全新正版 Python编程 从入门到实践 第3版

本书是享誉全球的Python入门书，影响了超过250万读者。全书分两部分：第一部分介绍用Python编程所必须了解的基本概念，包括强大的Python库和工具，以及列表、字典、if语句、类、文件和异常、代码测试等内容；第二部分将理论付诸实践，讲解如何开发三个项目，包括简单的2D游戏、利用数据生成交互式的信息图以及创建和定制简单的Web应用，并帮助读者解决常见编程问题和困惑。第3版进行了全面修订：使用了文本编辑器VS Code，新增了介绍removeprefix()方法和removesuffix()方法的内容，并且在项目中利用了Matplotlib和Plotly的最新特性，等等。

埃里克·马瑟斯（Eric Matthes） 缔造技术图书销售奇迹的作家，作品影响了全球数百万读者。 致力于推动Python编程在全球的普及。执教计算机科学和数学25年，教学风格轻松有趣，深受学生喜爱。他对编程的热爱和丰厚的教学经验淋漓尽致地体现在了蟒蛇书《Python编程：从入门到编程》中。 蟒蛇书备受读者推崇。无论是熟练掌握其他编程语言的程序员，还是年仅10岁的萌新，都是本书的拥趸。本书在全球范围内被翻译为12种语言，累计热销超过250万册，其中仅中文版前两版的销量就超过了120万册。

