基礎篇

第1章Python語言介紹

1.1Python語言簡介

1.2安裝與配置Python環境

1.2.1安裝Python

1.2.2運行Python

1.3Python開發環境簡介

1.3.1IDLE的啟動

1.3.2利用IDLE創建Python程序

1.3.3IDLE的常用編輯功能

1.3.4在IDLE中運行和調試Python程序

1.3.5在PyCharm中運行和調試Python程序

1.4Python的基本輸入與輸出

1.4.1Python的基本輸入

1.4.2Python的基本輸出

1.5Python代碼規範

1.6使用幫助

1.7習題

第2章Python語法基礎

2.1Python數據類型

2.1.1數值類型

2.1.2字符串

2.1.3布爾類型

2.1.4空值

2.1.5Python的數值類型轉換

2.2變量和常量

2.2.1變量

2.2.2常量

2.3運算符與表達式

2.3.1運算符

2.3.2表達式

2.4序列數據結構

2.4.1列表

2.組

2.4.3字典

2.4.4集合

2.5習題

目錄

Python程序設計——從基礎開發到數據分析（第2版）微課版
第3章Python控制語句

3.1選擇結構

3.1.1if語句

3.1.2if…else語句

3.1.3if…elif…else語句

3.1.4pass語句

3.2循環結構

3.2.1while語句

3.2.2for語句

3.2.3continue語句和break語句

3.2.4循環嵌套

3.2.5列表生成式

3.3常用算法及應用實例

3.3.1累加與累乘

3.3.2求數和小數

3.3.3枚舉法

3.3.4遞推與迭代

3.4程序的異常處理

3.5遊戲初步——猜單詞遊戲

3.6習題

第4章Python函數與模塊

4.1函數的定義和使用

4.1.1函數的定義

4.1.2函數的使用

4.1.3Lambda表達式

4.1.4函數的返回值

4.2函數的參數

4.2.1函數形參和實參的區別

4.2.2參數的傳遞

4.2.3函數參數的類型

4.2.4變量的作用域

4.3閉包和函數的遞歸調用

4.3.1閉包

4.3.2函數的遞歸調用

4.4內置函數

4.4.1數學運算函數

4.4.2集合操作函數

4.4.3字符串函數

4.4.4反射函數

4.4.5I/O函數

4.5模塊

4.5.1import模塊

4.5.2定義自己的模塊

4.5.3time模塊

4.5.4calendar模塊

4.5.5datetime模塊

4.5.6random模塊

4.5.7math模塊和cmath模塊

4.5.8包

4.6遊戲初步

4.7函數和字典綜合應用案例——通訊錄程序

4.8習題

第5章Python文件的使用

5.1文件

5.2文件的訪問

5.2.1打開文件

5.2.2讀取文本文件

5.2.3寫文本文件

5.2.4文件內的移動

5.2.5文件的關閉

5.2.6二進制文件的讀/寫

5.3文件夾的操作

5.3.1當前工作目錄

5.3.2目錄的操作

5.3.3文件的操作

5.4常用格式文件的操作

5.4.1操作CSV格式文件

5.4.2操作Excel文檔

5.5文件應用案例——遊戲地圖的存儲

5.5.1將地圖寫入文件

5.5.2從地圖文件讀取信息

5.6文件應用案例——詞頻統計

5.7習題

第6章面向對像程序設計

6.1面向對像程序設計基礎

6.2類和對像

6.2.1定義和使用類

6.2.2構造函數

6.2.3析構函數

6.2.4實例屬性和類屬性

6.2.5私有成員與公有成員

6.2.6方法

6.3類的繼承和多態

6.3.1類的繼承

6.3.2類的多繼承

6.3.3方法的重寫

6.3.4多態

6.3.5運算符的重載

6.4面向對像應用案例——撲克牌類設計

6.4.1關鍵技術——random模塊

6.4.2程序設計的思路

6.5習題

第7章Tkinter圖形界面設計

7.1Python圖形開發庫

7.1.1創建Windows窗口

7.1.2幾何布局管理

7.2常用Tkinter組件的使用

7.2.1Tkinter組件

7.2.2標準屬性

7.2.3Label組件

7.2.4Button組件

7.2.5Entry組件和Text組件

7.2.6Listbox組件

7.2.7Radiobutton組件和Checkbutton組件

7.2.8Menu組件

7.2.9對話框

7.2.10消息窗口

7.2.11Frame組件

