具体描述
编辑推荐
·原理与技术的完美结合
·教学与科研的最新成果
·语言精练,实例丰富
·可操作性强,实用性突出
内容简介
《Python程序设计教程/高等学校计算机科学与技术教材》基于Windows7和Python3.3.2构建Python开发平台,阐述Python语言的基础知识,以及使用Python语言的实际开发应用实例。《Python程序设计教程/高等学校计算机科学与技术教材》集教材、练习册、上机指导于一体,具体内容包括:Python概述、Python语言基础、程序流程控制、数值类型、系列(元组、列表和字符串)、字典和集合类型、文件和流I/O、函数与函数编程、类和对象、模块和包、迭代器和生成器、数据结构和算法、日期和时间处理、正则表达式、多线程编程、图形用户界面应用程序、数据库访问、网络编程和通信、系统管理。
《Python程序设计教程/高等学校计算机科学与技术教材》作者结合多年的程序设计、开发及授课经验,由浅入深、循序渐进地介绍Python程序设计语言,让读者能够较为系统全面地掌握程序设计的理论和应用。
《Python程序设计教程/高等学校计算机科学与技术教材》可作为高等学校各专业的计算机程序设计教材,同时也可作为广大程序设计开发者、爱好者的自学参考书。
内页插图
目录
第1章 Python概述
1.1 Python语言概述
1.1.1 Python语言简介
1.1.2 Python语言的特点
1.1.3 Python语言的应用范围
1.2 Python语言的版本和开发环境
1.2.1 Python语言的版本
1.2.2 Python语言的实现
1.2.3 Python语言的集成开发环境
1.3 下载和安装Python
1.3.1 下载Python
1.3.2 安装Python
1.4 使用Python解释器解释执行Python程序
1.4.1 运行Python解释器
1.4.2 运行Python集成开发环境
1.5 使用文本编辑器和命令行编写和执行Python源文件程序
1.5.1 编写Helloworld程序
1.5.2 Helloworld程序(hello.py)源代码分析
1.5.3 运行Python源代码程序
1.6 使用集成开发环境IDLE编写和执行Python源文件程序
1.6.1 使用IDLE编写Helloworld程序
1.6.2 使用IDLE编辑程序
1.7 复习题
1.8 上机实践
第2章 Python语言基础
2.1 语句
2.1.1 Python语句
2.1.2 Python语句的书写规则
2.1.3 复合语句及其缩进书写规则
2.1.4 注释语句
2.1.5 空语句pass
2.2 表达式
2.2.1 表达式的组成
2.2.2 表达式的书写规则
2.3 运算符
2.3.1 运算符概述
2.3.2 Python运算符及其优先级
2.4 标识符及其命名规则
2.4.1 标识符
2.4.2 保留关键字
2.4.3 Python预定义标识符
2.4.4 命名规则
2.5 对象与引用
2.5.1 对象的类型(type)和标识(id)
2.5.2 对象引用
2.5.3 对象比较(==)和类型判别(is)
2.5.4 不可变对象(immutable)和可变对象(mutable)
2.6 变量和赋值
2.6.1 变量和数据类型
2.6.2 变量的声明和赋值
2.6.3 链式赋值语句
2.6.4 复合赋值语句
2.6.5 删除变量(del)
2.6.6 系列解包赋值
2.7 数据类型
2.7.1 NoneType,NotImplementedType和EUipsis
2.7.2 数值数据类型
2.7.3 序列数据类型
2.7.4 集合数据类型
2.7.5 字典数据类型
2.7.6 其他数据类型
2.8 类的声明和对象的创建与调用
2.8.1 类的声明
2.8.2 对象的创建和调用
2.9 函数
2.9.1 函数的声明和调用
2.9.2 内置函数
2.9.3 模块函数和import语句
2.9.4 输入和输出函数
2.9.5 运行时提示输入密码
2.10 模块和包
2.11 Python文档注释
……
第3章 程序流程控制
第4章 数值类型
第5章 系列:元组、列表和字符串
第6章 字典和集合类型
第7章 文件和流I/O
第8章 函数与函数编程
第9章 类和对象
第10章 模块和包
第11章 迭代器和生成器
第12章 数据结构和算法
