本书结合编者多年的程序设计、系统开发与课程讲授的经验,由浅入深、循序渐进地介绍了Python程序设计方法,使读者能够系统、全面地掌握程序设计的理论与应用。全书共13章,主要内容包括:Python基础知识与软件安装,数值、字符串、列表、元组、字典、集合数据类型,选择结构与循环结构,函数与lambda表达式,正则表达式、re模块以及Match对象的使用方法,文本文件、Word文档以及Excel文件的读与写,面向对象程序设计的相关知识,模块和包的创建与使用,Tkinter图形用户界面设计,利用matplotlib库实现数据可视化,Python连接以及使用其操作数据库的方法,网络编程、网页解析以及网络爬虫等。 本书可作为计算机、人工智能、大数据等相关专业的程序设计课程教材,也可供非理工科专业的学生学习使用,还可作为Python爱好者的自学参考用书。

第 1章 Python语言概述 1 1.1 Python语言特点 2 1.2 Python应用领域 3 1.3 下载和安装Python软件 3 1.4 编写和执行Python代码的方式 6 1.4.1 用命令行格式的Python Shell编写和执行代码 6 1.4.2 用带图形界面格式的Python Shell编写和执行交互式代码 7 1.4.3 用带图形界面格式的Python Shell编写和执行程序代码 8 1.5 Python注释 9 1.5.1 单行注释 9 1.5.2 多行注释 9 1.6 在线帮助 9 1.6.1 Python交互式帮助系统 9 1.6.2 Python文档 11 习题1 12 第 2章 Python语言基础 13 2.1 Python对象和引用 14 2.1.1 对象的身份 14 2.1.2 对象的类型 14 2.1.3 对象的值 14 2.1.4 对象的引用 14 2.2 数值数据类型 15 2.3 字符串数据类型 17 2.3.1 字符串创建 17 2.3.2 转义字符 17 2.3.3 字符编码 18 2.3.4 字符串运算符 19 2.3.5 字符串对象的常用方法 20 2.3.6 字符串常量 25 2.4 列表数据类型 26 2.4.1 列表创建 26 2.4.2 列表截取 26 2.4.3 列表修改 27 2.4.4 序列数据类型的常用操作 27 2.4.5 用于列表的常用函数 28 2.4.6 列表对象的常用方法 29 2.4.7 列表生成式 31 2.5 元组数据类型 32 2.5.1 元组创建 32 2.5.2 元组访问 32 2.5.3 元组修改 33 2.5.4 生成器推导式 33 2.6 字典数据类型 34 2.6.1 字典创建 34 2.6.2 字典访问 35 2.6.3 字典元素的添加、修改与删除 36 2.6.4 字典对象的常用方法 36 2.6.5 字典推导式 38 2.7 集合数据类型 38 2.7.1 集合创建 38 2.7.2 集合元素添加 38 2.7.3 集合元素删除 39 2.7.4 集合运算 39 2.7.5 集合推导式 40 2.8 Python数据类型之间的转换 40 2.9 Python中的运算符 42 2.9.1 Python算术运算符 42 2.9.2 Python比较(关系)运算符 42 2.9.3 Python赋值运算符 43 2.9.4 Python位运算符 43 2.9.5 Python逻辑运算符 44 2.9.6 Python成员运算符 44 2.9.7 Python身份运算符 44 2.9.8 Python运算符的优先级 45 2.10 Python中的数据输入 45 2.11 Python中的数据输出 46 2.11.1 表达式语句输出 47 2.11.2 print()函数输出 47 2.11.3 字符串对象的format()方法输出 49 2.12 Python库的导入与扩展库的安装 51 2.12.1 库的导入 51 2.12.2 扩展库的安装 52 习题2 53 第3章 程序流程控制 55 3.1 布尔表达式 56 3.2 选择结构 56 3.2.1 单向if选择语句 56 3.2.2 双向if-else选择语句 57 3.2.3 嵌套if选择语句和多向if-elif-else选择语句 59 3.3 条件表达式 60 3.4 while循环结构 61 3.5 while循环控制策略 63 3.5.1 