5 实例精选 216
8.6 实验与习题 219
第9章 异常 220
9.1 异常概述 220
9.1.1 什么是异常 220
9.1.2 标准异常类 220
9.2 异常处理 221
9.2.1 try…except 语句 221
9.2.2 try…except…else语句 221
9.2.3 try…except…finally语句 222
9.3 抛出异常和自定义异常 222
9.3.1 抛出异常 222
9.3.2 自定义异常 223
9.4 断言与上下文管理 224
9.4.1 断言 224
9.4.2 上下文管理 225
9.5 两个特殊语句 227
9.5.1 raise语句 227
9.5.2 with 语句 228
9.6 调试程序 231
9.6.1 使用IDLE调试程序 231
9.6.2 使用pdb模块调试程序 233
9.7 实例精选 235
9.8 实验与习题 241
第10章 文件 243
10.1 文件的描述 243
10.2 文件的打开与关闭 243
10.2.1 文件的打开 243
10.2.2 文件的关闭 244
10.3 文件的读写 245
10.3.1 文件的读取 245
10.3.2 文件的写入 245
10.4 文件的定位 246
10.4.1 seek()和tell()函数 246
10.4.2 以r+方式打开文件 246
10.4.3 以w+方式打开文件 247
10.5 文件的备份和删除 247
10.5.1 文件和文件夹的备份 247
10.5.2 文件的删除 248
10.6 实例精选 249
10.7 实验与习题 260
第11章 可视化编程 261
11.1 用matplotlib模块绘制图形 261
11.1.1 绘制单个图表 261
11.1.2 绘制多个图表 262
11.2 用Tkinter模块绘制图形 265
11.2.1 绘制圆形 265
11.2.2 绘制直线 265
11.2.3 绘制方形 266
11.2.4 绘制椭圆 267
11.3 用Tkinter模块设计交互式界面 268
11.3.1 标签组件 268
11.3.2 按钮组件 268
11.3.3 输入框组件 269
11.3.4 单选框组件和复选框组件 270
11.3.5 消息窗口组件 271
11.4 用turtle库绘制图形 272
11.5 实例精选 276
11.6 实验与习题 282
第12章 数据库操作 283
12.1 数据库中的事务 283
12.2 数据库连接 284
12.3 创建数据表 285
12.4 表的插入操作 285
12.5 表的查询操作 286
12.6 表的更新操作 287
12.7 表的删除操作 287
12.8 错误处理 288
12.9 实例精选 288
12.10 实验与习题 290
第13章 Python应用案例 291
13.1 Python爬虫开发实战 291
13.1.1 Requests：让HTTP服务人类 291
13.1.2 Beautiful Soup：解析HTML利器 292
13.1.3 教务系统课程表爬虫 293
13.1.4 常见文档的爬取方法 300
13.2 Tromino谜题 303
13.2.1 案例分析与算法设计 304
13.2.2 程序实现及运行结果 304
13.3 优选总和问题 308
13.3.1 案例问题分析与算法设计 309
13.3.2 程序实现及运行结果分析 309
13.4 校园导航问题 311
13.4.1 案例问题分析与算法设计 311
13.4.2 程序实现及运行结果 312
13.5 实验与习题 316
附录A Python常用的方法及函数 317
参考文献 329