本书是一本面向初学者的Python编程实用指南。本书不仅介绍了Python语言的基础知识,而且通过案例实践教读者如何使用这些知识和技能。本书的*部分介绍了基本的Python编程概念,第二部分介绍了一些不同的任务,通过编写Python程序,可以让计算机自动完成它们。第二部分的每一章都有一些项目程序供读者学习。每章的末尾还提供了一些习题和深入的实践项目,帮助读者巩固所学的知识。附录部分提供了所有习题的解答。

目 录 第 一部分 Python编程基础 第 1章 Python基础 2 1.1 在交互式环境中输入表达式 2 1.2 整型、浮点型和字符串数据类型 4 1.3 字符串连接和复制 5 1.4 在变量中保存值 6 1.4.1 赋值语句 6 1.4.2 变量名 7 1.5 第 一个程序 7 1.6 程序剖析 8 1.6.1 注释 9 1.6.2 print()函数 9 1.6.3 input()函数 9 1.6.4 输出用户的名字 9 1.6.5 len()函数 10 1.6.6 str()、int()和float()函数 10 1.7 小结 13 1.8 习题 13 第 2章 控制流 15 2.1 布尔值 16 2.2 比较操作符 16 2.3 布尔操作符 18 2.3.1 二元布尔操作符 18 2.3.2 not操作符 19 2.4 混合布尔和比较操作符 19 2.5 控制流的元素 20 2.5.1 条件 20 2.5.2 代码块 20 2.6 程序执行 20 2.7 控制流语句 21 2.7.1 if语句 21 2.7.2 else语句 22 2.7.3 elif语句 22 2.7.4 while循环语句 27 2.7.5 恼人的循环 29 2.7.6 break语句 30 2.7.7 continue语句 32 2.7.8 for循环和range()函数 34 2.7.9 等价的while循环 36 2.7.10 range()函数的开始、停止和步长参数 36 2.8 导入模块 37 2.9 用sys.exit()函数提前结束程序 38 2.10 小程序:猜数字 39 2.11 小程序:石头、纸、剪刀 40 2.12 小结 43 2.13 习题 43 第3章 函数 45 3.1 def语句和参数 46 3.2 返回值和return语句 47 3.3 None值 48 3.4 关键字参数和print()函数 48 3.5 调用栈 49 3.6 局部和全局作用域 51 3.6.1 局部变量不能在全局作用域内使用 52 3.6.2 局部作用域不能使用其他局部作用域内的变量 52 3.6.3 全局变量可以在局部作用域中读取 53 3.6.4 名称相同的局部变量和全局变量 53 3.7 global语句 54 3.8 异常处理 56 3.9 小程序:Zigzag 57 3.10 小结 59 3.11 习题 59 3.12 实践项目 59 3.12.1 Collatz序列 60 3.12.2 输入验证 60 第4章 列表 61 4.1 列表数据类型 61 4.1.1 用索引取得列表中的单个值 61 4.1.2 负数索引 63 4.1.3 利用切片取得子列表 63 4.1.4 用len()函数取得列表的长度 64 4.1.5 用索引改变列表中的值 64 4.1.6 列表连接和列表复制 64 4.1.7 用del语句从列表中删除值 64 4.2 使用列表 65 4.2.1 列表用于循环 66 4.2.2 in和not in操作符 67 4.2.3 多重赋值技巧 67 4.2.4 enumerate()函数与列表一起使用 68 4.2.5 random.choice()和random.shuffle()函数与列表一起使用 68 4.3 增强的赋值操作 69 4.4 方法 69 4.4.1 用index()方法在列表中查找值 70 4.4.2 用append()和insert()方法在列表中添加值 70 4.4.3 用remove()方法从列表中删除值 71 4.4.4 用sort()方法将列表中的值排序 71 4.4.5 使用reverse()方法反转列表中的值 72 4.5 例子程序:神奇8球和列表 73 4.6 序列数据类型 74 4.6.1 可变和不可变数据类型 74 4.6.2 元组数据类型 76 4.6.3 用list()和tuple()函数来转换类型 77 4.7 引用 77 4.7.1 标识和id()函数 78 4.7.2 传递引用 79 4.7.3 copy模块的copy()和deepcopy()函数 80 4.8 小程序:Conway的生命游戏 80 4.9 小结 84 4.10 习题 84 4.11 实践项目 85 4.11.1 逗号代码 