Python 3從入門到精通

安俊秀，2004年畢業於西安交通大學計算機科學與技術專業，獲工學碩士學位。中國計算機學會高級會員；中國電子學會高級會員；成都市科技攻關計劃評審專家；成都軍區項目評審專家；汕尾市科技顧問團首席顧問。

1993年進入山西大學商務學院任教，2006年底調入成都信息工程大學任教。最近三年，先後承擔了《Linux體系和編程》、《軟件項目管理》、《工程導論》、《計算機組成原理》等本科課程；承擔了《雲計算與大數據》、《並行計算》、《Hadoop處理技術》等研究生課程。在科研工作方面，一直從事雲計算與大數據、信息智能搜索與計算社會方面的研究工作。近三年發表論文20余篇，其中第一作者10余篇，核心期刊以上占5篇。獨立完成專著1部，編著教材1部和參與編著教材1部，主編教材1部。獲得國家發明專利2項（2014授權），實用新型專利授權12項。獲得軟件著作權13項。科研項目10項，其中作為項目負責人承擔國家自然基金面上項目1項（71673032）；作為項目負責人承擔四川省省級以上項目3項（SC14B016、15ZA0195、WLWH13-01）；作為第一主研參與國家社會科學項目2項（15BSH025、12XSH019）；作為第一主研參與教育部人文社會科學研究項目1項（12YJA190009）。2015年獲四川省社科高水平研究團隊稱號。

