第1章問題求解中的計算思維1
1.1計算機科學與計算思維1
1.1.1認識計算思維1
1.1.2計算機科學與計算思維的關繫3
1.2認識軟件、程序和程序設計3
1.3計算機問題求解的靈魂——算法4
1.3.1什麼是算法5
1.3.2算法的分類6
1.3.3算法的特征6
1.3.4算法的描述7
1.3.5算法的實現——程序設計語言9
1.4程序設計中的數據和數據結構11
1.5算法思維問題求解的步驟12
基礎知識練習15
能力拓展與訓練15第2章Python編程基礎16
2.1Python語言概述16
2.1.1Python語言的特點16
2.1.2Python語言的不同版本17
2.2Python環境17
2.2.1Python環境搭建17
2.2.2Python的開發環境19
2.2.3在PowerShell或命令提示符環境下運行Python程序23
2.3查看Python幫助文檔的方法24
2.4Python編程基礎27
2.4.1標識符和關鍵字27
2.4.2程序的書寫規則28
2.4.3基本的輸入和輸出30
基礎知識練習34
本章實驗實訓35〖1〗大學計算機——Python程序設計基礎目錄〖2〗〖2〗第3章數據類型與基本運算38
3.1問題求解中的數據抽像38
3.1.1數據和數據類型38
3.1.2常量、對像、變量和動態類型化39
3.2常用數據類型: 數字、布爾型和字符串41
3.2.1數字類型41
3.2.2數字類型的運算42
3.2.3布爾類型46
3.2.4字符串類型46
3.2.5字符串類型的運算49
3.3列表53
3.3.1列表定義與特點53
3.3.2列表基本操作54
組59
3.組定義與特點59
3.組基本操作59
3.5字典62
3.5.1字典定義與特點62
3.5.2字典基本操作62
3.6集合66
3.6.1集合定義與特點66
3.6.2集合的基本操作66
3.7運算符和表達式69
3.7.1運算符69
3.7.2表達式72
基礎知識練習72
能力拓展與訓練74
本章實驗實訓74第4章程序控制結構與異常處理79
4.1順序結構79
4.2選擇結構81
4.3循環結構86
4.3.1for循環86
4.3.2while循環91
4.3.3循環嵌套93
4.3.4循環中的特殊語句pass、break和continue94
4.4異常處理97
4.4.1什麼是異常97
4.4.2異常處理try…except語句98
4.4.3自定義異常類103
基礎知識練習106
能力拓展與訓練108
本章實驗實訓（一）109
本章實驗實訓（二）112第5章函數與模塊116
5.1模塊的導入和使用117
5.2Python標準庫119
5.2.1random庫119
5.2.2time庫120
5.2.3datetime庫123
5.2.4tkinter庫123
5.2.5turtle庫127
5.2.6其他132
5.3Python第三方庫134
5.3.1Python第三方庫分類簡介134
5.3.2Python第三方庫的安裝137
5.3.3PyInstaller庫139
5.4自定義函數140
5.4.1函數的定義140
5.4.2函數的調用143
5.4.3函數的參數傳遞144
5.4.4變量的作用域148
基礎知識練習150
能力拓展與訓練152
本章實驗實訓（一）153
本章實驗實訓（二）160第6章常用算法設計策略及其Python實現164
6.1常用算法設計策略的Python實現164
6.1.1枚舉法164
6.1.2回溯法167
6.1.3遞推法170
6.1.4遞歸法170
6.1.5分治法174
6.1.6貪心算法178
6.1.7動態規劃法179
6.1.8查找183
6.1.9排序185
6.2算法分析188
基礎知識練習190
能力拓展與訓練191
本章實驗實訓191第7章文件與數據格式化197
7.1文件197
7.1.1文件的概念與類型197
7.1.2文件的打開和關閉197
7.1.3文件的讀寫198
7.2數據格式化202
基礎知識練習204
能力拓展與訓練204
本章實驗實訓205第8章應用實例207
8.1文本分析基礎207
8.1.1jieba庫207
8.1.2wordcloud庫210
8.1.3英文文本分析——以Alice in Wonderland為例213
8.1.4中文文本分析——以《紅樓夢》為例215
8.2科學計算基礎219
8.2.1NumPy庫中的ndarray219
8.2.2使用NumPy庫創建數組221
8.2.3數組對像的常用操作225
8.2.4NumPy庫中的文件操作228
8.2.5NumPy在線性代數中的應用230
8.2.6NumPy在多項式中的應用231
基礎知識練習234
能力拓展與訓練235
本章實驗實訓235參考文獻238

大學計算機——Python程序設計基礎在當今的人工智能（AI）時代，Python 從眾多編程語言中脫穎而出，成為人工智能領域中機器學習、神經網絡、深度學習等應用開發的主流編程語言。Python 簡單易學，消除了普通人對於“編程”的恐懼，使得越來越多的非程序員能夠編寫簡單的程序，讓自己的生活、工作和學習更美好。
本書特色如下。
（1） 本書是一本零起點的程序設計快速入門教材，立足“教師易教，學生樂學，技能實用”，內容精煉，擯棄深奧的理論，按照認知規律，采用由淺入深、由外而內的教學模式，既強調基礎性和繫統性，又注重內容寬度和知識深度的結合，采用通俗易懂的語言和豐富的案例，方便讀者在最短的時間進入Python程序設計的世界，開啟愉悅的Python編程之旅。
（2） 本書以高等學校大學計算機課程教學指導委員會的《大學計算機基礎課程教學基本要求》為依據，把計算思維的要素、方法融入問題和案例，讓讀者在學習程序設計的過程中潛移默化地培養計算思維，了解計算機學科獨特的思維方式，使讀者在各自的專業領域中能夠有意識地借鋻、引入計算機科學中的理念、技術和方法，提高信息智能化時代利用計算機進行問題求解的能力，從而使程序設計類教材從單純知識和技能的培養層面提高到意識和思維的培養層面。
（3） 依據新工科建設中工程專業對信息技術的需求，從多方位、多角度培養學生的工程能力。書中利用“思考與探索”“能力拓展與訓練”等欄目從多方位、多角度培養學生利用計算機解決問題的能力，實現工程素養與大學計算機課程的融合。
（4） 將課程思政潛移默化、潤物細無聲地融入教學內容中。在書中的例題和練習中，引領式隱性地引入課程思政，引導學生樹立正確的“三觀”，培養學生的家國情懷，實現知識傳授、能力培養與價值引領的有機融合。
本書共8章，內容包括問題求解中的計算思維、Python編程基礎、數據類型與基本運算、程序控制結構與異常處理、函數與模塊、常用算法設計策略及其Python實現、文件與數據格式化、應用實例。
本書由申艷光、薛紅梅編著，參與編寫的還有河北工程大學計算機課程組的所有教師，他們都為此書的出版付出了辛勤的勞動。
本書的出版得到國家自然科學基金資助項目（61802107）、河北省高等學校科學技術研究項目（ZD2016017）的資助。
限於編者水平，書中難免存在不足之處，懇請讀者批評和指正，以使其更臻完善！
本書提供電子課件和實驗實訓素材，可以登錄清華大學出版社網站(www.tup.com.cn)下載。本書提供了配套的慕課，讀者可以登錄中國大學MOOC（https://www.icourse163.org/course/HEBEU1205998803）進行學習。

編者2023年3月