本书的编写参考了全国计算机等级考试“Python 语言程序设计”及广东省计算机水平考试“Python 程序
设计”考试大纲及样题。全书共12 章，分为基础和提高两篇。基础篇包含第1~7 章，包括Python 语言概述、
Python 语法基础、Python 高级数据类型、Python 控制语句、Python 函数与模块、面向对象程序设计、Python 
文件操作与数据格式化，主要讲述程序设计基础知识及在Python 语言中的实现；提高篇包含第8~12 章，包
括多媒体数据处理、网络编程、Python 网络爬虫、科学计算和可视化应用、Python 机器学习等。内容涵盖
Python 的不同应用领域，展现了丰富的Python 应用生态，既有Python 标准库，也有大量流行的第三方库。

本书内容丰富，叙述清晰、严谨，通俗易懂，循序渐进，对重要知识点配有微课视频及案例操作视频，
读者可扫码观看。本书可以作为本科、职业院校相关专业Python 程序设计课程或公共课教材，也适合作为
Python 应用开发人员的参考书以及参加水平考试人员的备考资料。

语言是相互交流的工具，人与人之间的交流是通过各种人类语言（如口头表达语言、肢体语言等）来实现的，人与计算机之间的交流则是通过计算机程序设计语言来实现的。可以把要求计算机做的事情用程序设计语言描述出来，交给计算机去执行，这便是程序设计。计算机程序设计语言有很多，Python 是其中之一。
Python 语言由Guido van Rossum 设计并领导开发，在1990 年前后诞生，采用开源方式运作，经过30 多年的发展，已经成为全球最受欢迎的开源语言之一。自2004 年以来，Python语言的使用呈爆发式增长。2011 年1 月，Python被TIOBE 编程语言排行榜评为2010 年度语言。在TIOBE 公布的2017 年编程语言指数排行榜中，Python排名处于第5 位（前4 位是Java、C、C++、C#），而在2018 年排名中，Python超过C#、取代C++， 排名第3。在国内，随着国务院《新一代人工智能发展规划》的颁布实施，迅速掀起了强大的Python 学习热潮，各高校及教育培训机构争相开设相关课程，全国及各省区的计算机水平考试也纷纷开设Python 程序设计能力认证考试，甚至有些省份高中阶段的信息技术课程也开设了Python 语言模块。
“人生苦短，我学Python”，这是Python 语言设计者的初衷，也是该语言简洁、高效的集中体现。本书通过基础篇和提高篇全面介绍Python 语言的语法基础及其丰富应用，既适用于初学者，也适合有一定程序设计基础，需要进一步提高的读者。作为职业院校读者，可注重基础篇学习，并根据专业情况选学提高篇内容。而作为本科院校的读者，建议重在提高篇的学习，增强利用Python 解决实际问题的能力。
基础篇包含第1~7 章，分别是Python 语言概述、Python语法基础、Python 高级数据类型、Python 控制语句、Python 函数与模块、面向对象程序设计、Python 文件操作与数据格式化，内容涉及几个方面：数据描述及运算、程序流程控制、模块化程序设计、面向对象程序设计、永久性数据处理。数据描述及运算、从基本数据类型和高级数据类型两个方面展开，详细介绍Python 语言如何描述日常生活所遇到的各种类型的数据及其运算，由浅入深，辅以生活化、简明化的示例，全面展示Python 语言强大而灵活的数据表示能力。程序流程控制，介绍了顺序、选择、循环三种基本结构及程序异常处理，并在此基础上展示了Python 高效而独具特色的列表生成式。模块化程序设计，介绍了Python 函数的定义、调用及递归，同时介绍了Python 部分内置库函数及第三方库，如filter、map、zip 函数及结巴（jieba）、词云库（ wordcloud）等。面向对象程序设计，介绍了Python 类与对象的定义及使用。永久性数据处理，介绍了如何利用Python 内置文件操作函数读写磁盘文件及文件夹操作，并通过第三方库访问常用的CSV、Excel 等格式的文件数据。
提高篇包含第8~12 章，分别是多媒体数据处理、网络编程、Python 网络爬虫、科学
计算和可视化应用、Python 机器学习等，内容涵盖Python 的不同应用领域，展现了丰富的
Python 应用生态，既有Python 标准库，也有大量流行的第三方库。
本书内容丰富、叙述清晰严谨、通俗易懂、循序渐进，对重要知识点配有微课视频及案例操作视频，读者可扫码观看。与本书相关的课件、代码、素材等资源可在中国铁道出版社有限公司的资源网站（http://www.tdpress.com/51eds）下载。本书可以作为本科、高职院校
相关专业Python 程序设计课程或公共课程教材，也适合作为Python 应用开发人员的参考图书以及参加水平考试的备考资料。
本书在编写过程中得到广东省高等学校教学考试管理中心全体同仁的鼎力支持，尤其是
郑德庆教授的精诚指导，在此表示诚挚的感谢。本书1 ～ 5、8、9、11 章由梁武老师编写，6、7、10、12章由文习明老师编写。由于编者水平有限，书中难免有不足之处，欢迎各界朋友及读者提出宝贵意见，编者将不胜感激。
编　者
2020年5 月