第 一部分　基础知识

第 1章　起步 2

1.1　编程环境简介 2

1.1.1　Python版本 2

1.1.2　运行Python代码片段 2

1.1.3　编辑器VS Code简介 3

1.2　在各种操作系统中搭建Python编程

环境 3

1.2.1 在Windows系统中搭建Python编程环境 4

1.2.2　在macOS系统中搭建Python编程环境 5

1.2.3　在Linux系统中搭建Python

编程环境 6

1.3　运行Hello World程序 7

1.3.1　给VS Code安装Python扩展 7

1.3.2　运行程序hello_world.py 8

1.4　排除安装问题 8

1.5　从终端运行Python程序 9

1.5.1　在Windows系统中从终端

运行Python程序 9

1.5.2　在Linux和macOS系统中从

终端运行Python程序 10

1.6　小结 11

第 2章　变量和简单的数据类型 12

2.1　运行hello_world.py时发生的情况 12

2.2　变量 12

2.2.1　变量的命名和使用 13

2.2.2　如何在使用变量时避免命名

错误 14

2.2.3　变量是标签 15

2.3　字符串 16

2.3.1　使用方法修改字符串的大小写 16

2.3.2　在字符串中使用变量 17

2.3.3　使用制表符或换行符来添加

空白 18

2.3.4　删除空白 18

2.3.5　删除前缀 20

2.3.6　如何在使用字符串时避免语法错误 20

2.4　数 22

2.4.1　整数 22

2.4.2　浮点数 23

2.4.3　整数和浮点数 23

2.4.4　数中的下划线 24

2.4.5　同时给多个变量赋值 24

2.4.6　常量 24

2.5　注释 25

2.5.1　如何编写注释 25

2.5.2　该编写什么样的注释 25

2.6　Python之禅 26

2.7　小结 27

第3章　列表简介 28

3.1　列表是什么 28

3.1.1　访问列表元素 28

3.1.2　索引从0而不是1开始 29

3.1.3　使用列表中的各个值 30

3.2　修改、添加和删除元素 30

3.2.1　修改列表元素 31

3.2.2　在列表中添加元素 31

3.2.3　从列表中删除元素 32

3.3　管理列表 37

3.3.1　使用sort()方法对列表进行永久排序 37

3.3.2　使用sorted()函数对列表进行临时排序 37

3.3.3　反向打印列表 38

3.3.4　确定列表的长度 39

3.4　使用列表时避免索引错误 40

3.5　小结 41

第4章　操作列表 42

4.1　遍历整个列表 42

4.1.1　深入研究循环 43

4.1.2　在for循环中执行更多的操作 44

4.1.3　在for循环结束后执行一些

操作 45

4.2　避免缩进错误 45

4.2.1　忘记缩进 46

4.2.2　忘记缩进额外的代码行 46

4.2.3　不必要的缩进 47

4.2.4　循环后不必要的缩进 47

4.2.5　遗漏冒号 48

4.3　创建数值列表 49

4.3.1　使用range()函数 49

4.3.2　使用range()创建数值列表 50

4.3.3　对数值列表执行简单的统计

计算 51

4.3.4　列表推导式 52

4.4　使用列表的一部分 53

4.4.1　切片 53

4.4.2　遍历切片 54

4.4.3　复制列表 55

4.5　元组 57

4.5.1　定义元组 58

4.5.2　遍历元组中的所有值 58

4.5.3　修改元组变量 59

4.6　设置代码格式 60

4.6.1　格式设置指南 60

4.6.2　缩进 60

4.6.3　行长 61

4.6.4　空行 61

4.6.5　其他格式设置指南 61

4.7　小结 62

第5章　if语句 63

5.1　一个简单的示例 63

5.2　条件测试 64

5.2.1　检查是否相等 64

5.2.2　如何在检查是否相等时忽略

大小写 64

5.2.3　检查是否不等 65

5.2.4　数值比较 66

5.2.5　检查多个条件 66

5.2.6　检查特定的值是否在列表中 67

5.2.7　检查特定的值是否不在列表中 68

5.2.8　布尔表达式 68

5.3　if语句 69

5.3.1　简单的if语句 69

5.3.2　if-else语句 70

5.3.3　if-elif-else语句 71

5.3.4　使用多个elif代码块 72

5.3.5　省略else代码块 73

5.3.6　测试多个条件 73

5.4　使用if语句处理列表 76

5.4.1　检查特殊元素 76

5.4.2　确定列表非空 77

5.4.3　使用多个列表 77

5.5　设置if语句的格式 79

5.6　小结 80

第6章　字典 81

6.1　一个简单的字典 81

6.2　使用字典 82

6.2.1　访问字典中的值 82

6.2.2　添加键值对 83

6.2.3　从创建一个空字典开始 83

6.2.4　修改字典中的值 84

6.2.5　删除键值对 85

6.2.6　由类似的对象组成的字典 86

6.2.7　使用get()来访问值 87

6.3　遍历字典 88

6.3.1　遍历所有的键值对 88

6.3.2　遍历字典中的所有键 90

6.3.3　按特定的顺序遍历字典中的

所有键 92

6.3.4　遍历字典中的所有值 92

6.4　嵌套 94

6.4.1　字典列表 94

6.4.2　在字典中存储列表 97

6.4.3　在字典中存储字典 98

6.5　小结 100

第7章　用户输入和while循环 101

7.1　input()函数的工作原理 101

7.1.1　编写清晰的提示 102

7.1.2　使用int()来获取数值输入 103

7.1.3　求模运算符 104

7.2　while循环简介 105

7.2.1　使用while循环 105

7.2.2　让用户选择何时退出 106

7.2.3　使用标志 107

7.2.4　使用break退出循环 108

7.2.5　在循环中使用continue 109

7.2.6　避免无限循环 110

7.3　使用while循环处理列表和字典 111