第13章 日期和时间处理
第14章 正则表达式
第15章 多线程编程
第16章 图形用户界面应用程序
第17章 数据库访问
第18章 网络编程和通信
第19章 系统管理
前言/序言
Python程序设计入门与实践:面向未来的编程思维 本书旨在为计算机科学与技术专业的学生提供一套系统、深入的Python程序设计学习教材。在当今信息技术飞速发展的时代,Python以其简洁的语法、强大的功能和广泛的应用领域,成为最受欢迎的编程语言之一。掌握Python不仅是学习一门编程语言,更是培养一种面向对象、模块化、注重效率的编程思维方式,这对于未来从事软件开发、数据科学、人工智能、网络安全等多个领域至关重要。 本书的编写遵循循序渐进、理论与实践相结合的原则,力求让读者在理解核心概念的同时,能够熟练运用Python解决实际问题。我们不仅仅停留在语法层面的介绍,更注重引导读者思考“为什么”和“如何做”,帮助读者构建扎实的计算机科学基础,为后续更高级的学习和研究打下坚实的基础。 第一部分:Python基础与编程入门 本部分将带领读者从零开始,逐步熟悉Python的编程环境和基本语法。 第一章:Python概述与开发环境搭建 1.1 编程语言的世界: 简要介绍不同类型编程语言(机器语言、汇编语言、高级语言)的演进,以及Python在其中的定位和优势。 1.2 Python的魅力: 深入阐述Python的特点,如跨平台性、易读性、丰富的库支持、社区活跃度等,解释其为何成为首选的入门和专业编程语言。 1.3 安装Python: 详细指导读者在不同操作系统(Windows, macOS, Linux)上安装Python解释器,包括版本选择和环境变量的配置,确保学习环境的顺利搭建。 1.4 集成开发环境(IDE)与代码编辑器: 介绍并推荐适合Python开发的IDE(如PyCharm, VS Code)和代码编辑器,指导读者熟悉其基本操作,如代码编写、运行、调试等。 1.5 编写你的第一个Python程序: 通过经典的"Hello, World!"程序,让读者体验编写、运行和调试Python代码的整个流程,建立初步的编程信心。 第二章:Python基本数据类型与变量 2.1 变量的本质: 讲解变量的概念、命名规则、以及Python中变量的动态类型特性。 2.2 数字类型: 详细介绍整数(int)、浮点数(float)和复数(complex)的运算规则、常用函数和运算符。 2.3 字符串(string): 深入探讨字符串的创建、索引、切片、拼接、常用方法(如 `len()`, `find()`, `replace()`, `split()`, `join()` 等)以及字符串格式化(f-strings, `format()` 方法)。 2.4 布尔类型(boolean): 讲解布尔值的真(True)和假(False),以及在逻辑运算中的应用。 2.5 `None` 类型: 介绍`None`的含义及其在Python中的特殊作用。 2.6 数据类型转换: 学习如何进行不同数据类型之间的显式转换,以及隐式转换的注意事项。 第三章:Python运算符与表达式 3.1 算术运算符: `+`, `-`, ``, `/`, `//`, `%`, `` 等的详细用法与优先级。 3.2 比较运算符: `<`, `>`, `<=`, `>=`, `==`, `!=` 的应用场景。 3.3 逻辑运算符: `and`, `or`, `not` 在组合条件判断中的作用。 3.4 赋值运算符: `=`, `+=`, `-=`, `=`, `/=` 等的便捷用法。 3.5 位运算符: `&`, `|`, `^`, `~`, `<<`, `>>` 在底层操作中的应用。 3.6 成员运算符: `in`, `not in` 检查元素是否存在于序列中。 3.7 身份运算符: `is`, `is not` 判断两个对象是否为同一个实例。 3.8 运算符优先级与结合性: 理解不同运算符的执行顺序,以及如何使用括号改变运算顺序。 第四章:Python流程控制结构 4.1 条件语句:`if`, `elif`, `else` 单分支、双分支、多分支的条件判断。 嵌套条件语句的应用。 4.2 循环语句:`for` 循环 遍历序列(字符串、列表、元组)的用法。 `range()` 函数生成数字序列。 `break` 和 `continue` 语句控制循环流程。 