基 础 篇
第1章　Python语言概述/ 2 
1.1　Python语言简介/ 2 
1.2　Python基本输入/ 输出/ 4 
1.2.1　Python基本输入/ 4 
1.2.2　Python基本输出/ 5 
1.3　Python代码规范/ 6 
1.4　使用帮助/ 8 
习题/ 9 
第2章　Python语法基础/ 10
2.1　Python简单数据类型/ 10 
2.1.1　数值型/ 10 
2.1.2　文本型/ 11 
2.1.3　布尔型/ 13 
2.1.4　空值/ 14 
2.1.5　Python类型转换/ 14 
2.2　常量和变量/ 15 
2.2.1　常量/ 15 
2.2.2　变量/ 15 
2.3　运算符与表达式/ 17 
2.3.1　运算符/ 17 
2.3.2　表达式/ 24 
习题/ 24
第3章　Python高级数据类型/ 26 
3.1　有序序列/ 26 
3.1.1　文本序列/ 26 
3.1.2　列表/ 30 
3.1.3　元组/ 34 
3.1.4　range/ 37 
3.2　无序序列/ 38 
3.2.1　集合/ 38 
3.2.2　字典/ 40 
习题/ 44  
第4 章　Python控制语句/ 45
4.1　选择结构/ 45 
4.1.1　if语句/ 45 
4.1.2　if…else语句/ 46
4.1.3　if…elif…else语句/ 47 
4.1.4　pass语句/ 49 
4.2　循环结构/ 49 
4.2.1　while语句/ 49 
4.2.2　for语句/ 51 
4.2.3　break和continue 语句/ 54
4.2.4　多重循环/ 54 
4.2.5　列表生成式/ 56 
4.3　程序异常处理/ 58 
习题/ 59 
第５章　Python函数与模块/ 61 
5.1　函数的定义和使用/ 61 
5.1.1　函数的定义/ 61 
5.1.2　函数的使用/ 62 
5.1.3　lambda表达式/ 64
5.1.4　函数的返回值/ 65 
5.2　函数参数/ 66 
5.2.1　形参与实参/ 67
5.2.2　函数参数分类/ 67 
5.2.3　变量的作用域/ 69 
5.3　函数的递归/ 73 
5.3.1　递归调用/ 73 
5.3.2　递归过程分析/ 76 
5.4　内置函数/ 77
5.4.1　数学运算及类型转换函数/ 77 
5.4.2　反射函数/ 77 
5.4.3　迭代器函数/ 78 
5.4.4　I/O函数/ 82 
5.5　模块导入与定义/ 82 
5.5.1　导入模块/ 82 
5.5.2　自定义模块/ 83 
5.5.3　自定义包/ 84 
5.6　标准模块/ 84 
5.6.1　time模块/ 84 
5.6.2　calendar模块/ 86 
5.6.3　datetime模块/ 87 
5.6.4　random模块/ 88 
5.6.5　math与cmath 模块/ 89 
5.7　第三方模块/ 90 
5.7.1　安装第三方模块/ 90 
5.7.2　中文分词模块（jieba）/ 91 
5.7.3　词频统计模块（wordcloud）/ 92 
习题/ 94 
第6章　面向对象程序设计/ 95
6.1　面向对象程序设计基础/ 95 
6.2　类和对象/ 97 
6.2.1　定义和使用类/ 98 
6.2.2　构造方法/ 100 
6.2.3　析构方法/ 101 
6.2.4　实例属性和类属性/ 103 
6.2.5　实例方法、类方法和静态方法/ 106 
6.2.6　私有成员与公有成员/ 108 
6.2.7　内置函数和属性/ 110 
6.3　类的继承和多态/ 114 
6.3.1　类的继承/ 114 
6.3.2　类的多继承/ 119 
6.3.3　方法重写/ 122 
6.3.4　多态/ 123 
6.3.5　运算符重载/ 124 
习题/ 125 
第7 章　Python文件操作与数据格式化/127 
7.1　文件/ 127 
7.2　文件的访问/ 128 
7.2.1　打开（建立）和关闭文件/ 128
7.2.2　读取文本文件/ 129 
7.2.3　写文本文件/ 131 
7.2.4　文件内移动/ 132 
7.3　文件系统的操作/ 134 
7.3.1　文件夹的操作/ 134 
7.3.2　文件的操作/ 137 
7.4　常用格式文件操作/ 140 
7.4.1　CSV格式文件读写/ 140
7.4.2　Excel格式文件读写/ 143 
7.4.3　XML格式文件读写/ 151 