7.3.1　在列表之间移动元素 111

7.3.2　删除为特定值的所有列表

元素 112

7.3.3　使用用户输入填充字典 113

7.4　小结 114

第8章　函数 115

8.1　定义函数 115

8.1.1　向函数传递信息 116

8.1.2　实参和形参 116

8.2　传递实参 117

8.2.1　位置实参 117

8.2.2　关键字实参 119

8.2.3　默认值 119

8.2.4　等效的函数调用 120

8.2.5　避免实参错误 121

8.3　返回值 122

8.3.1　返回简单的值 122

8.3.2　让实参变成可选的 123

8.3.3　返回字典 124

8.3.4　结合使用函数和while循环 125

8.4　传递列表 127

8.4.1　在函数中修改列表 128

8.4.2　禁止函数修改列表 130

8.5　传递任意数量的实参 131

8.5.1　结合使用位置实参和任意数量的实参 132

8.5.2　使用任意数量的关键字实参 133

8.6　将函数存储在模块中 134

8.6.1　导入整个模块 134

8.6.2　导入特定的函数 135

8.6.3　使用as给函数指定别名 136

8.6.4　使用as给模块指定别名 136

8.6.5　导入模块中的所有函数 137

8.7　函数编写指南 137

8.8　小结 139

第9章　类 140

9.1　创建和使用类 140

9.1.1　创建Dog类 141

9.1.2　根据类创建实例 142

9.2　使用类和实例 144

9.2.1　Car类 144

9.2.2　给属性指定默认值 145

9.2.3　修改属性的值 146

9.3　继承 149

9.3.1　子类的__init__()方法 149

9.3.2　给子类定义属性和方法 151

9.3.3　重写父类中的方法 152

9.3.4　将实例用作属性 152

9.3.5　模拟实物 154

9.4　导入类 155

9.4.1　导入单个类 155

9.4.2　在一个模块中存储多个类 157

9.4.3　从一个模块中导入多个类 158

9.4.4　导入整个模块 158

9.4.5　导入模块中的所有类 159

9.4.6　在一个模块中导入另一个

模块 159

9.4.7　使用别名 160

9.4.8　找到合适的工作流程 161

9.5　Python标准库 161

9.6　类的编程风格 162

9.7　小结 163

第 10章　文件和异常 164

10.1　读取文件 164

10.1.1　读取文件的全部内容 164

10.1.2　相对文件路径和绝对文件

路径 166

10.1.3　访问文件中的各行 167

10.1.4　使用文件的内容 168

10.1.5　包含100万位的大型文件 169

10.1.6　圆周率值中包含你的

生日吗 169

10.2　写入文件 170

10.2.1　写入一行 171

10.2.2　写入多行 171

10.3　异常 172

10.3.1　处理ZeroDivisionError

异常 172

10.3.2　使用try-except代码块 173

10.3.3　使用异常避免崩溃 173

10.3.4　else代码块 174

10.3.5　处理FileNotFoundError

异常 175

10.3.6　分析文本 177

10.3.7　使用多个文件 177

10.3.8　静默失败 179

10.3.9　决定报告哪些错误 179

10.4　存储数据 181

10.4.1　使用json.dumps()和json.loads() 181

10.4.2　保存和读取用户生成的

数据 182

10.4.3　重构 184

10.5　小结 186

第 11章　测试代码 187

11.1　使用pip安装pytest 187

11.1.1　更新pip 188

11.1.2　安装pytest 188

11.2　测试函数 189

11.2.1　单元测试和测试用例 190

11.2.2　可通过的测试 190

11.2.3　运行测试 191

11.2.4　未通过的测试 191

11.2.5　在测试未通过时怎么办 192

11.2.6　添加新测试 193

11.3　测试类 195

11.3.1　各种断言 195

11.3.2　一个要测试的类 195

11.3.3　测试AnonymousSurvey类 197

11.3.4　使用夹具 198

11.4　小结 200

第二部分　项　　目

项目1　外星人入侵 202

第 12章　武装飞船 203

12.1　规划项目 203

12.2　安装Pygame 204

12.3　开始游戏项目 204

12.3.1　创建Pygame窗口及响应用户输入 204

12.3.2　控制帧率 206

12.3.3　设置背景色 207

12.3.4　创建Settings类 207

12.4　添加飞船图像 208

12.4.1　创建Ship类 209

12.4.2　在屏幕上绘制飞船 211

12.5　重构：_check_events()方法和_update_screen()方法 212

12.5.1　_check_events()方法 212

12.5.2　_update_screen()方法 213

12.6　驾驶飞船 214

12.6.1　响应按键 214

12.6.2　允许持续移动 214

12.6.3　左右移动 216

12.6.4　调整飞船的速度 217

12.6.5　限制飞船的活动范围 218

12.6.6　重构_check_events() 219

12.6.7　按Q键退出 220

12.6.8　在全屏模式下运行游戏 220

12.7　简单回顾 221

12.7.1　alien_invasion.py 221

12.7.2　settings.py 221

12.7.3　ship.py 221

12.8　射击 222

12.8.1　添加子弹设置 222

12.8.2　创建Bullet类 222

12.8.3　将子弹存储到编组中 223

12.8.4　开火 224

12.8.5　删除已消失的子弹 226

12.8.6　限制子弹数量 226

12.8.7　创建_update_bullets()