85 4.11.2 掷硬币的连胜 85 4.11.3 字符图网格 86 第5章 字典和结构化数据 87 5.1 字典数据类型 87 5.1.1 字典与列表 87 5.1.2 keys()、values()和items()方法 89 5.1.3 检查字典中是否存在键或值 90 5.1.4 get()方法 90 5.1.5 setdefault()方法 91 5.2 美观输出 92 5.3 使用数据结构对真实世界建模 93 5.3.1 井字棋盘 93 5.3.2 嵌套的字典和列表 97 5.4 小结 98 5.5 习题 98 5.6 实践项目 98 5.6.1 国际象棋字典验证器 98 5.6.2 好玩游戏的物品清单 99 5.6.3 列表到字典的函数,针对好玩游戏的物品清单 99 第6章 字符串操作 101 6.1 处理字符串 101 6.1.1 字符串字面量 101 6.1.2 字符串索引和切片 103 6.1.3 字符串的in和not in操作符 104 6.2 将字符串放入其他字符串 104 6.3 有用的字符串方法 105 6.3.1 字符串方法upper()、lower()、isupper()和islower() 105 6.3.2 isX()字符串方法 106 6.3.3 字符串方法startswith()和endswith() 108 6.3.4 字符串方法join()和split() 108 6.3.5 使用partition()方法分隔字符串 109 6.3.6 用rjust()、ljust()和center()方法对齐文本 110 6.3.7 用strip()、rstrip()和lstrip()方法删除空白字符 111 6.4 使用ord()和chr()函数的字符的数值 112 6.5 用pyperclip模块复制粘贴字符串 112 6.6 项目:使用多剪贴板自动回复消息 113 第 1步:程序设计和数据结构 113 第 2步:处理命令行参数 114 第3步:复制正确的短语 114 6.7 项目:在Wiki标记中添加无序列表 115 第 1步:从剪贴板中复制和粘贴 115 第 2步:分离文本中的行,并添加星号 116 第3步:连接修改过的行 116 6.8 小程序:Pig Latin 117 6.9 小结 120 6.10 习题 120 6.11 实践项目 121 6.11.1 表格输出 121 6.11.2 僵尸骰子机器人 122 第二部分 自动化任务 第7章 模式匹配与正则表达式 126 7.1 不用正则表达式来查找文本模式 126 7.2 用正则表达式查找文本模式 128 7.2.1 创建正则表达式对象 128 7.2.2 匹配Regex对象 129 7.2.3 正则表达式匹配复习 129 7.3 用正则表达式匹配更多模式 130 7.3.1 利用括号分组 130 7.3.2 用管道匹配多个分组 131 7.3.3 用问号实现可选匹配 132 7.3.4 用星号匹配零次或多次 132 7.3.5 用加号匹配一次或多次 133 7.3.6 用花括号匹配特定次数 133 7.4 贪心和非贪心匹配 134 7.5 findall()方法 134 7.6 字符分类 135 7.7 建立自己的字符分类 136 7.8 插入字符和美元字符 136 7.9 通配字符 137 7.9.1 用点-星匹配所有字符 137 7.9.2 用句点字符匹配换行符 138 7.10 正则表达式符号复习 138 7.11 不区分大小写的匹配 139 7.12 用sub()方法替换字符串 139 7.13 管理复杂的正则表达式 140 7.14 组合使用re.IGNORECASE、re.DOTALL和re.VERBOSE 140 7.15 项目:电话号码和E-mail地址提取程序 141 第 1步:为电话号码创建一个正则表达式 141 第 2步:为E-mail地址创建一个正则表达式 142 第3步:在剪贴板文本中找到所有匹配 143 第4步:将所有匹配连接成一个字符串,复制到剪贴板 143 第5步:运行程序 144 第6步:类似程序的构想 144 7.16 小结 144 7.17 习题 145 7.18 实践项目 146 7.18.1 日期检测 146 7.18.2 强口令检测 146 7.18.3 strip()的正则表达式版本 147 第8章 输入验证 148 8.1 PyInputPlus模块 149 8.1.1 关键字参数min、max、greaterThan和lessThan 150 8.1.2 关键字参数blank 150 8.1.3 关键字参数limit、timeout和default 151 8.1.4 关键字参数allowRegexes和blockRegexes 