本书围绕 Python的开发环境，采用理论与实际案例相结合的方式，系统讲解了学习
Python语言的关键知识点。全书共分 15章，内容包括： Python环境的搭建，基本的数据类型，
列表、元组和字典，结构化程序设计的控制语句，函数，面向对象程序设计，模块与包的使用，
文件操作，异常处理，数据库编程，网络编程，tkinter GUI编程，多线程编程，数据分析与可
视化，Python应用案例。本书思路清晰、循序渐进，以大量实例为依托，对各知识点提供了全面、
细致的讲解。
本书适合作为高等学校 Python程序设计课程的教材，也可作为对 Python感兴趣的编程爱好者的自学参考书。

随着计算机技术和信息产业的快速发展，社会对软件人才的需求量逐年增加。为了培养高层次复合型人才，高等院校在开设计算机基础课程时要呈现出多元化，不能再局限于传统计算机基础知识的普及，要让不同的学生在自己感兴趣的领域不断学习、不断进步、不断突破。毕业后，在计算机领域发挥出自己在高校学习的优势，为国家计算机技术和信息产业的发展做出贡献。
计算机程序设计和开发是软件人才学习的基础，只有打下扎实的基础，在学习其他课程时才能更加得心应手。但是，学习计算机程序设计和开发是一件非常枯燥的事情，必须要有持之以恒的耐心和不断动手实践的决心。入门后会发现，计算机程序设计其实没有想象的那么难，使用它可以实现很多想要实现的功能，如学生选课系统、银行的金融系统、手机操作系统等。
作为一门入门级计算机程序设计语言，本书在讲解理论知识的同时，还提供了大量的编程实例让读者上机操作，锻炼自己的编程能力；所有的语法和编程思想都解释得非常通俗易懂，能够让没有计算机编程基础的读者很轻松地入门。 Python语言已经发展了 30多年，有很多优秀的软件工程师参与到 Python语言的开发工作中，使得 Python语言具有非常完善的参考文档供读者查阅，便于读者找到问题的解决方法；具有非常丰富的第三方库，大多数需要的功能都可以直接调用其他工程师开发的接口来实现。
本书比较全面地介绍了 Python语言的核心知识，把 Python语言的学习分成基础知识（第 1～ 9章）、高级编程（第 10～ 13章）和 Python应用（第 14、15章）三部分。各章内容简要介绍如下：
第 1章对 Python的发展历史和安装环境做了介绍。
第 2、3章介绍了 Python的基础数据类型和数据结构，包括字符串、运算符、列表、元组和字典等。
第 4章介绍了 Python的控制语句，包括选择、循环、break和 continue语句。
第 5章重点介绍了 Python的函数，由于函数涉及函数调用和参数传递，学习起来会有点难度，只要多做一些编程类的实验很快就能掌握。
第 6章介绍了面向对象编程的一些概念，如封装、继承、多态等。
第 7～ 9章是 Python文件操作和异常处理的一些使用方法。
第 10～ 13章是 Python的一些高级使用方法，包括数据库编程，网络编程、图形界面和多线程编程，这几章对初学者来说有点难度，感兴趣的读者可以深入学习。
第 14、15章是 Python在现代科学研究过程中的一些应用案例，在很多领域都能看到它的身影，体现了 Python功能的强大。
为了更好地让初学者深入掌握 Python语言，在每章的后面都设有习题，可以帮助读者巩固所学知识。
本书由吴其林、孙光灵、张步群任主编，王小超、焦玉清、张倩敏和宋晓晓任副主编。其中：第 1～ 3章由张倩敏编写，第 4、5章由张步群编写，第 6、7章由宋晓晓编写，第 8、9章由孙光灵编写，第 10、11章由焦玉清编写，第 12、13章由吴其林编写，第 14、15章由王小超编写。
由于时间仓促，编者水平有限，书中难免存在疏漏和不妥之处，恳请读者提出宝贵的意见和建议。
编？者 2021年 2月