第 1章 Python簡介 1

1.1 Python概述 1

1.1.1 什麼是Python 1

1.1.2 Python的特點 2

1.2 Python的安裝 3

1.2.1 Python在Windows操作系統中的

安裝 3

1.2.2 Python在Linux操作系統中的

安裝 6

1.2.3 Python在macOS中的安裝 9

1.3 編寫第 一個Python程序 10

1.3.1 hello world 10

1.3.2 Python解釋器 12

1.3.3 註釋的使用 13

習題 13

第 2章 Python基礎 15

2.1 Python中的變量 15

2.1.1 數字 15

2.1.2 字符串 18

2.1.3 類型轉換 19

2.1.4 變量 20

2.1.5 常量 22

2.1.6 變量的命名規則 22

2.2 Python中的運算符 23

2.3 Python中的字符串和編碼 27

2.3.1 字符串的定義和使用 27

2.3.2 字符串編碼 31

2.3.3 格式化字符串 32

2.4 Python編輯器 32

習題 35

第3章 Python流程控制 37

3.1 縮進的使用 37

3.2 標準輸入/輸出 38

3.2.1 標準輸入 39

3.2.2 標準輸出 39

3.3 輸出字符串 40

3.4 if判斷語句 41

3.4.1 if語句 41

3.4.2 if-else語句 42

3.4.3 if-elif-else語句 43

3.4.4 if語句條件表達式 45

3.5 while循環 46

3.6 for循環 48

3.7 break和continue語句的使用 51

3.7.1 break語句 51

3.7.2 continue語句 52

習題 53

第4章 列表、元組、字典和集合 55

4.1 列表 55

4.1.1 創建和使用列表 55

4.1.2 列表進階 59

4.1.3 列表解析 63

4.2 元組 65

4.2.1 創建和使用元組 65

4.2.2 元組進階 69

4.3 字典 70

4.3.1 創建和使用字典 70

4.3.2 字典進階 72

4.4 集合 76

4.4.1 創建和使用集合 76

4.4.2 集合進階 78

習題 79

第5章 函數與模塊 81

5.1 定義和調用函數 81

5.2 內置函數 83

5.2.1 數學計算函數 83

5.2.2 類型轉換函數 83

5.2.3 數據處理函數 84

5.3 函數參數 84

5.3.1 普通參數 84

5.3.2 缺省參數 86

5.3.3 關鍵字參數 87

5.3.4 不定長參數 88

5.3.5 函數返回值 88

5.4 高階函數 91

5.4.1 filter()函數 91

5.4.2 map()函數 92

5.4.3 reduce()函數 92

5.4.4 lambda表達式 93

5.5 作用域 94

5.5.1 局部變量 94

5.5.2 全局變量 95

5.6 模塊 96

5.6.1 內置模塊 96

5.6.2 自定義模塊 97

5.6.3 安裝第三方模塊 99

習題 99

第6章 文件I/O 101

6.1 文件路徑 101

6.1.1 絕對路徑 101

6.1.2 相對路徑 102

6.2 文件打開和關閉 103

6.2.1 open()函數 103

6.2.2 with open 104

6.3 讀文件 105

6.3.1 read()函數 105

6.3.2 readline()函數 106

6.3.3 readlines()函數 107

6.3.4 大文件讀取 107

6.3.5 文件指針 108

6.4 寫文件 109

6.4.1 覆蓋寫 109

6.4.2 追加寫 110

習題 110

第7章 面向對象編程 112

7.1 什麼是類與對象 112

7.2 使用類與對象 113

7.2.1 類方法 113

7.2.2 類變量 114

7.2.3 類的實例——對象 114

7.2.4 實例變量 114

7.2.5 再談self參數 117

7.3 私有變量 117

7.4 繼承 120

7.4.1 屬性繼承 120

7.4.2 方法重寫 121

7.4.3 多態 123

習題 125

第8章 錯誤和異常 127

8.1 區分錯誤和異常 127

8.2 處理異常 129

8.2.1 try-except語句 130

8.2.2 未發生異常——else子句 131

8.2.3 巧用finally清理子句 131

8.2.4 處理多種異常 132

8.3 拋出異常 136

8.4 自定義異常 138

習題 140

第9章 os、sys模塊及應用 141

9.1 os模塊 141

9.1.1 文件操作 141

9.1.2 目錄操作 154

9.1.3 跨平臺問題 158

9.2 sys模塊 160

9.3 實例 165

9.3.1 文件/目錄信息查看 165

9.3.2 文件/目錄管理器 167

習題 171

第 10章 正則表達式 172

10.1 正則表達式簡介 172

10.2 定義和使用正則表達式 174

10.2.1 定義正則表達式 174

10.2.2 匹配字符串 176

10.2.3 替換字符串 183

10.3 實例 186

10.3.1 校驗電話號碼 186

10.3.2 校驗郵箱 187

10.3.3 校驗IP地址 187

10.3.4 提取超鏈接 188

10.3.5 提取中文字符 189

習題 189

第 11章 多線程及多進程編程 190

11.1 多線程簡介 190

11.2 Python多線程編程 191

11.2.1 _thread模塊 191

11.2.2 threading模塊 194

11.3 線程同步 197

11.4 queue模塊 201

11.4.1 FIFO隊列Queue 202

11.4.2 LIFO隊列LifoQueue 203

11.4.3 優先級隊列PriorityQueue 204

11.5 Python多進程編程 205

11.5.1 os.fork()函數 205

11.5.2 multiprocessing模塊 206

11.5.3 進程池 208

11.5.4 進程通信 209

11.6 實例 212

11.6.1 模擬售票程序 213

11.6.2 生產者-消費者模式模擬程序 214

11.6.3 多線程和多進程綜合應用程序 216

習題 217

第 12章 網絡編程 218

12.1 網絡編程簡介 218

12.1.1 網絡協議 218

12.1.2 C/S架構和B/S架構簡介 219

12.2 Socket編程 220

12.2.1 TCP簡介 221

12.2.2 UDP簡介 223

12.3 requests模塊 224

12.3.1 發送請求 225

12.3.2 上傳文件 227

12.3.3 常用反爬機制及解決辦法 228

12.4 實例 229

12.4.1 使用TCP實現偽機器人聊天

程序 229

12.4.2 使用requests模塊爬取小說 231

習題 233

第 13章 數據庫編程 235

13.1 數據庫簡介 235

13.1.1 關系型數據庫 235

13.1.2 非關系型數據庫 239

13.2 MySQL常用操作 240

13.2.1 連接數據庫 240

13.2.2 創建和管理數據庫 241

13.2.3 創建和管理表 242

13.3 SQLite 3常用操作 249

13.3.1 連接數據庫 250

13.3.2 創建和管理表 250

13.4 MongoDB常用操作 256

13.4.1 連接數據庫 256

13.4.2 集合與文檔 256

13.5 實例 263

13.5.1 使用MySQL實現模擬銀行

ATM機 263

13.5.2 使用SQLite 3實現學生信息管理

系統 268

13.5.3 使用MongoDB+Socket+圖靈機器人

API實現人機聊天系統 273

習題 276

第 14章 NumPy模塊 278

14.1 NumPy簡介及安裝 278

14.2 NumPy中的數組對象 279

14.2.1 數組對象的創建 279

14.2.2 數組對象的常用屬性 284

14.2.3 數組元素的訪問與修改 285

14.2.4 數組的基礎運算 289

14.2.5 數組的基本操作 291

14.3 數學運算 295

14.3.1 常用數學函數 295

14.3.2 統計運算 295

14.3.3 基本線性代數運算 298

14.4 實例 299

14.4.1 圖像的常用操作 300

14.4.2 圖像二值化 301

習題 304

第 15章 pandas模塊 305

15.1 pandas簡介及安裝 305

15.2 Series和DataFrame 306

15.2.1 創建Series對象 306

15.2.2 訪問與修改Series中的元素 307

15.2.3 創建DataFrame對象 308

15.2.4 DataFrame中的增、刪、

選、改 310

15.3 數據處理 316

15.3.1 缺失值處理 316

15.3.2 索引的重置 317

15.3.3 多層索引 318

15.3.4 排序 320

15.3.5 文件讀/寫 321

15.3.6 數據透視 322

習題 323

參考文獻 324