7.2.12Scrollbar組件

7.3圖形的繪制

7.3.1Canvas組件

7.3.2Canvas上的圖形對像

7.4Tkinter字體

7.4.組表示字體

7.4.2通過Font對像表示字體

7.5Python事件處理

7.5.1事件類型

7.5.2事件綁定

7.5.3事件處理函數

7.6圖形界面程序設計的應用

7.6.1開發猜數字遊戲

7.6.2撲克牌發牌程序的窗體圖形版

7.6.3關燈遊戲 

7.6.4遊戲開發拓展——推箱子遊戲 

7.7習題

第8章Python數據庫應用

8.1數據庫基礎

8.1.1數據庫的概念

8.1.2關繫型數據庫

8.1.3數據庫和Python接口程序

8.2結構化查詢語言

8.2.1數據表的建立和刪除

8.2.2查詢語句

8.2.3添加記錄語句

8.2.4更新語句

8.2.5刪除記錄語句

8.3SQLite數據庫簡介

8.3.1SQLite數據庫

8.3.2SQLite3的數據類型

8.3.3SQLite3的函數

8.3.4SQLite3的模塊

8.4Python的SQLite3數據庫編程

8.4.1訪問數據庫的步驟

8.4.2創建數據庫和表

8.4.3數據庫的插入、更新和刪除操作

8.4.4數據庫表的查詢操作

8.4.5數據庫使用實例

8.5Python數據庫應用案例——智力問答遊戲

8.6習題

第9章網絡編程和多線程

9.1網絡編程基礎

9.1.1TCP/IP

9.1.2IP

9.1.3TCP和UDP

9.1.4端口

9.1.5Socket

9.2TCP編程

9.2.1TCP客戶端編程

9.2.2TCP服務器端編程

9.3UDP編程

9.4多線程編程

9.4.1進程和線程

9.4.2創建線程

9.4.3線程的同步

9.4.4定時器

9.5網絡編程案例——網絡五子棋遊戲

9.5.1服務器端程序設計

9.5.2客戶端程序設計

9.6習題

開發篇

第10章函數式編程

10.1高階函數

10.2Python函數式編程常用的函數

10.3迭代器

10.4普通編程方式與函數式編程的對比

10.5習題

第11章Python文本處理

11.1字符串的基本處理

11.2正則表達式

11.2.1正則表達式的語法

11.2.2re模塊

11.2.3正則表達式的實際應用案例

11.3Python中文分詞

11.3.1安裝和使用jieba

11.3.2jieba添加自定義詞典

11.4習題

提高篇

第12章基於Pygame的遊戲設計

12.1Pygame基礎知識

12.2Pygame的使用

12.2.1Pygame開發遊戲的主要流程

12.2.2Pygame的圖像與圖形繪制

12.2.3Pygame中鍵盤和鼠標事件的處理

12.2.4Pygame中字體的使用

12.2.5Pygame中聲音的播放

12.2.6Pygame中精靈的使用

12.3基於Pygame設計貪喫蛇遊戲

12.4習題

第13章Python爬取網頁信息

13.1HTTP相關知識

13.2urllib庫

13.2.1urllib庫簡介

13.2.2urllib庫的基本使用

13.3BeautifulSoup庫

13.3.1BeautifulSoup庫概述

13.3.2BeautifulSoup庫的四大對像

13.3.3BeautifulSoup庫操作解析文檔樹

13.4網絡爬蟲實戰——用Python爬取新浪國內新聞

13.5習題

第14章科學計算和可視化應用

14.1Numpy庫的使用

14.1.1Numpy數組

14.1.2Numpy數組的算術運算

14.1.3Numpy數組的形狀操作

14.1.4Numpy中的矩陣對像

14.1.5文件存取

14.2Matplotlib繪圖可視化

14.2.1Matplotlib.pyplot模塊——快速繪圖

14.2.2繪制條形圖、餅狀圖和散點圖

14.2.3交互式標注

14.3習題

第15章Python圖像處理

15.1Python圖像處理類庫

15.2PIL中Image類的使用

15.2.1Image類的屬性

15.2.2轉換圖像格式

15.2.3創建縮略圖

15.2.4復制和粘貼圖像區域

15.2.5調整尺寸和旋轉

15.2.6轉換成灰度圖像

15.2.7對像素進行操作

15.3PIL中ImageFilter和ImageEnhance類的使用

15.3.1ImageFilter類

15.3.2ImageEnhance類

15.4PIL中ImageDraw類的使用

