第1章  Python程序設計概述 1
1.1  程序設計語言 2
1.1.1  程序設計語言概述 2
1.1.2  編譯型語言與解釋型語言 4
1.2  Python概述 4
1.2.1  Python的概念 4
1.2.2  學習Python的意義 6
1.2.3  Python的發展 7
1.3  Python開發環境的搭建 8
1.3.1  Windows平臺下Python開發環境的搭建 8
1.3.2  Linux平臺下Python開發環境的搭建 10
1.3.3  使用IDLE來幫助學習Python 12
1.3.4  Python常用的開發工具 16
1.3.5  “Hello World！”——個Python程序 17
1.4  本章小結 18
習題 18

第2章  Python語言基礎 21
2.1  基礎Python語法 22
2.1.1  標識符 22
2.1.2  Python的語法和句法 23
2.2  數值 25
2.2.1  數據類型 25
2.2.2  變量與常量 30
2.2.3  運算符與優先級 31
2.3  字符串 34
2.4  列表與序列 43
2.5 &nb組 47
2.6  字典 50
2.7  集合 53
2.8  基本輸入與輸出 58
2.8.1  輸出到屏幕 58
2.8.2  鍵盤輸入 59
2.9  正則表達式 60
2.9.1  素 60
2.9.2  正則表達式的操作舉例 62
2.9.3  正則表達式測試工具 64
2.9.4  正則表達式的在線測試 67
2.10  本章小結 68
習題 68

第3章  Python流程控制 71
3.1  順序結構程序設計 72
3.1.1  算法 72
3.1.2  順序結構程序設計舉例 73
3.2  選擇結構程序設計 74
3.2.1  單分支選擇結構 74
3.2.2  雙分支選擇結構 76
3.2.3  多分支選擇結構 76
3.2.4 &nbs運算符 77
3.2.5  比較運算符 77
3.2.6  邏輯運算符 79
3.2.7  選擇結構的嵌套 80
3.3  循環結構程序設計 81
3.3.1  for循環 81
3.3.2  while循環 85
3.3.3  break和continue語句在循環中的使用 86
3.3.4  循環中使用else分支 88
3.3.5  循環的嵌套 89
3.3.6  pass在循環中的使用 91
3.4  range()函數 91
3.5  案例實訓 95
3.5.1  案例實訓1：輸出所有和為某個正整數的連續正數序列 95
3.5.2  案例實訓2：歌詠比賽評分程序 96
3.6  本章小結 98
習題 98

第4章  函數與模塊 101
4.1  Python代碼編寫規範 102
4.1.1  Python代碼風格 103
4.1.2  典型案例 104
4.2  函數 106
4.2.1  函數定義 106
4.2.2  函數調用 107
4.2.3  按引用傳遞參數 108
4.2.4  參數類型 108
4.2.5  return語句 110
4.2.6  變量的作用域與命名空間 111
4.2.7  函數與遞歸 112
4.2.8  迭代器與生成器 116
4.2.9  自定義模塊 118
4.3  標準模塊 120
4.3.1  內建函數 120
4.3.2  格式化輸出 120
4.3.3  內建模塊 123
4.4  匿名函數 126
4.5  Python工具箱 127
4.6  案例實訓：“哥德巴赫猜想”的驗證 129
4.7  本章小結 130
習題 131

第5章  文件與目錄操作 135
5.1  文件的基本操作 136
5.1.1  打開文件 136
5.1.2  關閉文件 138
5.1.3  在文本文件中讀取數據 138
5.1.4  創建文本文件 139
5.1.5  向文本文件中添加數據 139
5.1.6  文件指針 139
5.1.7  截斷文件 140
5.1.8  復制、刪除、移動、更名文件 140
5.2  指定目錄下的文件操作 142
5.2.1  獲取當前目錄 142
5.2.2  獲取當前目錄下的內容 142
5.2.3  創建、刪除目錄 143
5.3  CSV文件 143
5.3.1  讀CSV文件 144
5.3.2  寫CSV文件 144
5.4  Excel文件 145
5.4.1  使用xlrd讀Excel文件 145
5.4.2  使用xlwt寫Excel文件 146
5.4.3  使用xlutils修改Excel文件 148
5.5  HTML文件 149
5.5.1  Beautiful Soup安裝 149
5.5.2  創建Beautiful Soup對像 150
5.5.3  解析HTML文件 151
5.6  XML文件 153
5.6.1  解析XML文件 153
5.6.2  創建XML文件 155
5.7  案例實訓：廣告極限詞過濾 156
5.8  本章小結 158
習題 158

