Python程序设计基础

全书共13章：第1章介绍Python基本知识与概念，Python开发环境配置与使用，扩展库安装与 使用；第2章讲解运算符与表达式以及内置函数的用法；第3章讲解列表、元组、字典、集合的常用 方法和操作；第4章讲解选择结构与循环结构的语法和应用；第5章讲解函数的定义与使用，函数参 数、变量作用域以及lambda表达式；第6章讲解类的定义与实例化，数据成员与成员方法，特殊方 法与运算符重载；第7章讲解字符串对象及其操作；第8章讲解正则表达式语法与应用；第9章讲解 文件操作的基本知识，文件对象，文本文件内容读写，二进制文件操作与对象序列化；第10章讲解 文件复制、移动、重命名、遍历等文件级操作以及文件夹操作；第11章讲解异常处理结构语法与应 用；第12章讲解Python对SQLite数据库的操作；第13章讲解数据分析、数据处理、数据可视化以及 科学计算。 本书全部案例代码使用Python 3.8.x和Python 3.9.x编写，适当介绍了Python 3.10/3.11的新特 性，大部分内容也适用于Python 3.7.x及更低版本。本书对Python内部工作原理进行一定程度的剖 析，并适当介绍了Python代码优化和安全编程的有关知识，可以满足不同层次读者的需求。本书可 作为Python程序设计基础的公共课教材，也可供Python程序设计爱好者自学。

: 董付国，山东工商学院计算机学院副教授，山东省一流本科课程“Python应用开发”负责人。先后出版17本Python系列教材，多次获得校级教学优秀效果奖一等奖和教学质量奖，开发过多套大型系统和软件，发表教研、科研论文40余篇，EI收录近30篇，拥有国家发明专利1项、软件著作权1项，主持和参与多项纵向课题。长期维护微信公众号“Python小屋”，免费分享超过1000篇原创技术文章和500节微课视频。

 

第 1 章 

 Python 开发环境搭建与使用  1 

11 Python 语言简介  1 

12 Python 版本选择  1 

13 Python 编程规范与代码优化建议  2 

14 IDLE、Anaconda3 的安装与使用  4 

141 Python 解释器安装与 IDLE 简单使用 4 

142 Jupyter Notebook 与 Spyder 安装与使用  10 

15 安装扩展库  12 

16 标准库与扩展库中对象的导入与使用  14 

161 import 包名 / 模块名 [as 别名 ]  14 

162 from 包名 / 模块名 import 模块名 / 对象名 [ as 别名 ]  15 

163 from 模块名 import *  15 

17 __name__ 属性的作用 ( 选讲 )  16 

本章小结  16 

习题  17 

第 2 章 

 运算符、表达式与内置对象  19 

21 Python 常用内置对象  19 

211 常量与变量  20 

212 数字  21 

213 字符串与字节串  23 

214 列表、元组、字典、集合  24 

22 Python 运算符与表达式  25 

221 算术运算符  27 

222 关系运算符  29 

223 成员测试运算符 in 与同一性测试运算符 is( 选讲 )  29 

224 位运算符与集合运算符 ( 选讲 )  30 

225 逻辑运算符  31 

226 矩阵乘法运算符 @( 选讲 )  31 

 

227 补充说明  32 

23 Python 关键字简要说明  34 

24 Python 常用内置函数  35 

241 类型转换与类型判断  41 

242 最值与求和  44 

243 基本输入输出  45 

244 排序与逆序  46 

245 枚举  47 

246 map()、reduce()、filter()  47 

247 range()  50 

248 zip()  50 

249 eval()  51 

25 精彩案例赏析  52 

本章小结  52 

习题  53 

第 3 章 

 Python 可迭代对象 57 

31 列表  58 

311 列表创建与删除  59 

312 列表元素访问  59 

313 列表常用方法  60 

314 列表对象支持的运算符  65 

315 内置函数对列表的操作  66 

316 列表推导式语法与应用  66 

317 切片操作  70 

32 元组  73 

321 元组创建与元素访问  73 

322 元组与列表的异同点  74 

323 生成器表达式  75 

33 字典  75 

331 字典创建与删除  76 

332 字典元素访问  77 

333 元素添加、修改与删除  79 

334 标准库 collections 中与字典有关的类  80 

34 集合  81 

341 集合创建与删除  81 

342 集合方法与运算  82 

 

343 集合应用案例  84 

35 序列解包  86 

本章小结  87 

习题  88 

第 4 章 

 程序控制结构  91 

41 条件表达式  91 

42 选择结构  92 

421 单分支选择结构  92 

422 双分支选择结构  93 

423 多分支选择结构  94 

424 选择结构的嵌套  95 

43 循环结构  96 

431 for 循环与 while 循环  96 

432 break 语句与 continue 语句  97 

433 代码优化技巧  98 

44 精彩案例赏析  99 

本章小结  102 

习题  103 

第 5 章 

 函数  105 

51 函数的定义与使用  105 

511 基本语法  105 

512 函数嵌套定义、可调用对象与修饰器 ( 选讲 )  107 

513 函数递归调用  109 

52 函数参数  110 

521 位置参数  111 

522 默认值参数  111 

523 关键参数  113 

524 可变长度参数  113 

525 实参序列解包  114 

53 变量作用域  115 

54 lambda 表达式  117 

55 生成器函数设计与使用  118 

56 精彩案例赏析  120 

本章小结  134 

 