4.3 循环语句:`while` 循环 基于条件的循环执行。 避免无限循环的技巧。 `break` 和 `continue` 在`while`循环中的应用。 4.4 `else` 子句在循环中的应用: 讲解循环正常结束时执行的`else`块。 4.5 `pass` 语句: 作为占位符的用法。 4.6 实践练习: 通过小游戏、数据处理等实例,巩固流程控制结构的运用。 第二部分:Python核心数据结构与模块化编程 本部分将深入介绍Python内置的核心数据结构,并引入模块化编程的概念,帮助读者构建更复杂、可维护的代码。 第五章:Python序列类型:列表(List)、元组(Tuple)与字符串(String) 5.1 列表(List): 列表的创建、访问、修改、添加和删除元素。 列表的切片操作与步长。 常用列表方法(`append()`, `insert()`, `extend()`, `remove()`, `pop()`, `sort()`, `reverse()` 等)。 列表推导式:一种简洁高效的列表生成方式。 5.2 元组(Tuple): 元组的创建与访问,及其不可变性。 元组的解包(unpacking)。 元组的优势与适用场景。 5.3 字符串(String)回顾与进阶: 字符串的不可变性。 字符串的格式化(f-string, `.format()` )。 字符串的高级操作与正则表达式初步介绍。 5.4 列表与元组的比较: 深入分析两者在可变性、性能、使用场景上的差异。 第六章:Python映射类型:字典(Dictionary)与集合(Set) 6.1 字典(Dictionary): 键值对(key-value pair)的概念。 字典的创建、访问、修改、添加和删除元素。 字典的常用方法(`keys()`, `values()`, `items()`, `get()`, `update()` 等)。 字典推导式。 字典在数据存储与查找中的应用。 6.2 集合(Set): 集合的无序性、唯一性。 集合的创建与基本操作(添加、删除)。 集合的常用运算:并集(`|` 或 `union()`)、交集(`&` 或 `intersection()`)、差集(`-` 或 `difference()`)、对称差集(`^` 或 `symmetric_difference()`)。 集合在去重、成员检测中的高效性。 6.3 字典与集合的选择: 根据具体需求选择合适的数据结构。 第七章:函数与模块化编程 7.1 函数的定义与调用: `def` 关键字的使用。 函数参数:位置参数、关键字参数、默认参数、可变参数(`args`, `kwargs`)。 返回值:`return` 语句,多返回值。 变量作用域:局部变量、全局变量、`global` 和 `nonlocal` 关键字。 7.2 函数的进阶: 匿名函数(Lambda函数)。 递归函数:定义、应用与注意事项。 函数作为参数传递(高阶函数)。 7.3 模块(Module)与包(Package): 模块的概念:组织代码、提高复用性。 导入模块:`import`, `from ... import ...`, `import ... as ...`。 常用内置模块介绍:`math`, `random`, `datetime`, `time` 等。 包的概念:多文件组织。 7.4 实践: 设计一个简单的计算器模块,或实现一个日志记录函数。 第三部分:面向对象编程与异常处理 本部分将引导读者理解面向对象编程(OOP)的核心思想,并学习如何处理程序运行过程中可能出现的错误。 第八章:面向对象编程(OOP)基础 8.1 类(Class)与对象(Object)的概念: 什么是类?如何定义一个类? 什么是对象?如何创建对象(实例化)? 属性(Attribute)与方法(Method)。 8.2 构造函数与`__init__`方法: 初始化对象的属性。 8.3 实例方法、类方法与静态方法: `self` 参数的意义。 `@classmethod` 和 `@staticmethod` 装饰器的用法。 8.4 封装、继承与多态: 封装: 将数据和行为捆绑在一起,隐藏内部实现细节。 继承: 子类继承父类的属性和方法,实现代码复用。`super()` 函数的使用。 多态: 不同对象对同一消息做出不同响应。 