Python程序設計基礎

馬亞麗，女，副教授，蘭州財經大學信息工程與人工智能學院計算機系系主任，常年從事編程類課程和大學計算機基礎等課程的教學工作和科研工作；多次參與教材的編寫工作。

目  錄

 

第1章　Python 基礎　　　001

1.1　Python語言概述　　　002

1.1.1　Python的發展　　　002

1.1.2　Python的特點　　　002

1.1.3　Python的應用領域　　　003

1.2　Python集成開發環境　　　004

1.2.1　Python自帶的集成開發環境　　　004

1.2.2　PyCharm集成開發環境　　　007

1.2.3　Anaconda集成開發環境　　　010

1.3　Python語言編碼總規範　　　014

1.4　習題與實驗　　　015

第2章　編程基礎　　　017

2.1　基本語法　　　018

2.1.1　代碼風格基礎　　　018

2.1.2　註釋　　　019

2.1.3　標識符　　　020

2.1.4　關鍵字　　　021

2.1.5　輸入與輸出　　　022

2.2　常量與變量　　　024

2.2.1　常量　　　024

2.2.2　變量　　　025

2.3　基本數據類型　　　027

2.3.1　數字類型　　　027

2.3.2　字符串類型　　　029

2.3.3　布爾類型　　　038

2.4　運算符與表達式　　　039

2.4.1　算術運算符　　　039

2.4.2　賦值運算符　　　042

2.4.3　比較運算符　　　043

2.4.4　邏輯運算符　　　045

2.4.5　位運算符　　　046

2.4.6　成員運算符　　　047

2.4.7　一致性運算符　　　048

2.4.8　運算符的優先級　　　048

2.5　常用的內置函數　　　049

2.5.1　類型檢查與轉換函數　　　049

2.5.2　eval(.)函數　　　052

2.5.3　range(.)函數　　　054

2.5.4　zip(.)函數　　　056

2.6　模塊與包　　　059

2.6.1　模塊　　　059

2.6.2　包　　　060

2.7　標準模塊sys和os的使用　　　061

2.7.1　sys模塊　　　061

2.7.2　os模塊　　　064

2.8　習題與實驗　　　067

第3章　程序控制結構　　　070

3.1　順序結構　　　071

3.2　分支結構　　　071

3.2.1　單分支結構　　　072

3.2.2　雙分支結構　　　073

3.2.3　多分支結構　　　074

3.2.4　分支嵌套　　　077

3.2.5　match-case多分支語句　　　078

3.3　循環結構　　　080

3.3.1　循環算法　　　080

3.3.2　while循環結構　　　081

3.3.3　for循環結構　　　086

3.3.4　break與continue語句　　　087

3.3.5　pass語句　　　090

3.3.6　循環嵌套　　　090

3.4　標準模塊math的使用　　　095

3.4.1　math模塊數學常數　　　095

3.4.2　math模塊常用函數　　　096

3.5　習題與實驗　　　097

第4章　組合數據類型　　　100

4.1　列表　　　101

4.1.1　列表的創建　　　101

4.1.2　列表的基本操作　　　104

4.1.3　列表的常用方法　　　105

4.1.4　列表的常用函數　　　108

4.1.5　列表推導　　　109

4.2　元組　　　110

4.2.1　元組的創建　　　110

4.2.2　元組的基本操作　　　112

4.2.3　元組與列表的轉換　　　112

4.3　字典　　　112

4.3.1　字典的創建　　　112

4.3.2　字典的基本操作　　　113

4.3.3　字典的常用方法　　　114

4.3.4　字典的常用函數　　　115

4.3.5　字典推導　　　116

4.3.6　字典與列表的轉換　　　117

4.4　集合　　　118

4.4.1　集合的創建　　　118

4.4.2　集合的基本操作　　　119

4.4.3　集合的常用方法　　　119

4.4.4　集合的常用函數　　　120

4.5　多重賦值　　　121

4.5.1　利用賦值號　　　121

4.5.2　利用組合數據類型　　　121

4.6　標準模塊random的使用　　　122

4.7　習題與實驗　　　125

第5章　函數　　　128

5.1　函數的定義與調用　　　129

5.1.1　函數的定義　　　129

5.1.2　函數的調用　　　130

5.2　函數的參數　　　131

5.2.1　參數的概念和作用　　　131

5.2.2　位置參數　　　133

5.2.3　關鍵字參數　　　134

5.2.4　默認值參數　　　135

5.2.5　不定長參數　　　136

5.3　函數的返回值　　　138

5.3.1　基本用法　　　138

5.3.2　多值返回　　　138

5.3.3　無返回值　　　139

5.4　變量的作用域　　　139

5.4.1　局部變量　　　140

5.4.2　全局變量　　　141

5.5　匿名函數lambda　　　142

5.5.1　lambda函數的語法　　　142

5.5.2　lambda函數的主要特點　　　143

5.5.3　lambda函數的常用場景　　　143

5.5.4　關於lambda的使用建議　　　144

5.6　函數的嵌套與遞歸　　　145

