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編輯推薦： 全书以100多个实际问题求解案例为纽带，在各知识点间建立一种有机的联系，强化各知识点间的交叉融合、反复再现，在实现问题求解的同时逐渐掌握相关的知识。 內容簡介： 本书融入美国斯坦福大学在 2025 计划中提出的轴反转教学理念，改变传统教学中以知识讲授为中心的教学组织模式，以先能力、后知识理念组织教学。全书以 100 多个实际问题求解案例为纽带，在各知识点间建立一种有机的联系，强化各知识点间的交叉融合和知识的反复再现，在培养问题求解能力的同时掌握 Python 程序设计基础知识与应用能力。本书共分 10 章，内容包括 Python 语言概述、turtle 画图、基本数据类型与运算、程序流程控制、函数和代码复用、序列类型、集合与字典、异常处理、文件操作、数据分析与可视化。本书叙述清晰，案例丰富，可使学生循序渐进地学会 Python 编程技术和技巧。本书适合作为高等学校计算机专业及其他相关专业的教材，也可作为计算机等级考试（二级）的辅导教材，以及 Python 程序设计爱好者的自学参考书。 關於作者： 赵广辉 武汉理工大学 目錄： 第 1 章　Python 语言概述 .................... 1 1.1　计算机语言 ..................................1 1.1.1　Python语言的发展 ..............2 1.1.2　Python语言的特点 ..............3 1.1.3　Python的应用领域 ..............3 1.2　Python开发环境配置 ...................5 1.2.1　解释器的安装 .....................5 1.2.2　编写Hello World程序 .........6 1.2.3　查看帮助文档 .....................7 1.2.4　第三方库的安装 .................8 1.2.5　源文件打包 .........................9 1.3　人机交互 ....................................10 1.3.1　输出函数print .................10 1.3.2　输入函数input ................12 1.3.3　eval函数 ..........................12 1.3.4　简单数学计算 ...................12 1.4　变量 ............................................13 1.4.1　Python关键字 ....................13 1.4.2　变量的使用 .......................14 1.5　编码与命名规范 ........................15 1.5.1　编码规范 ...........................15 1.5.2　命名规范 ...........................18 1.6　注释 ............................................18 1.6.1　单行注释 ...........................19 1.6.2　多行注释 ...........................19 1.6.3　文档注释 ...........................19 1.6.4　注释用法实例 ...................20 小结 .....................................................21 练习 .....................................................21 第 2 章　turtle 画图............................. 22 2.1　turtle 库简介 ...............................23 2.2　模块的导入与使用 ....................23 2.3　创建窗体与画布 ........................24 2.3.1　窗体 ...................................24 2.3.2　画布 ...................................24 2.4　绘图实例解析 ............................25 2.4.1　绘制棋盘 ...........................25 2.4.2　绘制帅府 ...........................27 2.4.3　绘制兵炮标记 ...................28 2.4.4　绘制棋子 ...........................29 2.5　绘图函数 ....................................30 2.5.1　画笔状态 ...........................30 2.5.2　颜色控制 ...........................30 2.5.3　颜色填充 ...........................31 2.5.4　辅助绘画控制 ...................31 2.5.5　移动与绘画函数 ...............32 2.5.6　返回海龟的状态函数 .......34 小结 .....................................................34 练习 .....................................................34 第 3 章　基本数据类型与运算 ............ 36 3.1　数据与数据类型 ........................36 3.2　字符串类型 ................................38 3.2.1　字符串的表示 ...................39 3.2.2　字符串序列操作 ...............40 3.2.3　常用字符串处理方法 .......44 3.2.4　字符串格式化 ...................49 3.2.5　转义字符 ...........................52 3.3　数值类型 ....................................53 3.3.1　整型 ...................................53 3.3.2　浮点型 ...............................54 3.3.3　复数类型 ...........................55 3.3.4　数值类型转换 ...................56 3.4　迭代器类型 ................................58 3.5　常用运算 ....................................58 3.5.1　数值运算 ...........................58 3.5.2　赋值运算 ...........................62 3.5.3　比较运算 ...........................63 3.5.4　成员运算 ...........................64 3.5.5　逻辑运算 ...........................65 3.5.6　身份运算 ...........................66 3.5.7　位运算 ...............................66 3.5.8　真值测试 ...........................67 3.5.9　运算优先级 .......................68 3.6　数学库 ........................................69 小结 .....................................................72 练习 .....................................................72 第 4 章　程序流程控制 ....................... 