习题/ 158
提 高 篇
第8章　多媒体数据处理/160 
8.1　音视频播放库/ 160 
8.1.1　playsound/ 160 
8.1.2　PyAudio/ 160 
8.1.3　pyglet/ 162 
8.2　图像处理库（PIL）/ 163 
8.2.1　Image类/ 163 
8.2.2　ImageFilter类/ 168 
8.2.3　ImageEnhance类/ 170 
8.2.4　ImageDraw类/ 171 
8.2.5　ImageChops类/ 175 
习题/ 177 
第9 章　网络编程/178 
9.1　网络编程基础/ 178 
9.1.1　TCP/IP协议简介/ 178 
9.1.2　IP地址/ 178 
9.1.3　TCP和UDP 协议/ 179 
9.1.4　端口/ 179 
9.1.5　Socket/ 179 
9.2　TCP编程/ 182 
9.2.1　TCP服务器端编程/ 182
9.2.2　TCP客户端编程/ 186 
9.3　UDP编程/ 188 
9.3.1　UDP服务器端编程/ 188 
9.3.2　UDP客户端编程/ 190 
9.4　socketserver框架/ 190 
9.4.1　TCPServer/ 190 
9.4.2　UDPServer/ 192 
9.5　其他应用协议库/ 193 
9.5.1　ftplib/ 193 
9.5.2　webbrowser/ 196 
习题/ 196 
第10 章　Python网络爬虫/197 
10.1　相关HTTP 协议知识/ 197 
10.2　urllib库/ 198 
10.2.1　urllib库简介/ 198 
10.2.2　urllib库的基本使用/ 199 
10.3　BeautifulSoup库/ 207 
10.3.1　BeautifulSoup库概述/ 207
10.3.2　BeautifulSoup库的四大对象/ 210 
10.3.3　BeautifulSoup库操作解析文档树/ 211 
10.4　网络爬取实战——Python爬取统计数据/ 215 
习题/ 217 
第11章　科学计算和可视化应用/218 
11.1　NumPy库/ 218 
11.1.1　安装NumPy 库/ 218 
11.1.2　NumPy数组简介/ 218 
11.1.3　NumPy数组运算/ 223 
11.1.4　NumPy数组形状操作/ 227
11.1.5　NumPy数组保存与加载/ 228 
11.1.6　NumPy图像数组/ 228 
11.2　SciPy库/ 230
11.2.1　安装SciPy 库/ 230 
11.2.2　SciPy库应用/ 230 
11.3　Matplotlib库/ 231 
11.3.1　安装Matplotlib 库/ 232 
11.3.2　pyplot模块应用/ 232 
习题/ 242 
第12 章　Python机器学习/244 
12.1　一般机器学习工作流程/ 244 
12.2　Python机器学习库与机器学习环境搭建/ 246 
12.2.1　常用Python 机器学习库/ 246 
12.2.2　常用机器学习环境搭建/ 248 
12.3　sklearn库的使用/ 250 
12.3.1　sklearn库常用模块和接口/ 250 
12.3.2　sklearn自带数据集/ 252 
12.3.3　sklearn 库的聚类/ 252 
12.3.4　sklearn库的分类/ 254 
12.3.5　sklearn 库的回归/ 255 
12.3.6　鸢尾花分类/ 256 
12.4　Python机器学习项目实践/ 258 
习题/ 266 
附录A　Python运行环境/268 
A.1　安装与运行Python/ 268 
A.1.1　安装Python/ 268 
A.1.2　运行Python/ 269 
A.2　Python开发环境介绍/ 269 
A.2.1　启动IDLE/ 269 
A.2.2　利用IDLE 创建Python 程序/ 271 
A.2.3　IDLE常用编辑功能/ 271 
A.2.4　在IDLE 中运行和调试Python 程序/ 272

梁武、文习明，华南师范大学

1.内容丰富、叙述清晰严谨、通俗易懂、潜序渐进。

2.结合全国计算机等级考试《Python语言程序设计》及广东省计算机水平考试《Python程序设计》考试大纲及样题而编写。

3.且配有重要知识点的微课视频。

4.配有免费的教学练一体化平台。