8.5 魔术方法(Dunder Methods): `__str__()`, `__repr__()`, `__len__()`, `__add__()` 等特殊方法的讲解。 8.6 实践: 设计一个简单的“用户”类,或模拟一个“银行账户”系统。 第九章:异常处理与文件操作 9.1 异常(Exception)的概念: 什么是异常?为什么需要异常处理? 9.2 异常的捕获与处理:`try`, `except`, `else`, `finally` `try` 块:可能发生异常的代码。 `except` 块:捕获特定类型的异常。 `else` 块:`try` 块没有发生异常时执行的代码。 `finally` 块:无论是否发生异常都执行的代码。 捕获多个异常。 `raise` 语句:主动抛出异常。 9.3 内置异常类型: `TypeError`, `ValueError`, `IndexError`, `KeyError`, `FileNotFoundError` 等。 9.4 自定义异常: 创建自己的异常类。 9.5 文件(File)操作: 文件的打开与关闭(`open()`, `close()`, `with` 语句)。 文件模式:读(`r`)、写(`w`)、追加(`a`)、二进制模式(`rb`, `wb`)等。 文件读写方法:`read()`, `readline()`, `readlines()`, `write()`, `writelines()`。 文件指针:`seek()`, `tell()`。 使用`with`语句确保文件被正确关闭。 9.6 实践: 编写一个程序,尝试读取一个不存在的文件,并捕获`FileNotFoundError`;实现一个日志文件写入功能。 第四部分:Python进阶应用与实践 本部分将介绍一些Python的进阶主题,并引导读者将所学知识应用于实际项目。 第十章:常用标准库与第三方库 10.1 `os` 模块: 操作系统接口,文件和目录操作,进程管理。 10.2 `sys` 模块: Python解释器接口,命令行参数,模块搜索路径。 10.3 `re` 模块: 正则表达式,强大的文本匹配和处理工具。 10.4 `json` 模块: JSON数据的编码与解码。 10.5 `csv` 模块: CSV文件的读写。 10.6 介绍第三方库的安装与使用: `pip` 包管理器。 NumPy: 数值计算基础库,多维数组操作。 Pandas: 数据分析利器,DataFrame数据结构。 Matplotlib/Seaborn: 数据可视化工具。 (根据课程需求,可酌情添加其他库,如Requests用于网络请求,BeautifulSoup用于网页爬虫等) 10.7 实践: 使用`os`模块批量处理文件;使用`re`模块提取文本中的特定信息;使用`pandas`和`matplotlib`对一组数据进行分析和可视化。 第十一章:算法基础与Python实现 11.1 算法复杂度分析: 时间复杂度和空间复杂度。 11.2 常见排序算法: 冒泡排序、选择排序、插入排序、快速排序、归并排序的Python实现与分析。 11.3 常见查找算法: 线性查找、二分查找的Python实现与分析。 11.4 数据结构基础: 栈、队列、链表的概念与Python实现。 11.5 递归与分治策略: 再次回顾递归,并介绍分治思想。 11.6 实践: 实现一个简单的搜索或排序程序,分析其性能。 第十二章:项目实践与开发规范 12.1 小型项目设计与实现: 示例项目一: 一个简单的命令行待办事项(To-Do List)应用。 示例项目二: 一个基础的学生信息管理系统(涉及文件读写和简单的数据结构)。 (根据课程的实际需求,设计更符合教学目标的综合性项目) 12.2 代码风格与规范: PEP 8风格指南。 命名规范、代码注释、文档字符串(docstring)。 12.3 版本控制系统(Git)入门: Git的基本概念、常用命令。 学习使用Git进行项目协作与版本管理。 12.4 学习资源与社区: 如何查找Python官方文档、教程、论坛。 参与开源项目的重要性。 本书力求全面覆盖Python程序设计的核心知识点,并在此基础上引导读者形成良好的编程习惯和解决问题的能力。我们相信,通过本书的学习,读者不仅能够掌握一门强大的编程工具,更能够为未来在计算机科学和技术领域的深入学习和职业发展奠定坚实的基础。