73 4.1　程序控制结构的描述 ................73 4.2　分支结构 ....................................74 4.2.1　单分支结构 .......................74 4.2.2　二分支结构 .......................75 4.2.3　多分支结构 .......................76 4.2.4　条件表达式 .......................77 4.2.5　pass ....................................79 4.3　循环结构 ....................................79 4.3.1　for循环...............................80 4.3.2　range函数........................80 4.3.3　while循环 ..........................85 4.3.4　break ..................................87 4.3.5　continue .............................90 4.3.6　else .....................................91 4.4　随机数 ........................................93 小结 .....................................................95 练习 .....................................................95 第 5 章　函数和代码复用.................... 97 5.1　函数的定义 ................................97 5.2　函数的调用 ................................99 5.3　函数的参数传递 ......................101 5.3.1　位置传递 .........................101 5.3.2　关键字传递 .....................101 5.3.3　默认值传递 .....................102 5.3.4　包裹传递 .........................104 5.3.5　解包裹传递 .....................104 5.4　变量作用域 ..............................104 5.4.1　局部变量 .........................105 5.4.2　全局变量 .........................105 5.5　函数的返回值 ..........................107 5.6　匿名函数 ..................................109 5.7　递归调用 .................................. 111 5.8　代码复用 ..................................114 5.9　内置函数 ..................................117 小结 ...................................................119 练习 ...................................................119 第 6 章　序列类型 ............................ 121 6.1　通用序列操作 ..........................121 6.1.1　索引 .................................121 6.1.2　切片 .................................122 6.1.3　序列拼接与重复 .............123 6.1.4　成员测试 .........................123 6.1.5　通用内置函数 .................124 6.2　列表 ..........................................124 6.2.1　列表的创建 .....................125 6.2.2　列表的更新 .....................125 6.2.3　列表的删除 .....................127 6.2.4　列表的排序 .....................128 6.2.5　列表赋值与复制 .............131 6.2.6　列表推导式 .....................131 6.2.7　内置函数zip 和enumerate ..................134 6.2.8　列表嵌套 .........................135 6.3　元组 ..........................................137 6.4　Range ........................................138 小结 ...................................................139 练习 ...................................................139 第 7 章　集合与字典 ......................... 141 7.1　集合 ..........................................141 7.1.1　集合的创建 .....................142 7.1.2　可变集合类型的方法 .....144 7.1.3　成员关系 .........................145 7.1.4　集合关系 .........................145 7.1.5　集合运算 .........................146 7.2　字典 ..........................................147 7.2.1　字典的创建 .....................147 7.2.2　获取字典值 .....................148 7.2.3　修改字典值 .....................150 7.2.4　内置函数与方法 .............152 7.2.5　字典排序输出 .................153 7.2.6　字典综合实例 .................154 小结 ...................................................157 练习 ...................................................157 第 8 章　异常处理 ............................ 159 8.1　程序中的错误 ..........................159 8.2　异常 ..........................................160 8.3　异常的处理 ..............................161 8.3.1　tryexcept子句 ..............161 8.3.2　单异常处理 .....................162 8.3.3　多异常处理 .....................163 8.3.4　?nally子句　 ...................164 8.3.5　异常的应用 .....................165 小结 ...................................................166 练习 ...................................................166 第 9 章　文件操作 ............................ 