第6章  面向對像編程 161
6.1  類的定義與使用 163
6.1.1  類的定義——封裝 164
6.1.2  類屬性與方法 165
6.1.3  再談Python的作用域和命名空間 169
6.2  Python類與對像 171
6.2.1  類對像 171
6.2.2  類屬性 172
6.2.3  實例屬性 174
6.2.4  幾點說明 175
6.3  繼承 176
6.3.1  單繼承 176
6.3.2  多繼承 177
6.3.3  方法重寫與運算符重載 179
6.3.4  isinstance函數 181
6.3.5  super()函數 182
6.4  多態 183
6.5  案例實訓：棧與隊列 185
6.6  本章小結 188
習題 189

第7章  異常處理與pdb模塊調試 191
7.1  編程常見錯誤 192
7.1.1  語法錯誤 192
7.1.2  邏輯錯誤 193
7.1.3  異常 193
7.2  異常處理 193
7.2.1  try、except、else、finally語句 195
7.2.2  主動觸發異常和自定義異常 197
7.2.3  使用sys模塊返回異常 198
7.3  使用pdb模塊調試程序 199
7.3.1  常用的pdb函數 199
7.3.2  pdb調試命令 201
7.4  案例實訓：文件操作中的異常事件處理 203
7.5  本章小結 205
習題 205

第8章  數據庫編程 207
8.1  數據庫技術基礎 208
8.1.1  數據庫的基本概念 208
8.1.2  數據庫的類型 209
8.2  SQLite數據庫 210
8.2.1  SQLite數據庫的下載和安裝 210
8.2.2  SQLite數據類型 211
8.2.3  創建SQLite數據庫 212
8.2.4  SQLite的基本操作 212
8.2.5  使用Python操作SQLite數據庫 215
8.3  MySQL數據庫 218
8.3.1  MySQL數據庫的下載和安裝 218
8.3.2  MySQL數據類型 221
8.3.3  MySQL的基本操作 222
8.3.4  使用Python操作MySQL數據庫 230
8.4  案例實訓：管理信息繫統的數據操作 231
8.5  本章小結 234
習題 234

第9章  數據分析與可視化 237
9.1  數據挖掘簡介 238
9.2  選擇Python進行數據挖掘的意義 239
9.3  Python的主要數據分析工具 239
9.3.1  NumPy庫 239
9.3.2  SciPy庫 242
9.3.3  Matplotlib庫 245
9.3.4  pandas庫 247
9.4  案例實訓 252
9.4.1  案例實訓1：利用Python分析數據的基本情況——缺失值分析與數據離散度分析 252
9.4.2  案例實訓2：使用箱形圖檢測異常值——離群點挖掘 253
9.4.3  案例實訓3：基於詞雲的關鍵詞統計 255
9.5  本章小結 257
習題 257

第10章  GUI編程和用戶界面 259
10.1  Tkinter模塊 260
10.1.1  創建Windows窗體 261
10.1.2  標簽組件Label 262
10.1.3  按鈕組件Button 265
10.1.4  消息框組件Messagebox 268
10.1.5  隻讀文本框Entry 270
10.1.6  單選框組件Radiobutton 271
10.1.7  復選框組件Checkbutton 272
10.1.8  文本框組件Text 274
10.1.9  列表框組件Listbox 275
10.1.10  菜單組件Menu 277
10.1.11  滑動條組件Scale 278
10.2  網格布局管理器 280
10.2.1  網格 280
10.2.2  sticky屬性 282
10.2.3  向列表框添加垂直滾動條 283
10.2.4  設計窗體布局 284
10.3  GUI編程 284
10.3.1  將TUI程序轉換成GUI程序 284
10.3.2  面向對像編程 286
10.4  案例實訓：設計一個查看文件目錄的程序 287
10.5  本章小結 290
習題 291

第11章  Web開發 293
11.1  將程序放在Web上運行 294
11.1.1  Web應用的工作方式 294
11.1.2  為Web應用創建一個UI 295
11.2  使用MVC設計Web應用 297
11.3  使用CGI將程序運行在服務器上 298
11.4  案例實訓：從Web頁面獲取表格內容並顯示 303
11.5  本章小結 304
習題 305

第12章  網絡爬蟲 307
12.1  爬蟲的基本原理及過程 308
12.1.1  網絡爬蟲概述 308
12.1.2  爬蟲的工作流程 308
12.2  Requests模塊編碼流程 309
12.2.1  Requests概述 309
12.2.2  Requests用法 310
12.2.3  使用Requests訪問編程的例子 312
12.3  網頁數據解析工具XPath 312
12.3.1  XPath概述 312
12.3.2  XPath的用法 312
12.4  應用Scrapy實現工程化爬蟲 315
12.4.1  Scrapy框架介紹 315
12.4.2  Scrapy編碼流程 317
12.5  案例實訓 319
12.5.1  案例實訓1：抓取網易新聞數據 319
12.5.2  案例實訓2：抓取AcFun視頻 323
12.6  本章小結 324
習題 325