第 1章环境搭建  1
11认识 Python 1
111Python 简史 1
112Python语言的特点 1
12Python的安装 2
13Python交互式解释器 6
14Python程序开发过程 7
小结 8
习题 8

第 2章数据类型  9
21变量和数据类型 9
211变量和赋值 9
212整型 10
213浮点型 10
214复数类型 11
22关键字 11
23字符串 12
231字符串和转义字符 12
232深入使用字符串 14
24运算符 16
241算术运算符 16
242赋值运算符 17
243位运算符 19
244关系运算符 19
245逻辑运算符 20
246运算符的优先级 21
小结 21
习题 22

第 3章列表、元组和字典  23
31列表 23

目录
311列表创建与删除 23
312访问列表元素 24
313增加列表元素 25
314查找列表中的元素 26
315删除列表元素 28
316修改列表元素 29
317列表的运算 29
318常用方法 30
32元组 30
321创建元组 30
322元组的基本操作 31
33字典 32
331字典的创建与删除 32
332字典元素的访问与修改 33
333字典元素的运算符操作 34
334删除字典元素 34
335字典的复制和更新 35
336字典的遍历 37
34集合 37
341集合的创建 37
342集合的访问与修改 38
343集合的删除 39
344集合的运算符操作 40
小结 40
习题 41

第 4章控制语句  43
41条件语句 43
411if语句 43
412ifelse语句 43
413多 if嵌套语句 44
42循环语句 45
421for循环语句 45
422forelse循环语句 45
423嵌套 for循环语句 45
424while循环语句 46
425whileelse循环语句 46
43break和 continue语句 47
431break语句 47
432continue语句 47
44pass语句 48
小结 48
习题 48

第 5章函数  51
51函数的概念 51
52函数的定义和调用 52
53函数的参数和参数传递 55
531函数的形参和实参 55
532位置参数 55
533关键字参数 56
534默认值参数 56
535参数传递 57
54变量的作用域 58
541局部变量 59
542全局变量 59
55迭代器和生成器 60
551迭代器和生成器 60
552排序与 lambda 65
553高阶函数 66
小结 67
习题 67

第 6章面向对象程序设计  69
61类和对象 69
611类定义语法 70
612对象 70
613self参数 71
614实例变量 73
615类变量 73
62方法 74
621类方法 75
622实例方法 76
623静态方法 76
63封装、继承与多态 77
631封装 77
632继承 80
633多态 82
小结 84
习题 84

第 7章模块与包  86
71命名空间 86
711命名空间的分类 86
712命名空间的规则 87
72模块 88
721导入模块 89
722导入与执行语句 90
723import和 from的使用 91
724重新载入模块 93
725嵌套导入模块 93

726模块对象属性和命令行参数 93
73包 95
小结 96
习题 97

第 8章文件操作  99
81文件的路径 99
811路径的概念 99
812绝对路径与相对路径 100
82文件的读写 100
821文件的打开与关闭 101
822文件的读写 101
823文件的定位 104
83文件操作函数 105
831文件操作相关函数 105
832文件系统常用操作 106
84二进制文件操作 106
841使用 pickle模块 106
842使用 struct模块 107
843文件批量处理 108
小结 109
习题 109

第 9章异常处理 111
91异常的概念 111
92异常处理机制 113
921tryexcept结构 114
922tryexceptelse结构 115
923多异常捕获 115
924tryexceptnally结构 118
93异常高级用法 119
931强制触发异常（raise） 119
932断言与上下文管理语句 120
小结 121
习题 121

第 10章数据库编程  123
101Python数据库 API 123
1011全局变量 123
1012数据库异常 124
1013连接和游标 125
1014类型 126
102轻型数据库与 MySQL 127
1021SQLite的使用 127
1022MySQL的使用 130
1023数据库应用程序示例 132
小结 134
习题 134