习题  135 

第 6 章 

 面向对象程序设计 ( 选讲 ) 140 

61 类的定义与使用  140 

62 数据成员与成员方法  141 

621 私有成员与公有成员  141 

622 数据成员  142 

623 成员方法、类方法、静态方法、抽象方法  143 

624 属性  145 

625 类与对象的动态性、混入机制  147 

63 继承、多态  148 

631 继承  148 

632 多态  149 

64 特殊方法与运算符重载  150 

65 精彩案例赏析  152 

651 自定义队列  152 

652 自定义栈  155 

本章小结  157 

习题  157 

第 7 章 

 字符串  161 

71 字符串编码格式简介  162 

72 转义字符与原始字符串  162 

73 字符串格式化  163 

731 使用 % 运算符进行格式化 ( 选讲 )  163 

732 使用 format() 方法进行字符串格式化  165 

733 格式化的字符串常量  166 

74 字符串常用操作  166 

741 find()、rfind()、index()、rindex()、count()  168 

742 split()、rsplit()  169 

743 join()  170 

744 lower()、upper()、capitalize()、title()、

swapcase()  170 

745 replace()、maketrans()、translate()  170 

746 strip()、rstrip()、lstrip()  171 

747 startswith()、endswith()  172 

 

748 isalnum()、isalpha()、isdigit()、isdecimal()、

isnumeric()、isspace()、isupper()、islower()  172 

749 center()、ljust()、rjust()、zfill()  173 

7410 字符串对象支持的运算符  173 

7411 适用于字符串对象的内置函数  175 

7412 字符串对象的切片操作  177 

75 字符串常量  177 

76 中英文分词  178 

77 汉字到拼音的转换  178 

78 精彩案例赏析  179 

本章小结  181 

习题  182 

第 8 章 

 正则表达式 ( 选讲 )  184 

81 正则表达式语法  184 

811 正则表达式基本语法  184 

812 正则表达式扩展语法  185 

813 正则表达式集锦  186 

82 直接使用正则表达式模块 re 处理字符串  187 

83 使用正则表达式对象处理字符串  190 

84 Match 对象  192 

85 精彩案例赏析  194 

本章小结  195 

习题  196 

第 9 章 

 文件内容操作  203 

91 文件操作基本知识  204 

911 内置函数 open()  205 

912 文件对象属性与常用方法  206 

913 上下文管理语句 with  207 

92 文本文件内容操作案例精选  207 

93 二进制文件操作案例精选  211 

931 使用 pickle 模块读写二进制文件 ( 选讲 )  211 

932 使用 struct 模块读写二进制文件 ( 选讲 )  213 

933 使用 shelve 模块操作二进制文件 ( 选讲 )  214 

934 其他常见类型二进制文件操作案例  214 

 

本章小结  220 

习题  220 

第 10 章 

 文件与文件夹操作 224 

101 os 模块  224 

102 ospath 模块  226 

103 shutil 模块  228 

104 精彩案例赏析  229 

本章小结  232 

习题  232 

第 11 章 

 异常处理结构与单元测试  235 

111 异常处理结构  235 

1111 异常的概念与表现形式  235 

1112 Python 内置异常类层次结构  236 

1113 异常处理结构语法与应用  237 

1114 断言与上下文管理语句  242 

112 单元测试模块 unittest( 选讲 )  243 

本章小结  246 

习题  246 

第 12 章 

 SQLite 数据库应用开发 ( 选讲 )  250 

121 使用 Python 操作 SQLite 数据库  250 

1211 Connection 对象  251 

1212 Cursor 对象  252 

122 精彩案例赏析  255 

本章小结  257 

习题  257 

第 13 章 

 数据分析、科学计算与可视化  259 

131 NumPy 数组运算与矩阵运算  259 

132 SciPy 科学计算 ( 选讲 )  266 

1321 数学、物理常用常数与单位  267 

1322 特殊函数模块 special  267 

 

1323 信号处理模块 signal  268 

1324 多项式计算  270 

133 Pandas 数据分析  272 

134 统计分析标准库 statistics  279 

135 Matplotlib 可视化  281 

1351 绘制折线图  281 

1352 绘制散点图  281 

1353 绘制饼状图  282 

1354 绘制带有中文标签和图例的图  284 

1355 绘制图例标签中带有公式的图  284 

1356 绘图区域切分  285 

1357 绘制三维曲线  286 

1358 绘制三维曲面  287 

1359 绘制柱状图  288 

13510 绘制箱线图  290 

13511 绘制雷达图  291 

136 创建词云图  292 

本章小结  293 

习题  294 

附录 

 精彩在继续  298 

附录 A GUI 开发  298 

附录 B 计算机图形学编程  301 

附录 C 图像编程  303 

附录 D 密码学编程  306 

附录 E 系统运维  306 

附录 F Windows 系统编程  307 

附录 G 软件分析与逆向工程  309 

参考文献 

  311