附錄A  Python關鍵字 326
附錄B  其他常用功能 329
參考文獻 330

TIOBE網站的統計數字表明，Python是近20年以來獲得“年度編程語言獎”次數多的編程語言。2020年和2021年，Python連續兩年位居榜首，而且截至本書定稿時，Python仍獨占鼇頭。
通常人們認為Python是好的編程語言，因為它非常平易近人，是一種快速、易於使用且易於部署的編程語言。Python也是美國大學選用多的編程語言，著名的哈佛大學、麻省理工學院、加州大學伯克利分校、卡耐基-梅隆大學等，已將Python語言作為計算機專業和非計算機專業的入門語言。Python崇尚簡、短、精、小，其應用幾乎無限制，各方面地位超然。Python在軟件質量控制、提升開發效率、可移植性、組件集成、豐富的庫支持等方面均處於領先地位。更重要的是，Python簡單易學、免費開源、可移植、可擴展、可嵌入。此外，Python還支持面向對像編程，而且它的面向對像編程甚至比Java和C#.net更徹底。
Python是“高性價比”的語言。它合理地結合了高性能與低成本(代碼量小、維護成本低、編程效率高)的特色，致力於用簡潔的代碼完成任務。完成同樣的業務邏輯，在其他編程語言中可能需要編寫大量的代碼，而在Python中隻需調用內建函數或內建對像的方法即可實現，甚至可以直接調用第三方擴展庫來完成。一般情況下，Python的代碼量僅僅是Java的1/5，足見Python編程的高效。
Python是應用“無限制”的語言。它被廣泛地應用於後端開發、遊戲開發、網站開發、科學計算、大數據分析、雲計算、圖形開發等領域。美國中央情報局CIA網站、世界上的視頻網站YouTube、國內的問答社區“知乎”等，都是由Python開發的，搜狐、金山、騰訊、盛大、網易、百度、阿裡、淘寶、土豆、新浪、果殼等著名的IT公司都在使用Python完成各種各樣的任務。
Python是一種代表“簡單主義”思想的語言。它的設計哲學是優雅、明確、簡單。閱讀一個良好的Python程序，感覺就像在閱讀英語，盡管這對英語的要求非常嚴格。Python的這種偽代碼本質是它的優點之一。
Python是“高層次”的語言。它內建優異的數據結構，很容易表達各種常見的數據結構，不再需要定義指針、分配內存，編程也簡單了許多，也無須考慮程序對內存的使用等底層細節，把許多機器層面的細節隱藏起來，凸顯邏輯層面的編程思考。
Python是免費、開源、跨平臺的高級動態編程語言。它支持命令式編程、函數式編程，全面支持面向對像編程；它語法簡潔、清晰，擁有功能豐富而強大的標準庫和大量的第三方擴展庫；它可使用戶能夠專注於解決問題而不是去搞明白語言本身，這是其開發效率高的根本原因。
由此可見，用“出類撥萃”來形容Python並不為過。Python如此眾多的優勢，吸引著無數的程序員投身於Python。網上的一句流行語頗耐人尋味：“人生苦短，我用Python。”
在國外，“Python熱”正在逐步升溫，涉及方方面面的領域；在國內，越來越多的大學已將Python列入本科生的必修課程或選修課程，越來越多的IT企業將開發語言瞄向了Python。可以預見的是，國內的“Python熱”方興未艾，本書的出版順應了這一大趨勢。
為了拓展應用範圍，充分利用現有資源，對於Python程序員而言，熟練運用第三方擴展庫是非常重要的。使用成熟的擴展庫可以幫助我們快速實現業務邏輯，達到事半功倍的效果。但是，第三方擴展庫的理解和運用無疑要建立在對Python基礎知識和基本數據結構熟練掌握的基礎上。因此，本書兼顧“基礎”與“應用”兩個方面，前7章把重點放在基礎上，通過大量的經典例題講解了Python語言的核心內容；後5章則把重點放在應用上，通過大量案例介紹了Python在實際開發中的應用。關於不同應用領域的第三方擴展庫，讀者可以參考附錄B，並結合自己的專業領域查閱相關文檔。本書共分12章，主要內容如下。
第1章Python程序設計概述。介紹什麼是編程語言，什麼是Python，學習Python的原因，Python的發展歷史，多種平臺下Python環境的搭建，使用集成開發環境IDLE來幫助學習Python，Python常用的開發工具，後給出了本書個Python程序。