交互式循环 64 3.5.2 哨兵式循环 64 3.5.3 文件式循环 65 3.6 for循环结构 66 3.6.1 for循环的基本用法 66 3.6.2 for循环适用的对象 67 3.6.3 for循环与range()函数的结合使用 69 3.7 循环中的break、continue和else 71 3.7.1 用break语句提前终止循环 71 3.7.2 用continue语句提前结束本次循环 72 3.7.3 循环语句的else子句 73 习题3 74 第4章 函数 75 4.1 函数定义 76 4.2 函数调用 77 4.2.1 带有返回值的函数调用 77 4.2.2 不带返回值的函数调用 79 4.3 函数参数的类型 80 4.3.1 位置参数 80 4.3.2 关键字参数 80 4.3.3 默认值参数 81 4.3.4 可变长度参数 81 4.3.5 序列解包参数 82 4.4 lambda表达式 83 4.4.1 lambda和def的区别 83 4.4.2 自由变量对lambda表达式的影响 85 4.5 函数的递归调用 86 4.6 常用内置函数 88 4.6.1 map()函数 88 4.6.2 reduce()函数 89 4.6.3 filter()函数 90 习题4 90 第5章 正则表达式 91 5.1 正则表达式的构成 92 5.2 正则表达式的模式匹配 95 5.2.1 边界匹配 95 5.2.2 分组、选择、引用、匹配 95 5.2.3 贪婪匹配与懒惰匹配 98 5.3 正则表达式模块re 99 5.4 正则表达式对象 102 5.5 Match对象 103 习题5 104 第6章 文件与文件夹操作 105 6.1 文本文件 106 6.1.1 文本文件的字符编码 106 6.1.2 文本文件的打开 107 6.1.3 文本文件的写入 110 6.1.4 文本文件的读取 111 6.1.5 文本文件指针的定位 112 6.2 文件与文件夹操作 113 6.2.1 使用os操作文件与文件夹 114 6.2.2 使用os.path操作文件与文件夹 115 6.2.3 使用shutil操作文件与文件夹 117 6.3 处理Word文档 119 6.3.1 创建与保存Word文档 119 6.3.2 读取Word文档 119 6.3.3 写入Word文档 120 6.4 处理Excel文件 121 6.4.1 利用xlrd模块读Excel文件 122 6.4.2 利用xlwt模块写Excel文件 124 习题6 124 第7章 面向对象程序设计 125 7.1 定义类 126 7.2 创建类的对象 126 7.3 类中的属性 127 7.3.1 类的对象属性 127 7.3.2 类属性 128 7.3.3 私有属性和公有属性 130 7.3.4 @property装饰器 132 7.4 类中的方法 134 7.4.1 类的对象方法 134 7.4.2 类方法 136 7.4.3 类的静态方法 137 7.5 类的继承 138 7.5.1 类的单继承 138 7.5.2 类的多重继承 141 7.5.3 类成员的继承和重写 143 7.5.4 查看继承的层次关系 143 习题7 144 第8章 模块和包 145 8.1 模块 146 8.1.1 模块的创建 146 8.1.2 模块的导入和使用 147 8.1.3 模块的主要属性 147 8.2 系统目录的添加 150 8.2.1 导入模块时搜索目录的顺序 150 8.2.2 使用sys.path.append()临时添加系统目录 151 8.2.3 使用pth文件**添加系统目录 151 8.2.4 使用PYTHONPATH环境变量**添加系统目录 151 8.3 包 152 8.3.1 包的创建 152 8.3.2 包的导入与使用 153 习题8 154 第9章 图形用户界面设计 155 9.1 图形用户界面库 156 9.2 Tkinter图形用户界面库 156 9.2.1 Tkinter概述 156 9.2.2 Tkinter图形用户界面的构成 157 9.3 常用Tkinter组件的使用 158 9.3.1 标签组件 158 9.3.2 按钮组件 160 9.3.3 单选按钮组件 162 9.3.4 多行文本框组件 164 9.3.5 复选框组件 166 9.3.6 