5.6.1　函數的嵌套　　　145

5.6.2　函數的遞歸　　　146

5.7　將函數組織成模塊　　　150

5.7.1　模塊與函數組織　　　150

5.7.2　創建與使用自定義模塊　　　150

5.7.3　模塊的維護與管理　　　151

5.8　標準模塊datetime的使用　　　152

5.8.1　模塊概述　　　153

5.8.2　日期與時間對象的創建與操作　　　153

5.8.3　時間格式化與解析　　　155

5.9　習題與實驗　　　156

第6章　文件　　　159

6.1　文件概述　　　160

6.1.1　文件的概念　　　160

6.1.2　文件的路徑　　　160

6.1.3　文件的類型　　　161

6.2　文件操作　　　161

6.2.1　打開文件　　　161

6.2.2　關閉文件　　　162

6.2.3　讀寫文件　　　163

6.2.4　定位文件指針　　　165

6.2.5　文件基本操作　　　166

6.3　標準模塊turtle的使用　　　168

6.3.1　畫布　　　169

6.3.2　畫筆　　　169

6.3.3　turtle模塊使用實例　　　174

6.4　習題與實驗　　　176

第7章　異常處理　　　179

7.1　異常概述　　　180

7.1.1　異常的概念　　　180

7.1.2　異常的類型　　　180

7.2　異常捕捉與處理　　　180

7.2.1　try-except語句　　　181

7.2.2　as子句　　　184

7.2.3　else子句　　　184

7.2.4　finally子句　　　185

7.3　觸發異常　　　186

7.3.1　raise語句　　　186

7.3.2　assert語句　　　187

7.4　習題與實驗　　　188

第8章　常見第三方庫　　　191

8.1　第三方庫安裝命令　　　192

8.1.1　第三方庫概述　　　192

8.1.2　Python包管理工具　　　192

8.1.3　pip的基本使用方法　　　194

8.1.4　常見問題及解決方法　　　196

8.2　中文分詞庫jieba　　　197

8.2.1　中文分詞的概念與意義　　　197

8.2.2　jieba庫簡介　　　198

8.2.3　jieba庫的安裝　　　199

8.2.4　jieba庫的基本用法　　　200

8.2.5　jieba庫的高級功能　　　204

8.3　詞雲生成庫wordcloud　　　208

8.3.1　詞雲的概念與應用　　　208

8.3.2　wordcloud庫簡介　　　209

8.3.3　wordcloud庫的安裝　　　209

8.3.4　wordcloud庫的用法　　　210

8.4　打包工具PyInstaller　　　215

8.4.1　程序打包的概念　　　215

8.4.2　PyInstaller簡介　　　215

8.4.3　PyInstaller的安裝　　　215

8.4.4　PyInstaller的基本用法　　　216

8.5　習題與實驗　　　218

第9章　數據分析入門　　　221

9.1　數據分析概述　　　222

9.1.1　數據分析的意義、基本概念和應用　　　222

9.1.2　數據分析的基本流程　　　223

9.2　高性能科學計算庫NumPy　　　225

9.2.1　NumPy的核心特性　　　225

9.2.2　NumPy的安裝與環境配置　　　225

9.2.3　NumPy核心數據結構ndarray　　　226

9.2.4　數組的常用操作　　　227

9.2.5　數組運算與廣播機制　　　235

9.3　Pandas庫的使用　　　236

9.3.1　Pandas的核心特性　　　237

9.3.2　Pandas的安裝與環境配置　　　237

9.3.3　Pandas核心數據結構Series與DataFrame　　　238

9.3.4　Series與DataFrame的創建、索引和排序　　　240

9.3.5　統計計算與統計描述　　　250

9.4　數據可視化與繪圖庫Matplotlib　　　252

9.4.1　Matplotlib的核心功能　　　252

9.4.2　Matplotlib的安裝與環境配置　　　252

9.4.3　Matplotlib的基本使用方法　　　253

9.4.4　Matplotlib繪制圖表　　　256

9.5　數據分析案例　　　261

9.5.1　零售企業銷售數據分析案例　　　262

9.5.2　物流公司運輸路線優化案例　　　265

9.5.3　教育領域學生學習數據分析案例　　　267

9.6　習題與實驗　　　268

第10章　Python 實例　　　271

實例1　pm2.5空氣質量提醒　　　272

實例2　身體質量指數BMI　　　272

實例3　科赫雪花繪制　　　272

實例4　雙色球與random　　　272

實例5　石頭剪刀布　　　273

實例6　累加求和　　　273

實例7　計算圓周率　　　273

實例8　遊戲——猜100以內的數字　　　274

實例9　冒泡排序法　　　274

實例10　母親節的禮物：畫心、畫太陽花、畫玫瑰　　　274

實例11　天天向上　　　274

實例12　骰子六面隨機性的統計程序及優化　　　275

實例13　分組求和——Python與Pandas運算速度比較　　　275

實例14　繪制商品季度報表與柱盒圖　　　275

實例15　五虎上將的成績統計　　　276

實例16　機器學習——鳶尾花實例　　　276

參考文獻　　　277