Python程序设计与应用——面向数据分析与可视化

本书是国家精品课程“大学计算机”系列课程“程序设计”的主教材。本书以快速掌握程序设计思想为主线，采用“核心语法为先导，经典案例为依托，实践应用为目的”的内容组织方式，以大量程序案例为抓手，突出程序设计与应用实践的关联性，促进计算思维能力培养，提升大学生综合素质和创新能力。本书内容基于Python 3.8版本，共9章，从基础技能、实践应用两个层面展开。基础技能部分包含6章：Python语言概述、Python语言基础、程序基本控制结构、函数的使用、文件读写与管理、Python面向对象程序设计。实践应用部分包含3章：数据分析与可视化处理、Pillow图像处理与Turtle绘图、网页信息获取。本书体系完整、结构严谨、注重应用、强调实践，可作为高等学校程序设计课程的教材，也可作为全国计算机等级考试二级Python语言的培训或自学教材。

第1章 Python语言概述
1.1 程序设计语言简介
1.1.1 程序与程序设计语言
1.1.2 编译型语言和解释型语言
1.1.3 动态语言和静态语言
1.1.4 动态类型语言和静态类型语言
1.1.5 强类型语言和弱类型语言
1.2 结构化程序设计与面向对象程序设计
1.2.1 结构化程序设计
1.2.2 面向对象程序设计
1.3 Python简介
1.3.1 Python的特点
1.3.2 主要应用领域
1.4 Python的工作方式
1.4.1 命令行方式
1.4.2 脚本方式
1.5 Python中的常见文件类型
1.5.1 基本文件类型
1.5.2 脚本文件中的重要概念
1.5.3 脚本文件的基本构成
1.5.4 脚本文件的执行过程
1.6 理解Python的语言特性
习题1
第2章 Python语言基础
2.1 Python的基本语法规则
2.1.1 语句书写格式
2.1.2 注释
2.2 基本数据类型
2.2.1 数值
2.2.2 字符串
2.2.3 列表
2.2.4 元组
2.2.5 字典
2.2.6 日期和时间
2.2.7 集合
2.2.8 布尔值
2.3 Python中的不可变数据类型和可变数据类型
2.3.1 基本概念
2.3.2 Python中基本数据类型的可变特性
2.4 标识符与变量
2.4.1 标识符
2.4.2 变量
2.5 数据输出与数据输入
2.5.1 数据输出
2.5.2 数据输入
2.6 基本运算
2.6.1 运算符与表达式
2.6.2 常见运算符及其运算规则
2.6.3 运算符的优先级与结合性
习题2
第3章 程序基本控制结构
3.1 基本控制结构简介
3.2 顺序结构
3.3 选择结构
3.3.1 选择控制语句
3.3.2 if嵌套
3.4 循环结构
3.4.1 循环控制语句
3.4.2 循环嵌套
3.5 程序设计举例
3.6 疑难辨析
习题3
第4章 函数的使用
4.1 理解函数
4.2 非用户自定义函数的使用
4.2.1 Python内置函数的使用
4.2.2 Python标准库的使用
4.2.3 第三方库的使用
4.2.4 模块的使用
4.3 自定义函数
4.3.1 函数的定义
4.3.2 函数的调用
4.3.3 匿名函数
4.3.4 变量作用域
4.4 异常处理
4.4.1 程序中的常见错误
4.4.2 异常的概念
4.4.3 异常的基本处理方法
4.5 应用举例
习题4
第5章 文件读写与管理
5.1 文件读写
5.1.1 文件的存储格式
5.1.2 file对象
5.1.3 打开和关闭文件
5.1.4 文件的读写
5.1.5 文件读写位置定位
5.1.6 使用with open打开文件
5.1.7 文件读写应用举例
5.2 CSV文件操作
5.2.1 CSV文件简介
5.2.2 CSV模块
5.2.3 CSV文件应用举例
5.3 文件及目录管理
5.3.1 重命名与删除文件
5.3.2 目录管理
5.4 应用举例
习题5
第6章 Python面向对象程序设计
6.1 面向对象程序设计简介
6.1.1 程序设计思想的发展
6.1.2 对象和类
6.1.3 面向对象程序设计基本特征
6.2 创建类
6.3 对象的创建与访问
6.3.1 创建对象
6.3.2 访问属性
6.3.3 Python对象销毁（垃圾回收）
6.4 继承与多态
6.4.1 继承的特点与语法
6.4.2 方法重写
6.4.3 运算符重载
6.5 应用举例
习题6
第7章 数据分析与可视化处理
7.1 数据分析简介
7.1.1 数据分析的概念
7.1.2 数据分析的基本过程
7.1.3 数据分析的应用领域
7.1.4 支持数据分析的主要程序设计语言
7.2 NumPy模块的简单应用
7.2.1 NumPy模块支持的基本数据类型及属性
7.2.2 NumPy模块提供的基本方法
7.2.3 NumPy模块应用举例
7.3 Pandas模块的简单应用
7.3.1 Pandas模块简介
7.3.2 Pandas模块应用举例
7.4 Matplotlib模块的应用
7.4.1 Matplotlib模块简介
7.4.2 绘制图形举例
习题7
第8章 Pillow图像处理与Turtle绘图
8.1 Pillow图像处理
8.1.1 Pillow简介
8.1.2 Pillow应用举例
8.2 Turtle绘图
8.2.1 Turtle简介
8.2.2 Turtle应用举例
习题8
第9章 网页信息获取
9.1 Pyecharts数据可视化
9.1.1 Pyecharts简介
9.1.2 生成图表
9.1.3 使用地图
9.2 网络爬虫简介
9.2.1 B/S架构及其工作原理
9.2.2 网络爬虫及其分类
9.2.3 网络爬虫的工作原理
9.3 bs4模块的使用
9.3.1 bs4简介
9.3.2 导入包与实例化对象
9.3.3 用于数据解析的属性和方法
9.3.4 CSS选择器
9.3.5 应用举例
习题9
附录A 常见内置函数及功能
附录B Python标准库常见组件
附录C 常见的第三方库和外部工具
参考文献