列表框组件 169 9.3.7 菜单组件 171 9.3.8 消息组件 174 9.3.9 消息窗口 174 9.3.10 单行文本框组件 175 9.3.11 框架组件 177 9.4 使用Canvas(画布)组件绘图 178 9.4.1 Canvas(画布)组件 178 9.4.2 绘制直线 179 9.4.3 绘制矩形 180 9.4.4 绘制多边形 181 9.4.5 绘制椭圆 182 9.4.6 绘制文本 183 9.4.7 绘制图像 184 9.5 Tkinter的主要几何布局管理器 184 9.5.1 pack布局管理器 184 9.5.2 grid布局管理器 186 9.5.3 place布局管理器 187 习题9 188 第 10章 利用matplotlib库实现数据可视化 189 10.1 matplotlib库概述 190 10.2 绘制线形图 193 10.3 绘制直方图 199 10.4 绘制条形图 200 10.5 绘制饼图 204 10.6 绘制散点图 206 习题10 207 第 11章 数据库编程 209 11.1 数据库基础 210 11.1.1 关系型数据库 210 11.1.2 通用数据库访问模块 210 11.2 SQLite3数据库 211 11.2.1 Connection对象 212 11.2.2 Cursor对象 213 11.3 Access数据库 215 11.3.1 创建Access数据库 216 11.3.2 操作Access数据库 219 11.4 MySQL数据库 219 11.4.1 连接MySQL数据库 219 11.4.2 创建游标对象 220 11.4.3 执行SQL语句 220 11.4.4 创建数据库 221 11.4.5 创建数据表 221 11.4.6 插入数据 222 11.4.7 查询数据 223 11.4.8 更新数据和删除数据 224 11.5 JSON数据 225 11.5.1 JSON数据格式 225 11.5.2 Python解码和编码JSON数据 226 11.5.3 Python操作JSON文件 227 习题11 228 第 12章 网络编程 229 12.1 计算机网络基础知识 230 12.1.1 网络协议 230 12.1.2 应用层协议 231 12.1.3 传输层协议 231 12.1.4 IP地址和MAC地址 232 12.2 Socket编程 232 12.2.1 Socket概念 232 12.2.2 Socket类型 233 12.2.3 Socket对象的常用方法 233 12.3 TCP编程 236 12.4 UDP编程 239 12.5 HTTP编程 241 12.5.1 HTTP特性 241 12.5.2 HTTP通信过程 242 12.5.3 HTTP报文结构 242 12.5.4 使用requests库实现HTTP请求 248 12.5.5 Cookie 251 12.5.6 使用requests库简单获取网页内容 252 习题12 252 第 13章 网络爬虫 253 13.1 网络爬虫概述 254 13.1.1 网页的概念 254 13.1.2 网络爬虫工作流程 254 13.2 通过Beautiful Soup库提取网页信息 254 13.2.1 Beautiful Soup库的安装 255 13.2.2 Beautiful Soup库的导入 255 13.2.3 BeautifulSoup类的基本元素 255 13.2.4 HTML内容搜索 257 13.3 使用urllib库开发简单的爬虫 259 13.3.1 发送不带参数的GET请求 260 13.3.2 模拟浏览器发送带参数的GET请求 260 13.3.3 URL解析 261 13.4 抓取京东网站上小米手机的评论 262 13.4.1 京东网站页面分析 262 13.4.2 编写京东网站上小米手机评论爬虫代码 265 习题13 267 参考文献 268

曹洁,同济大学计算机软件与理论专业博士,郑州轻工业大学软件学院教师。研究方向:数据分析、机器学习、并行分布式处理等。近年在软件学报、电子学报、计算机研究与发展、通信学报等核心刊物上发表学术论文10余篇,2019年7月在清华大学出版社以**作者身份出版高等院校信息技术规划教材《Python语言程序设计(微课版)》。