15.4.1ImageDraw類的基礎知識

15.4.2ImageDraw類的方法

15.5用Python生成驗證碼圖片

15.6習題

第16章數據挖掘和機器學習

16.1sklearn庫的安裝

16.2sklearn庫的應用

16.2.1訓練數據集——鳶尾花

16.2.2sklearn庫的聚類

16.2.3sklearn庫的分類

16.2.4sklearn庫的回歸

16.2.5鳶尾花的分類

16.3習題

第17章Python數據分析

17.1Pandas

17.1.1Series

17.1.2DataFrame

17.2Pandas統計功能

17.2.1基本統計

17.2.2分組統計

17.3Pandas合並、連接和排序

17.3.1合並和連接

17.3.2排序和排名

17.4Pandas篩選和過濾功能

17.4.1篩選

17.4.2按篩選條件進行彙總

17.4.3過濾

17.5Pandas數據的導入和導出

17.5.1導入CSV文件

17.5.2讀取其他格式的數據

17.5.3導出Excel文件

17.5.4導出CSV文件

17.6習題

附錄A全國計算機等級考試二級Python語言程序設計考試大綱(2021年版)

參考文獻

Python語言自20世紀90年代初誕生至今，被廣泛應用於處理繫統管理任務和科學計算，是非常受歡迎的程序設計語言之一。
學習編程是工程專業學生教育的重要部分。除了直接的應用外，學習編程還是了解計算機科學本質的方法。計算機科學對現代社會產生了毋庸置疑的影響。Python是一種解釋型、面向對像、動態數據類型的高級程序設計語言，同時也是一門近乎“全能”的編程語言，可以使用Python進行網頁數據采集、Web開發、數據分析與挖掘 、量化投資分析和遊戲開發等。在TIOBE公布的2021年10月編程語言排行榜中，Python首次排名處於位。TIOBE排行榜能反映某個編程語言的熱門程度，是作為當前業內程序開發語言的流行使用程度的有效指標。
本書編者長期從事程序設計語言的教學與應用開發，在長期的工作中積累了豐富的經驗，了解在學習編程時需要什麼樣的書,如何提高Python開發能力，如何以少的時間投入得到快的實際應用。
本書內容
本書共分為三篇： 基礎篇、開發篇和提高篇，共17章。
基礎篇（第1～9章）主要講解Python的基礎知識和面向對像編程基礎，以及Tkinter圖形界面設計、Python數據庫應用、網絡編程和多線程等知識，第3～9章提供了應用本章知識點的遊戲案例，例如猜單詞、撲克牌、網絡五子棋等。
開發篇（第10章和第11章）主要講解函數式編程和Python文本處理。
提高篇（第12～17章）主要介紹Python流行的第三方庫，講解Pygame遊戲設計、科學計算和可視化應用、圖像處理，以及數據挖掘、機器學習和數據分析工具Pandas等內容。
本書特點
（1） Python 程序設計涉及的範圍非常廣泛，本書的內容編排並不求全、求深，而是考慮零基礎讀者的接受能力，語法介紹以夠用、實用和應用為原則，選擇Python 中、實用的知識進行講解，強化對程序思維能力的培養。
（2） 選取的遊戲案例貼近生活，有助於提高學習興趣。
（3） 所有案例均提供詳細的設計思路、關鍵技術分析和具體的解決方案，並且提供源碼，可以正常運行。
需要說明的是，學習編程是一個實踐的過程，而不隻是看書、看資料的過程，親自動手編寫、調試程序纔是至關重要的。通過實際的編程及積極的思考，讀者可以很快地積累並掌握許多寶貴的編程經驗，這些編程經驗對開發者來說尤為寶貴。
本書配套資源豐富，包括教學大綱、教學課件、電子教案和程序源碼，本書還提供700分鐘的微課視頻。

資源下載提示
課件等資源： 掃描封底的“課件下載”二維碼，在公眾號“書圈”下載。
素材（源碼）等資源： 掃描目錄上方的二維碼下載。
在線作業： 掃描封底的作業繫統二維碼，登錄網站在線做題及查看答案。
視頻等資源： 掃描封底的文泉雲盤防盜碼，再掃描書中相應章節中的二維碼，可以在線學習。

本書由夏敏捷（中原工學院）和田地（河南財政金融學院）主持編寫，金秋（中原工學院）編寫第1章和第2章，楊瑞敏（中原工學院）編寫第3章和第4章，劉芳華（鄭州輕工業大學）編寫第5～11章，田地（河南財政金融學院）編寫第12章和第13章，牛艷霞（中原工學院）編寫第14章和第15章，陳海蕊（中原工學院）編寫第17章，其餘章節由夏敏捷和楊關編寫。
在編寫本書的過程中，為確保內容的正確性，編者參閱了很多資料，並且得到了中原工學院計算機學院的鄭秋生教授和資深Web程序員的支持，在此謹向他們表示衷心的感謝。

由於編者水平有限，書中難免有疏漏之處，敬請廣大讀者批評指正。
夏敏捷

2021年8月