本书有机融合了“大学计算机基础”与“程序设计”课程的内容，涵盖了Python语言的大部分知识点，共分7章，主要包括Python语言程序设计入门、Python语言程序设计基础、程序控制、组合数据类型、函数、数据文件、模块和库等内容。全书由浅入深地讲解了Python的基本语法、程序设计思想及问题求解方法，并结合大量实际案例，帮助读者更好地掌握知识点。附录部分是计算机基础知识内容。
本书适合作为普通高等院校非计算机专业大学计算机基础相关课程的教材，也可作为相关专业技术人员的自学参考用书。

       Python语言经过30多年的发展已形成了完善的计算生态，它具有简洁的语法，相比其他高级语言更专注程序逻辑设计，有助于学生更关注计算问题，而非语言的语法本身。当前计算机领域相关技术已经非常复杂且广泛，Python具有庞大的计算生态圈，十万多个第三方库几乎覆盖所有技术领域。基于这个特点，Python非常适合非计算机类专业学生学习。Python语言程序设计更关注应用问题求解，在强大的第三方库支持下，有助于学生计算思维能力的培养，并对相关专业形成支撑。
       近年来，大学计算机类基础课程改革如火如荼，其中融合大学计算机基础“宽专融”课程体系中的第一层次（基础性课程）和第二层次（专业性课程）是一个重要的改革方向。融合后，课程将从计算机基础、计算机操作与程序设计三个方面出发，使学生掌握和具备使用程序设计语言解决各类实际计算问题的开发能力及计算思维能力。
      为了更好地配合课堂教学，帮助学生掌握计算机基础应用和Python程序设计，编者在多年大学计算机基础课程教学的基础上，考虑到Python语言程序设计在我国的快速发展，结合非计算机专业对学生计算思维能力的要求，组织编写了本书。本书共分7章，内容以Python语言为主线，涵盖了Python语言程序设计基础知识，并融合了大学计算机基础的相关内容。书中各个章节设计了多个实际案例，以其为切入点，使学生能在实际案例背景下理解和巩固所学的知识，理论和实际相结合，提升自身的计算思维能力和数据处理的综合应用能力。在附录A部分增加了计算机基础知识相关内容。
      本书由李俊生、王怀超、王艳华主编，具体编写分工如下：第1、2章及附录A由王艳华编写，第3、4章由李俊生编写，第5～7章由王怀超编写。编者所在教学团队对本书提出了许多宝贵建议，在此表示感谢。同时对在本书编写工作中给予帮助和支持的教师、编辑及广大读者表示诚挚的谢意。
     本书在编写过程中，参考了国内外的相关研究成果和著作，在此感谢所涉及的所有专家、学者和研究人员。
     由于编者水平有限，书中难免有不足之处，敬请广大读者批评指正，帮助我们不断完善本教材。