第2章Python語言基礎。講解Python的語法和句法，Python的數據類型，Python的常量與變量，Python的運算符與優先級，Python的數值類型，Python的字符串類型，Python的高級數據類型(組、字典、集合)，後介紹了正則表達式及其應用。
第3章Python流程控制。介紹了算法與結構化程序設計的概念，講解了if語句和for語句的基本格式、執行規則、嵌套用法，range()函數在循環中的使用方法，while語句的基本格式、執行規則、嵌套用法，後介紹了break、continue、pass等關鍵字在循環中的使用方法。
第4章函數與模塊。講解了Python代碼編寫規範和風格，函數的定義與調用，函數參數的傳遞，Python變量作用域，函數與遞歸，迭代器與生成器，Python自定義模塊，輸入輸出語句的基本格式及執行規則，匿名函數的定義與使用。
第5章文件與目錄操作。介紹了文件和文件對像，講解了基於os模塊的文件操作方法、基於shutil模塊的文件操作方法，文本文件、CSV文件、Excel文件的基本操作，後介紹了HTML、XML文檔的基本操作。
第6章面向對像編程。介紹了面向對像技術，講解了類與對像的定義和使用、類的屬性與方法、類的作用域與命名空間、類的單繼承和多繼承，後以數個典型實例講解了面向對像程序設計的應用。
第7章異常處理與pdb模塊調試。介紹了Python編程的常見錯誤、Python的異常處理機制，後介紹了如何使用pdb模塊調試Python程序。
第8章數據庫編程。講解了數據庫技術基礎，SQLite和MySQL數據庫的數據類型、基本操作，使用Python操作SQLite和MySQL數據庫的方法。
第9章數據分析與可視化。講解了使用Python進行數據挖掘的原因，介紹了NumPy庫、SciPy庫、Matplotlib庫和pandas庫，後通過數理統計中的數據離散度分析和數據挖掘中的離群點分析等典型案例，介紹了Python在數據可視化方面的應用。
第10章GUI編程和用戶界面。講解了GUI界面的概念，Tkinter模塊及其各種組件，網格布局管理器，後介紹了GUI編程。
第11章Web開發。講解了Web應用的工作方式，MVC設計模式，CGI通用網關接口，使用模板快速生成Web頁面。
第12章網絡爬蟲。介紹了網絡爬蟲的基本原理及工作流程、Requests模塊編碼流程、網頁數據解析工具Xpath，後介紹了應用Scrapy實現網絡爬蟲的方法。
本書的特點是內容精煉、案例豐富、聯繫實際；程序輸出原汁原味，既有正確輸出的結果，又有錯誤輸出的提示，讓讀者既從“正”的方面學到經驗，又從“負”的方面吸取教訓，使經驗與教訓兼而得之。本書總體內容按照先基礎、後應用的順序安排，前7章為基礎篇，其內容循序漸進；後5章為應用篇，其內容自成體繫；每個知識點按照先講解知識、後給出案例的順序編寫編；每個軟件都配有安裝過程截圖，每道例題都配有運行結果截圖，使讀者一目了然。
本書由天津工業大學楊連賀、李姜及天津市電子計算機研究所楊陽擔任主編，由天津工業大學朱宏飛、劉星雨、張莉琦擔任副主編。楊連賀教授具有30餘年的程序設計教學經驗，講授過多門編程語言，並編寫過大量應用程序，青年時期曾參加過市級講課大賽並取得優異成績，特別是在美國訪學期間，用Python語言開發過較大規模的軟件。在內容的組織和安排上，本書結合了作者多年教學與科研中積累的經驗，並巧妙地將其糅合到相應的章節中。
本書以目前流行的Python?3為基礎，適當兼顧Python?2.x；既講解Python的基礎知識，又適當介紹Python在各個方面的應用，因而可以滿足不同層次讀者的需要。
本書作為教材，基礎教學建議選取前7章內容，推薦36學時；“基礎 應用”教學建議按“7 n”方式選取教學內容，後5章可根據專業需要擇其一二，或全部選用，推薦42～64學時。建議采用邊講邊練的教學模式。本書可以作為具有一定Python基礎的讀者進一步學習的資料，可供參加各類計算機考試的人員學習和參考，也可以作為從事數據分析、數據庫開發、Web開發、界面設計、軟件開發等工作的工程師的參考資料。對於打算利用業餘時間快樂地學習一門編程語言並編寫一些小程序來自我娛樂的讀者，本書是的學習資料。本書也適合對編程有著濃厚興趣的中小學生作為課外閱讀書籍。
由於編者水平有限，書中的疏漏與不足之處在所難免，希望專家和讀者不吝指正。

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