151 8.1.5 将自定义验证函数传递给inputCustom() 152 8.2 项目:如何让人忙几个小时 153 8.3 项目:乘法测验 154 8.4 小结 156 8.5 习题 156 8.6 实践项目 157 8.6.1 三明治机 157 8.6.2 编写自己的乘法测验 157 第9章 读写文件 158 9.1 文件与文件路径 158 9.1.1 Windows操作系统上的倒斜杠以及macOS和Linux操作系统上的正斜杠 159 9.1.2 使用 运算符连接路径 160 9.1.3 当前工作目录 161 9.1.4 主目录 162 9.1.5 **路径与相对路径 162 9.1.6 用os.makedirs()创建新文件夹 163 9.1.7 处理**路径和相对路径 164 9.1.8 取得文件路径的各部分 165 9.1.9 查看文件大小和文件夹内容 167 9.1.10 使用通配符模式修改文件列表 168 9.1.11 检查路径的有效性 169 9.2 文件读写过程 170 9.2.1 用open()函数打开文件 171 9.2.2 读取文件内容 171 9.2.3 写入文件 172 9.3 用shelve模块保存变量 173 9.4 用pprint.pformat()函数保存变量 174 9.5 项目:生成随机的测验试卷文件 175 第 1步:将测验数据保存在一个字典中 175 第 2步:创建测验文件,并打乱问题的次序 176 第3步:创建答案选项 177 第4步:将内容写入测验试卷和答案文件 178 9.6 项目:创建可更新的多重剪贴板 179 第 1步:注释和shelf设置 179 第 2步:用一个关键字保存剪贴板内容 180 第3步:列出关键字和加载关键字的内容 180 9.7 小结 181 9.8 习题 181 9.9 实践项目 182 9.9.1 扩展多重剪贴板 182 9.9.2 疯狂填词 182 9.9.3 正则表达式查找 182 第 10章 组织文件 183 10.1 shutil模块 183 10.1.1 复制文件和文件夹 183 10.1.2 文件和文件夹的移动与重命名 184 10.1.3 **删除文件和文件夹 185 10.1.4 用send2trash模块**地删除 186 10.2 遍历目录树 186 10.3 用zipfile模块压缩文件 188 10.3.1 读取ZIP文件 188 10.3.2 从ZIP文件中解压缩 189 10.3.3 创建和添加到ZIP文件 189 10.4 项目:将带有美国风格日期的文件重命名为欧洲风格日期 190 第 1步:为美国风格的日期创建一个正则表达式 190 第 2步:识别文件名中的日期部分 191 第3步:构成新文件名,并对文件重命名 192 第4步:类似程序的想法 192 10.5 项目:将一个文件夹备份到一个ZIP文件 193 第 1步:弄清楚ZIP文件的名称 193 第 2步:创建新ZIP文件 194 第3步:遍历目录树并添加到ZIP文件 194 第4步:类似程序的想法 195 10.6 小结 195 10.7 习题 196 10.8 实践项目 196 10.8.1 选择性复制 196 10.8.2 删除不需要的文件 196 10.8.3 消除缺失的编号 196 第 11章 调试 197 11.1 抛出异常 197 11.2 取得回溯字符串 199 11.3 断言 200 在交通灯模拟中使用断言 201 11.4 日志 202 11.4.1 使用logging模块 202 11.4.2 不要用print()调试 203 11.4.3 日志级别 204 11.4.4 禁用日志 204 11.4.5 将日志记录到文件 205 11.5 Mu的调试器 205 11.5.1 Continue 206 11.5.2 Step In 206 11.5.3 Step Over 206 11.5.4 Step Out 206 11.5.5 Stop 206 11.5.6 调试一个数字相加的程序 207 11.5.7 断点 208 11.6 小结 209 11.7 习题 209 11.8 实践项目 210 第 12章 从Web抓取信息 211 12.1 项目:利用webbrowser模块的mapIt.py 211 第 1步:弄清楚URL 212 第 2步:处理命令行参数 212 第3步:处理剪贴板内容,加载浏览器 213 第4步:类似程序的想法 214 12.2 用requests模块从Web下载文件 214 12.2.1 用requests.get()函数下载一个网页 214 12.2.2 检查错误 215 12.3 将下载的文件保存到硬盘 216 