编  者  
2022年5月

第1章 Python语言程序设计入门 1
1.1 Python语言简介 1
1.2 Python语言开发环境 3
1.2.1 Python语言的安装和配置 3
1.2.2 Python运行环境 5
1.3 Python语言程序实例 11
课后练习 22
第2章 Python语言程序设计基础 24
2.1 数字类型 24
2.1.1 整数 24
2.1.2 浮点数类型 25
2.1.3 复数类型 25
2.2 数字类型的操作 26
2.2.1 内置运算符 26
2.2.2 内置的数值运算函数 29
2.2.3 内置的数字类型转换函数 30
2.2.4 math库 31
2.3 字符串类型及操作 34
2.3.1 字符串类型34
2.3.2 内置字符串运算符 35
2.3.3 内置字符串处理函数 36
2.3.4 常用内置字符串处理方法 37
2.4 格式化输出 38
2.5 变量 42
2.6 赋值语句 43
2.7 运算符和表达式 45
2.7.1 运算符 45
2.7.2 表达式 50
2.7.3 random库 50
课后练习 53
第3章 程序控制 55
3.1 结构化程序设计 55
3.1.1 结构化流程图 55
3.1.2 程序运行的基本结构 56
3.2 顺序结构 58
3.3 分支结构 59
3.3.1 单分支结构：if语句 59
3.3.2 双分支结构 62
3.3.3 多分支结构 64
3.3.4 if语句嵌套结构 69
3.3.5 多重条件判断 71
3.4 循环控制语句 73
3.4.1 遍历循环（有限循环）：for语句 73
3.4.2 条件循环（非确定次数循环）：while语句 74
3.4.3 循环辅助语句：break和continue语句 75
3.4.4 pass语句 76
3.5 异常处理 76
3.5.1 异常的概念 77
3.5.2 常见的异常类型 77
3.5.3 简单的try...except语句 77
3.5.4 try...except...else语句 78
3.5.5 try...except...else...finally语句 79
3.6 综合应用实例 81
课后练习 90
第4章 组合数据类型 92
4.1 列表类型 92
4.1.1 列表的创建 93
4.1.2 访问列表内的元素 93
4.1.3 修改元素的值 93
4.1.4 切片（分片） 94
4.1.5 列表拼接 95
4.1.6 列表运算符、函数和方法 96
4.1.7 列表引用 98
4.1.8 列表浅复制和深复制 99
4.1.9 综合应用 101
4.2 元组类型 104
4.2.1 元组的创建 104
4.2.2 访问元组内的元素 104
4.2.3 修改元组元素的值 105
4.2.4 切片（分片） 105
4.2.5 元组拼接 106
4.2.6 元组运算符、函数和方法 106
4.2.7 元组引用 107
4.3 字典类型 108
4.3.1 字典的创建 108
4.3.2 访问字典内的元素 109
4.3.3 修改字典的值 111
4.3.4 删除字典元素 111
4.3.5 字典运算符、函数和方法 112
4.3.6 字典的遍历 115
4.3.7 综合应用 116
4.4 集合类型 119
4.4.1 集合的创建 119
4.4.2 集合运算符号、函数和方法 119
4.4.3 集合的遍历 123
4.4.4 综合应用 123
4.5 推导式 126
4.5.1 无过滤条件的推导式 126
4.5.2 有过滤条件的推导式 127
4.5.3 嵌套推导式 127
课后练习 128
第5章 函数 130
5.1 函数的作用 130
5.2 函数的定义与调用 133
5.2.1 函数的定义 133
5.2.2 函数的调用 136
5.3 参数传递 139
5.3.1 形参和实参 139
5.3.2 可变对象与不可变对象 141
5.3.3 位置参数 144
5.3.4 关键字参数 145
5.3.5 默认参数 146
5.3.6 可变参数 147
5.3.7 参数组合 150
5.4 lambda()函数 150
5.5 函数嵌套与递归 151
5.5.1 函数的嵌套调用 151
5.5.2 递归 153
5.6 变量作用域 157
5.6.1 不同变量作用域 157
5.6.2 变量名解析 159
5.6.3 global关键字 160
5.7 综合应用 161
课后练习 167
第6章 数据文件 169
6.1 文件概述 169
6.1.1 文件的概念 169
6.1.2 文件的分类 170
6.1.3 文件操作流程 171
6.2 文件操作 172
6.2.1 打开文件 173
6.2.2 读文件 175
6.2.3 写文件 179
6.3 文件系统操作 182
6.4 典型CSV文件应用 185
6.4.1 CSV文件格式 185
6.4.2 CSV文件数据的处理 186
6.5 综合应用 188
课后练习 194
第7章 模块和库 195
7.1 模块和库的概念 195
7.1.1 模块、包和库 195
7.1.2 模块和包的使用 196
7.2 标准库 198
7.2.1 time模块 198
7.2.2 datetime模块204
7.2.3 random模块209
7.3 第三方库212
7.3.1 pip安装212
7.3.2 jieba库214
7.3.3 PIL库216
7.3.4 numpy库221
7.3.5 matplotlib库 225
课后练习228
附录A 计算机基础知识 229
A.1 初识计算机 229
A.1.1 计算机的发展 229
A.1.2 计算机的特点 232
A.1.3 计算机系统 232
A.2 信息与计算文化 235
A.2.1 信息 235
A.2.2 计算文化 235
A.3 数值在计算机中的表示 236
A.3.1 计算机中的数制 236
A.3.2 进制间的相互转换 236
A.3.3 数的原码、反码和补码 239
A.4 计算机信息编码2 40
A.4.1 BCD编码 240
A.4.2 字符编码 240
A.4.3 汉字编码 241
参考文献 243 

李俊生，男，中国民航大学副教授，计算机学院基础部主任，硕士研究生学历，研究方向为人工智能与智慧机场，在中国民航大学从事32年计算机专业相关教学和科研工作，为天津市程序设计课程群教学团队成员。主要讲授大学计算机基础、C语言程序设计、Python语言程序设计等课程。参与天津市级精品课“C语言程序设计”，校级精品资源共享课（大学计算机基础、C语言程序设计）建设。主持教育部产学合作协同育人项目、线上线下混合式教学改革项目等多个项目。

王怀超，男，中国民航大学副教授，硕士研究生学历。主要从事大学计算机、大学计算机基础、VB语言程序设计、智能决策与专家系统等课程的教学工作。积极探索和实践大学计算机基础课程先修课新模式，并开展了基于“MOOC+SPOC+翻转课堂”的课程改革探索与实践，开放式的翻转课堂案例被评为“2017年度中国高校计算机教育MOOC联盟优秀案例二等奖”。

王艳华，女，硕士研究生，副教授，2004年毕业于南开大学软件学院，2004年7月入职中国民航大学计算机学院工作至今。讲授课程有大学计算机、大学计算机基础、VB语言程序设计、Python语言程序设计，多年从事一线计算机基础课程教学工作，主持或参与多项教学科研项目，发表数篇教学研究论文。

本书是大学计算机类基础课程改革成果，融合大学计算机基础“宽专融”课程体系中的第一层次（基础性课程）和第二层次（专业性课程），从计算机基础、计算机操作与程序设计三个方面出发，使学生掌握和具备使用程序设计语言解决各类实际计算问题的开发能力及计算思维能力。本书有配套的实践教程——《大学计算机实践指导——Python版》（王艳华、李俊生、王怀超主编 ，中国铁道出版社有限公司出版）。？