167 9.1　文件的打开与关闭 ..................167 9.1.1　文件的打开 .....................168 9.1.2　文件的遍历 .....................169 9.1.3　文件的关闭 .....................169 9.1.4　上下文管理器 .................170 9.2　文件的读写操作 .....................170 9.2.1　文件读取方法 .................171 9.2.2　文件写入方法　 .............174 9.3　文件重命名与删除 ..................175 Python 语言及其应用 9.4　CSV格式文件的读写 .......175 9.5　JSON文件的读写 .............178 9.6　文件与文件夹操作 ..................182 小结 ...................................................183 练习 ...................................................183 第 10 章　数据分析与可视化 ............ 184 10.1　NumPy ....................................184 10.1.1　数组的属性 ...................185 10.1.2　多维数组及其创建 .......185 10.1.3　数组索引和切片 ...........187 10.1.4　ufunc函数 ......................187 10.1.5　统计分析 .......................189 10.2　Matplotlib ...............................191 10.2.1　绘图入门 .......................191 10.2.2　标注与美化 ...................193 10.2.3　绘制多子图 ...................197 10.2.4　根据数据文件绘图 .......198 10.2.5　绘制饼图 .......................203 10.2.6　绘制直方图 ...................205 10.2.7　绘制雷达图 ...................206 10.2.8　绘制散点图 ...................208 10.2.9　绘制等值线图 ...............209 10.2.10　绘制三维图 .................210 10.2.11　曲线拟合 .....................211 10.3　Pandas的应用 .........................213 10.3.1　数据结构 .......................213 10.3.2　读取数据库中数据 .......214 10.3.3　读取文件中数据 ...........216 10.3.4　数据存储 .......................217 10.3.5　数据查看 .......................219 10.3.6　数据排序 .......................219 10.3.7　数据统计 .......................219 10.3.8　数据可视化 ...................221 10.4　Seaborn的应用 .......................222 10.4.1　主题 ...............................222 10.4.2　调色板 ...........................224 10.4.3　数据载入 .......................226 10.4.4　单变量图　 ...................227 10.4.5　分布图　 .......................229 10.4.6　箱线图 ...........................232 10.4.7　小提琴图 .......................233 10.4.8　核密度估计图 ...............235 10.4.9　多变量图 .......................236 10.4.10　回归图 .........................239 10.5　词云 ........................................240 10.5.1　英文词云制作 ...............241 10.5.2　中文词云制作 ...............242 10.6　网络爬虫 ................................244 10.6.1　网络爬虫的分类 ...........244 10.6.2　爬虫的基本原理 ...........245 10.6.3　网络爬虫的常用技术 ...245 10.6.4　网络爬虫开发常用 框架 ...............................250 10.6.5　爬虫的实例 ...................252 小结 ...................................................255 练习 ...................................................256 附录 A 　常见问题及解答.................. 257 附录 B 　常用函数 ............................ 261 附录 C 　ASCII表 ............................. 265 参考文献 ........................................... 266 內容試閱： 传统的程序设计教学以讲授程序设计基础知识为中心，一般是先学习后应用甚至 只讲授知识不涉及应用，知识学习与应用脱节严重；应用训练少，学习存在盲目性， 学习动力不足。本书的内容组织反转了以知识传授为中心的教学模式，强调应用 能力训练，使程序设计教学回归能力培养和复杂问题求解；融入有使命的学习的理 念，使学习者了解学习的使命并以拥有解决复杂专业问题的能力为目标；学习与应用 融为一体，成为一种基于内部驱动的使命性学习；在问题求解过程中学习成为主要的 方式，在学习过程中实现个体兴趣与能力培养的优化结合。 本书在系统讲解Python语言语法和程序设计基本思想的同时，改变了传统教学 中以知识讲授为中心的教学组织模式。全书以100多个实际问题求解案例为纽带，在 各知识点间建立一种有机的联系，强化各知识点间的交叉融合、反复再现，在实现 问题求解的同时逐渐掌握相关的知识。全书共分10章，内容包括：Python语言概述、 turtle画图、基本数据类型与运算、程序流程控制、函数和代码复用、序列类型、集合 与字典、异常处理、文件操作、数据分析与可视化。在学习过程中，通过不断地解决 从简单到复杂的各种问题，可赋予读者不停探索的动力，激发读者的学习兴趣和学习 热情。 Python在大数据、人工智能、金融分析、工程问题求解等领域的核心应用都是数 据的处理与可视化，紧密围绕数据处理与可视化这一核心问题的相关知识进行讲解， 使读者可以具备从事机器学习和数据分析相关工作的能力。 本书基于Python 3.7版本编写而成，全书内容丰富，叙述清晰，采用新形态构建形 式，并配套提供了大量应用型教学案例，适合作为高等学校计算机专业及其他相关专 业的教材，以及计算机等级考试（二级）的辅导教材。 本书由武汉理工大学赵广辉任主编，中央民族大学翁彧任副主编，河北大学 肖胜刚、中南民族大学项巧莲、武汉理工大学董丽杰和汪朝霞、北京理工大学李仲君 文前 参与了本书的编写工作。其中：第1~4章由赵广辉、汪朝霞、李仲君编写，第5、6章由 肖胜刚、赵广辉编写，第7~9章由翁彧、项巧莲编写，第10章由赵广辉、董丽杰编写。 全书由赵广辉和翁彧负责统稿校订，李屾、段翠苹、吴利军等参与了教学实践工作。 本书提供全套教学课件、源代码、课后习题答案与分析、常见问题及难点解析、 配套实验项目、教学计划及学时分配建议。配套资源可以登录中国铁道出版社有限公 司官方网站（http：www.tdpress.com51eds）的下载区下载或与作者联系索取，作者的 微信号和QQ号为30849528，电子邮件为zhaogh@whut.edu.cn。 在本书编写过程中，我们本着科学、严谨的态度，力求精益求精，但由于水平有 限，仍难免存在疏漏与不妥之处，恳请广大读者批评指正。 编　者　 2019年3月

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