12.4 HTML 217 12.4.1 学习HTML的资源 217 12.4.2 快速复习 217 12.4.3 查看网页的HTML源代码 218 12.4.4 打开浏览器的***工具 218 12.4.5 使用***工具来寻找HTML元素 219 12.5 用bs4模块解析HTML 220 12.5.1 从HTML创建一个BeautifulSoup对象 221 12.5.2 用select()方法寻找元素 221 12.5.3 通过元素的属性获取数据 223 12.6 项目: 打开所有搜索结果 223 第1步:获取命令行参数,并请求查询页面 224 第 2步:找到所有的结果 224 第3步:针对每个结果打开Web浏览器 225 第4步:类似程序的想法 226 12.7 项目:下载所有XKCD漫画 226 第 1步:设计程序 227 第 2步:下载网页 228 第3步:寻找和下载漫画图像 228 第4步:保存图像,找到前一张漫画 229 第5步:类似程序的想法 230 12.8 用selenium模块控制浏览器 230 12.8.1 启动selenium控制的浏览器 231 12.8.2 在页面中寻找元素 232 12.8.3 单击页面 234 12.8.4 填写并提交表单 234 12.8.5 发送特殊键 234 12.8.6 单击浏览器按钮 235 12.8.7 关于selenium的更多信息 235 12.9 小结 235 12.10 习题 236 12.11 实践项目 236 12.11.1 命令行电子邮件程序 236 12.11.2 图像网站下载 237 12.11.3 2048 237 12.11.4 链接验证 237 第 13章 处理Excel电子表格 238 13.1 Excel文档 238 13.2 安装openpyxl模块 238 13.3 读取Excel文档 239 13.3.1 用openpyxl模块打开Excel文档 239 13.3.2 从工作簿中取得工作表 240 13.3.3 从表中取得单元格 240 13.3.4 列字母和数字之间的转换 241 13.3.5 从表中取得行和列 242 13.3.6 工作簿、工作表、单元格 243 13.4 项目:从电子表格中读取数据 244 第 1步:读取电子表格数据 244 第 2步:填充数据结构 245 第3步:将结果写入文件 246 第4步:类似程序的思想 247 13.5 写入Excel文档 247 13.5.1 创建并保存Excel文档 247 13.5.2 创建和删除工作表 248 13.5.3 将值写入单元格 248 13.6 项目:更新电子表格 249 第 1步:利用更新信息建立数据结构 249 第 2步:检查所有行,更新不正确的价格 250 第3步:类似程序的思想 251 13.7 设置单元格的字体风格 251 13.8 Font对象 252 13.9 公式 253 13.10 调整行和列 253 13.10.1 设置行高和列宽 254 13.10.2 合并和拆分单元格 254 13.10.3 冻结窗格 255 13.10.4 图表 256 13.11 小结 257 13.12 习题 258 13.13 实践项目 258 13.13.1 乘法表 258 13.13.2 空行插入程序 259 13.13.3 电子表格单元格翻转程序 259 13.13.4 文本文件到电子表格 260 13.13.5 电子表格到文本文件 260 第 14章 处理Google电子表格 261 14.1 安装和设置EZSheets 261 14.1.1 获取证书和令牌文件 261 14.1.2 撤销证书文件 262 14.2 Spreadsheet对象 263 14.2.1 创建、上传和列出电子表格 264 14.2.2 电子表格的属性 265 14.2.3 下载和上传电子表格 265 14.2.4 删除电子表格 266 14.3 工作表对象 266 14.3.1 读取和写入数据 267 14.3.2 创建和删除工作表 271 14.3.3 复制工作表 272 14.4 利用Google Sheets 配额 272 14.5 小结 273 14.6 习题 273 14.7 实践项目 273 14.7.1 下载Google Forms数据 274 14.7.2 将电子表格转换为其他格式 274 14.7.3 查找电子表格中的错误 274 第 15章 处理PDF和Word文档 275 15.1 PDF文档 275 15.1.1 从PDF提取文本 275 15.1.2 解密PDF 277 15.1.3 创建PDF 277 15.2 项目:从多个PDF中合并选择的页面 281 第 1步:找到所有PDF文档 