方法 227

12.9　小结 228

第 13章　外星人 229

13.1　项目回顾 229

13.2　创建第 一个外星人 230

13.2.1　创建Alien类 230

13.2.2　创建Alien实例 231

13.3　创建外星舰队 232

13.3.1　创建一行外星人 232

13.3.2　重构_create_fleet() 234

13.3.3　添加多行外星人 235

13.4　让外星舰队移动 237

13.4.1　向右移动外星舰队 237

13.4.2　创建表示外星舰队移动方向的设置 238

13.4.3　检查外星人是否到达了屏幕边缘 239

13.4.4　向下移动外星舰队并改变移动方向 239

13.5　击落外星人 240

13.5.1　检测子弹和外星人的碰撞 240

13.5.2　为测试创建大子弹 242

13.5.3　生成新的外星舰队 242

13.5.4　加快子弹的速度 243

13.5.5　重构_update_bullets() 243

13.6　结束游戏 244

13.6.1　检测外星人和飞船的碰撞 244

13.6.2　响应外星人和飞船的碰撞 245

13.6.3　有外星人到达屏幕下边缘 247

13.6.4　游戏结束 248

13.7　确定应运行游戏的哪些部分 249

13.8　小结 249

第 14章　记分 250

14.1　添加Play按钮 250

14.1.1　创建Button类 250

14.1.2　在屏幕上绘制按钮 252

14.1.3　开始游戏 253

14.1.4　重置游戏 254

14.1.5　将Play按钮切换到非活动

状态 254

14.1.6　隐藏光标 255

14.2　提高难度 256

14.2.1　修改速度设置 256

14.2.2　重置速度 258

14.3　记分 258

14.3.1　显示得分 259

14.3.2　创建记分牌 260

14.3.3　在外星人被击落时更新

得分 261

14.3.4　重置得分 262

14.3.5　将每个被击落的外星人都

计入得分 262

14.3.6　提高分数 263

14.3.7　对得分进行舍入 264

14.3.8　最高分 265

14.3.9　显示等级 267

14.3.10　显示余下的飞船数 269

14.4　小结 272

项目2　数据可视化 273

第 15章　生成数据 274

15.1　安装Matplotlib 274

15.2　绘制简单的折线图 275

15.2.1　修改标签文字和线条粗细 276

15.2.2　校正绘图 277

15.2.3　使用内置样式 278

15.2.4　使用scatter()绘制散点图

并设置样式 279

15.2.5　使用scatter()绘制一系

列点 280

15.2.6　自动计算数据 281

15.2.7　定制刻度标记 282

15.2.8　定制颜色 282

15.2.9　使用颜色映射 283

15.2.10　自动保存绘图 284

15.3　随机游走 284

15.3.1　创建RandomWalk类 284

15.3.2　选择方向 285

15.3.3　绘制随机游走图 286

15.3.4　模拟多次随机游走 287

15.3.5　设置随机游走图的样式 287

15.4　使用Plotly模拟掷骰子 292

15.4.1　安装Plotly 292

15.4.2　创建Die类 292

15.4.3　掷骰子 293

15.4.4　分析结果 293

15.4.5　绘制直方图 294

15.4.6　定制绘图 295

15.4.7　同时掷两个骰子 296

15.4.8　进一步定制 298

15.4.9　同时掷两个面数不同的

骰子 298

15.4.10　保存绘图 299

15.5　小结 300

第 16章　下载数据 301

16.1　CSV文件格式 301

16.1.1　解析CSV文件头 302

16.1.2　打印文件头及其位置 302

16.1.3　提取并读取数据 303

16.1.4　绘制温度图 304

16.1.5　datetime模块 305

16.1.6　在图中添加日期 306

16.1.7　涵盖更长的时间 307

16.1.8　再绘制一个数据系列 308

16.1.9　给图中区域着色 309

16.1.10　错误检查 310

16.2　制作全球地震散点图：GeoJSON

格式 313

16.2.1　地震数据 313

16.2.2　查看GeoJSON数据 313

16.2.3　创建地震列表 316

16.2.4　提取震级 316

16.2.5　提取位置数据 317

16.2.6　绘制地震散点图 318

16.2.7　指定数据的另一种方式 319

16.2.8　定制标记的尺寸 320

16.2.9　定制标记的颜色 321

16.2.10　其他渐变 323