第 11章网络编程  136
111网络模块 136
1111Socket模块 136
1112urllib和 urllib2模块 138
1113其他模块 141
112高级模块 SocketServer  142
1121创建 SocketServer TCP服务器 143
1122创建 SocketServer TCP客户端 144
1123执行 TCP服务器和客户端 144小结 145习题 145
第 12章tkinter GUI 编程 146
121tkinter编程基础 146
1211第一个 tkinter GUI 程序 146
1212组件打包 148
1213添加按钮和事件处理函数150
1214使用布局 152
1215使用框架 155
122tkinter 组件 156
1221组件通用属性设置 156
1222输入组件（Entry） 158
1223列表框组件（Listbox） 161
1224复选框组件（Checkbutton） 163
1225标签框架（LabelFrame） 164
1226文本框组件 (Text) 165
1227顶层窗口组件（Toplevel） 167
1228菜单组件（Menu） 168
1229对话框 170
小结 173
习题 173

第 13章多线程编程  175
131线程与进程 175
1311线程 175
1312进程 175
1313多线程与多进程 176
132Python 多线程编程 176
1321Python 多线程的特殊性 176
1322threading模块多线程编程 177
133Python多进程编程 189
1331Python多进程编程的特点 189
1332multiprocessing模块多进程编程189小结 198习题 198
第 14章数据分析与可视化  200
141NumPy基础科学计算库 200
1411创建 NumPy 数组 200
1412数组与数值的算术运算 201
1413数组与数组的算术运算 202
1414数组的关系运算 202
1415分段函数 203
1416数组元素访问 203
1417数组切片操作 203
1418改变数组形状 204
1419二维数组转置 205
14110向量内积 205
14111数组的函数运算 205
14112对数组不同维度元素进行计算206
14113广播 207
14114计算数组中元素出现次数207
14115矩阵运算 208
142SciPy科学计算扩展库 208
1421常数模块（constants） 209
1422特殊函数模块（special） 210
1423多项式计算与符号计算 210
143Matplotlib数值计算可视化库 212
1431绘制正弦曲线 212
1432绘制散点图 212
1433绘制饼图 214
1434绘制带有中文标签和图例的图214
1435绘制带有公式的图 215
1436绘制三维参数曲线 216
1437绘制三维图形 217
144pandas数据分析库 218
1441安装 pandas 218
1442pandas的数据结构 Series 218
1443pandas的数据结构                       DataFrame 220小结 223习题 223
第 15章Python应用案例  225
151泰坦尼克号乘客生存分析 225
1511数据来源 225
1512导入数据 225
1513查看数据 226
1514数据补全 228
1515数据编码 228
1516 数据可视化 231
152Python网络爬取 236
1521BeautifulSoup库 236
1522爬取搜狐体育新闻 241
153手写识别系统 244
1531K近邻算法原理 244
1532KNN 算法实现 245
1533KNN算法优缺点 246
1534手写数字识别系统 247
小结 251
习题 251

参考文献  252

吴其林，男，安徽肥西县人。2011年12月合肥工业大学计算机应用技术专业博士毕业，获工学博士学位。现工作于巢湖学院信息工程学院，教授，副院长，安徽省教学名师。现为中国计算机学会会员，安徽省计算机学会理事，安徽省电子学会理事。

孙光灵，男，安徽淮南市人，工学硕士学位，安徽建筑大学副教授。现为中国计算机学会会员，安徽省人工智能学会会员，中国计算机教育MOOC联盟安徽工委秘书长，信息技术新工科安徽工委秘书长，安徽省高等学校计算机教育研究会副秘书长。

主要研究方向为人工智能、图像处理等。发表学术论文20余篇，已获授权实用新型专利、外观设计专利4项，编写教材3部，主讲计算机课程8门。

张步群，安徽省合肥市巢湖学院信息工程学院-大学计算机基础教学教研室主任，
教学经历：

授课名称：C程序设计
起止时间：1999年-现在
授课对象：大学本科生
授课学时：每学期72学时
教学经历：
1.Visual FoxPro程序设计，参编，电子科技大学出版社，2013年7月。
2.参与编写《 C语言程序设计教程》 ，重庆大学出版社，2010年8月

本书适合作为高等学校 Python程序设计课程的教材，也可作为对 Python感兴趣的编程爱好者的自学参考书。