281 第 2步:打开每个PDF文档 282 第3步:添加每一页 282 第4步:保存结果 283 第5步:类似程序的想法 283 15.3 Word文档 284 15.3.1 读取Word文档 284 15.3.2 从.docx文档中取得完整的文本 285 15.3.3 设置Paragraph和Run对象的样式 286 15.3.4 创建带有非默认样式的Word文档 287 15.3.5 Run属性 287 15.3.6 写入Word文档 288 15.3.7 添加标题 290 15.3.8 添加换行符和换页符 290 15.3.9 添加图像 291 15.4 从Word文档中创建PDF 291 15.5 小结 292 15.6 习题 292 15.7 实践项目 293 15.7.1 PDF偏执狂 293 15.7.2 定制邀请函,保存为Word文档 293 15.7.3 蛮力PDF口令破解程序 294 第 16章 处理CSV文件和 JSON数据 295 16.1 csv模块 295 16.1.1 reader对象 296 16.1.2 在for循环中,从reader对象读取数据 297 16.1.3 writer对象 297 16.1.4 delimiter和lineterminator关键字参数 298 16.1.5 DictReader和DictWriter CSV对象 299 16.2 项目:从CSV文件中删除标题行 300 第 1步:循环遍历每个CSV文件 301 第 2步:读入CSV文件 301 第3步:写入CSV文件,没有第 一行 302 第4步:类似程序的想法 303 16.3 JSON和API 303 16.4 json模块 304 16.4.1 用loads()函数读取JSON 304 16.4.2 用dumps函数写出JSON 304 16.5 项目:取得当前的天气数据 305 第 1步:从命令行参数获取位置 305 第 2步:下载JSON数据 306 第3步:加载JSON数据并输出天气 307 第4步:类似程序的想法 308 16.6 小结 308 16.7 习题 308 16.8 实践项目 309 第 17章 保持时间、计划任务和启动程序 310 17.1 time模块 310 17.1.1 time.time()函数 310 17.1.2 time.sleep()函数 311 17.2 数字四舍五入 312 17.3 项目:**秒表 312 第 1步:设置程序来记录时间 313 第 2步:记录并输出单圈时间 313 第3步:类似程序的想法 314 17.4 datetime模块 314 17.4.1 timedelta数据类型 315 17.4.2 暂停直至特定日期 317 17.4.3 将datetime对象转换为字符串 317 17.4.4 将字符串转换成datetime对象 318 17.5 回顾Python的时间函数 318 17.6 多线程 319 17.6.1 向线程的目标函数传递参数 321 17.6.2 并发问题 321 17.7 项目:多线程XKCD下载程序 322 第 1步:修改程序以使用函数 322 第 2步:创建并启动线程 323 第3步:等待所有线程结束 323 17.8 从Python启动其他程序 324 17.8.1 向Popen()传递命令行参数 325 17.8.2 Task Scheduler、launchd和cron 326 17.8.3 用Python打开网站 326 17.8.4 运行其他Python脚本 326 17.8.5 用默认的应用程序打开文件 327 17.9 项目:简单的***程序 327 第 1步:*** 328 第 2步:播放声音文件 328 第3步:类似程序的想法 329 17.10 小结 329 17.11 习题 329 17.12 实践项目 330 17.12.1 美化的秒表 330 17.12.2 计划的Web漫画下载 330 第 18章 发送电子邮件和短信 331 18.1 使用Gmail API发送和接收电子邮件 331 18.1.1 启用Gmail API 332 18.1.2 从Gmail账户发送邮件 332 18.1.3 从Gmail账户读取邮件 333 18.1.4 从Gmail账户中搜索邮件 334 18.1.5 从Gmail账户下载附件 335 18.2 SMTP 335 18.3 发送电子邮件 335 18.3.1 连接到SMTP服务器 336 18.3.2 发送SMTP的“Hello”消息 337 18.3.3 开始TLS加密 337 18.3.4 登录到SMTP服务器 337 18.3.5 发送电子邮件 338 18.3.6 