16.2.11　添加悬停文本 323

16.3　小结 325

第 17章　使用API 326

17.1　使用API 326

17.1.1　Git和GitHub 326

17.1.2　使用API调用请求数据 327

17.1.3　安装Requests 327

17.1.4　处理API响应 328

17.1.5　处理响应字典 329

17.1.6　概述最受欢迎的仓库 331

17.1.7　监控API的速率限制 332

17.2　使用Plotly可视化仓库 332

17.2.1　设置图形的样式 334

17.2.2　添加定制工具提示 335

17.2.3　添加可单击的链接 336

17.2.4　定制标记颜色 337

17.2.5　深入了解Plotly和GitHub 

API 338

17.3　Hacker News API 338

17.4　小结 341

项目3　Web应用程序 342

第 18章　Django入门 343

18.1　建立项目 343

18.1.1　制定规范 343

18.1.2　建立虚拟环境 344

18.1.3　激活虚拟环境 344

18.1.4　安装Django 345

18.1.5　在Django中创建项目 345

18.1.6　创建数据库 346

18.1.7　查看项目 346

18.2　创建应用程序 348

18.2.1　定义模型 349

18.2.2　激活模型 350

18.2.3　Django管理网站 351

18.2.4　定义模型Entry 353

18.2.5　迁移模型Entry 354

18.2.6　向管理网站注册Entry 354

18.2.7　Django shell 355

18.3　创建网页：学习笔记主页 357

18.3.1　映射URL 357

18.3.2　编写视图 359

18.3.3　编写模板 360

18.4　创建其他网页 361

18.4.1　模板继承 361

18.4.2　显示所有主题的页面 363

18.4.3　显示特定主题的页面 366

18.5　小结 369

第 19章　用户账户 370

19.1　让用户能够输入数据 370

19.1.1　添加新主题 370

19.1.2　添加新条目 374

19.1.3　编辑条目 378

19.2　创建用户账户 381

19.2.1　应用程序accounts 381

19.2.2　将应用程序accounts添加

到settings.py中 381

19.2.3　包含应用程序accounts的URL 382

19.2.4　登录页面 382

19.2.5　注销 385

19.2.6　注册页面 386

19.3　让用户拥有自己的数据 389

19.3.1　使用@login_required限制

访问 389

19.3.2　将数据关联到用户 391

19.3.3　只允许用户访问自己的

主题 393

19.3.4　保护用户的主题 394

19.3.5　保护页面edit_entry 394

19.3.6　将新主题关联到当前用户 395

19.4　小结 396

第 20章　设置应用程序的样式并部署 397

20.1　设置项目“学习笔记”的样式 397

20.1.1　应用程序django-bootstrap5 397

20.1.2　使用Bootstrap设置项目

“学习笔记”的样式 398

20.1.3　修改base.html 399

20.1.4　使用jumbotron设置主页的样式 404

20.1.5　设置登录页面的样式 405

20.1.6　设置页面topics的样式 406

20.1.7　设置页面topic中条目的

样式 407

20.2　部署“学习笔记” 409

20.2.1　注册Platform.sh账户 409

20.2.2　安装Platform.sh CLI 409

20.2.3　安装platformshconfig 410

20.2.4　创建文件requirements.txt 410

20.2.5　其他部署需求 411

20.2.6　添加配置文件 411

20.2.7　为部署到Platform.sh而

修改settings.py 414

20.2.8　使用Git跟踪项目文件 415

20.2.9　在Platform.sh上创建项目 417

20.2.10　推送到Platform.sh 418

20.2.11　查看线上项目 419

20.2.12　改进Platform.sh部署 420

20.2.13　创建定制错误页面 422

20.2.14　继续开发 423

20.2.15　将项目从Platform.sh上

删除 424

20.3　小结 425

附录A　安装及故障排除 426

附录B　文本编辑器和IDE 430

附录C　寻求帮助 436

附录D　使用Git进行版本控制 440

附录E　部署故障排除 449