从SMTP服务器断开 338 18.4 IMAP 338 18.5 用IMAP获取和删除电子邮件 339 18.5.1 连接到IMAP服务器 339 18.5.2 登录到IMAP服务器 340 18.5.3 搜索电子邮件 340 18.5.4 取邮件并标记为已读 343 18.5.5 从原始消息中获取电子邮件地址 344 18.5.6 从原始消息中获取正文 344 18.5.7 删除电子邮件 345 18.5.8 从IMAP服务器断开 346 18.6 项目:向会员发送会费提醒电子邮件 346 第 1步:打开Excel文件 346 第 2步:查找所有未支付会费的成员 347 第3步:发送定制的电子邮件提醒 348 18.7 使用短信电子邮件网关发送短信 349 18.8 用Twilio发送短信 350 18.8.1 注册Twilio账号 350 18.8.2 发送短信 351 18.9 项目:“只给我发短信”模块 352 18.10 小结 353 18.11 习题 354 18.12 实践项目 354 18.12.1 随机分配家务活的电子邮件程序 354 18.12.2 伞提醒程序 354 18.12.3 自动退订 354 18.12.4 通过电子邮件控制你的计算机 355 第 19�� 操作图像 356 19.1 计算机图像基础 356 19.1.1 颜色和RGBA值 356 19.1.2 坐标和Box元组 357 19.2 用pillow操作图像 358 19.2.1 处理Image数据类型 359 19.2.2 裁剪图像 360 19.2.3 复制和粘贴图像到其他图像 361 19.2.4 调整图像大小 363 19.2.5 旋转和翻转图像 363 19.2.6 更改单个像素 365 19.3 项目:添加徽标 366 第 1步:打开徽标图像 366 第 2步:遍历所有文件并打开图像 367 第3步:调整图像的大小 368 第4步:添加徽标,并保存更改 369 第5步:类似程序的想法 370 19.4 在图像上绘画 370 19.4.1 绘制形状 370 19.4.2 绘制文本 372 19.5 小结 373 19.6 习题 374 19.7 实践项目 374 19.7.1 扩展和修正本章项目的程序 374 19.7.2 在硬盘上识别照片文件夹 374 19.7.3 定制的座位卡 375 第 20章 用GUI自动化控制键盘和鼠标 376 20.1 安装pyautogui模块 376 20.2 在macOS上设置无障碍应用程序 377 20.3 走对路 377 20.3.1 暂停和自动防故障装置 377 20.3.2 通过注销关闭所有程序 377 20.4 控制鼠标指针移动 377 20.4.1 移动鼠标指针 378 20.4.2 获取鼠标指针位置 379 20.5 控制鼠标交互 379 20.5.1 点击鼠标 380 20.5.2 拖动鼠标 380 20.5.3 滚动鼠标 382 20.6 规划鼠标运动 382 20.7 处理屏幕 383 20.7.1 获取屏幕快照 383 20.7.2 分析屏幕快照 383 20.8 图像识别 384 20.9 获取窗口信息 385 20.9.1 获取活动窗口 386 20.9.2 获取窗口的其他方法 387 20.9.3 操纵窗口 387 20.10 控制键盘 389 20.10.1 通过键盘发送一个字符串 389 20.10.2 键名 390 20.10.3 按下和释放键盘按键 391 20.10.4 快捷键组合 391 20.11 设置GUI自动化脚本 391 20.12 复习PyAutoGUI的函数 392 20.13 项目:自动填表程序 393 第 1步:弄清楚步骤 394 第 2步:建立坐标 395 第3步:开始输入数据 396 第4步:处理选择列表和单选按钮 396 第5步:提交表单并等待 397 20.14 显示消息框 398 20.15 小结 399 20.16 习题 399 20.17 实践项目 400 20.17.1 看起来很忙 400 20.17.2 使用剪贴板读取文本字段 400 20.17.3 即时通信机器人 401 20.17.4 玩游戏机器人指南 401 附录A 安装第三方模块 402 A.1 pip工具 402 A.2 安装第三方模块 403 A.3 为Mu编辑器安装模块 404 附录B 运行程序 406 B.1 从命令行窗口运行程序 406 B.2 在Windows操作系统上运行Python程序 407 B.3 在macOS上运行Python程序 408 B.4 在Ubuntu Linux操作系统上运行Python程序 408 B.5 运行Python程序时禁用断言 409