Python程序設計基礎與應用

目 錄

第1章 Python入門  1

1.1　Python語言簡介 1

1.1.1　Python語言誕生背景與設計理念 1

1.1.2　Python語言的版本演進 2

1.1.3　Python語言特點 3

1.1.4　Python語言的應用領域 5

1.2　Python環境搭建 7

1.2.1　Python下載和安裝 7

1.2.2　Python自帶開發環境IDLE 12

1.2.3　Python常用開發環境PyCharm 14

1.3　Python程序設計示例 17

1.3.1　交互方式示例 17

1.3.2　程序文件方式示例 18

1.3.3　使用AI工具輔助編程入門 20

1.4　習題 22

第2章 Python語法基礎  24

2.1　Python基本語法規範 24

2.1.1　註釋 25

2.1.2　代碼塊與縮進 25

2.1.3　空格與空行 26

2.1.4　續行與圓括號 26

2.1.5　標識符與關鍵字 26

2.1.6　定界符與分隔符 27

2.2　內置數據類型概述 27

2.2.1　數字類型 28

2.2.2　字符串類型 29

2.2.3　布爾類型與None 30

2.2.4　列表 31

2.2.5　元組 31

2.2.6　集合 31

2.2.7　字典 32

2.2.8　函數與模塊 32

2.2.9　模塊引入與使用 33

2.3　運算符與表達式 34

2.3.1　算術運算符 34

2.3.2　比較運算符 35

2.3.3　邏輯運算符 36

2.3.4　賦值運算符 36

2.3.5　成員測試運算符 37

2.3.6　身份運算符 38

2.3.7　運算符的優先級 38

2.4　常用內置函數 38

2.4.1　輸入輸出函數 38

2.4.2　類型轉換函數 40

2.4.3　其他常用內置函數 41

2.5　習題 42

第3章 Python控制結構  44

3.1　條件表達式 45

3.2　順序結構 46

3.3　選擇結構 46

3.3.1　單分支選擇結構 46

3.3.2　雙分支選擇結構 47

3.3.3　多分支選擇結構 48

3.3.4　嵌套的選擇結構 49

3.4　循環結構 50

3.4.1　for循環 50

3.4.2　While循環 52

3.4.3　嵌套循環 53

3.4.4　break與continue 54

3.4.5　循環中的else 56

3.5　異常處理結構 57

3.6　流程控制實例 60

3.6.1　案例背景 60

3.6.2　多重條件判斷與循環控制 60

3.6.3　流程控制實現 60

3.7　習題 63

第4章 Python的組合數據類型  66

4.1　序列 66

4.1.1　序列索引 67

4.1.2　序列切片 67

4.2　列表 68

4.2.1　列表的基本操作 68

4.2.2　遍歷列表 72

4.3　元組 74

4.3.1　元組與列表的區別 74

4.3.2　元組的基本操作 75

4.4　字符串 79

4.4.1　字符串創建 79

4.4.2　字符串拼接 79

4.4.3　字符串索引和切片 80

4.4.4　字符串的轉換 81

4.4.5　查找子字符串 81

4.4.6　字符串替換 82

4.4.7　字符串拆分 82

4.4.8　字符串的判斷函數 83

4.4.9　字符串格式化 84

4.5　字典 84

4.5.1　字典的基本操作 84

4.5.2　字典的常用方法 85

4.5.3　遍歷字典 86

4.6　集合 87

4.6.1　集合的常用操作 88

4.6.2　遍歷集合 89

4.6.3　集合運算 90

4.7　習題 93

第5章 Python函數定義與使用  94

5.1　函數定義與調用 95

5.1.1　函數的基本概念 95

5.1.2　定義函數 95

5.1.3　調用函數 96

5.2　函數參數與返回值 97

5.2.1　參數類型 97

5.2.2　參數傳遞 98

5.2.3　函數返回值 101

5.2.4　遞歸函數 104

5.3　變量作用域 104

5.3.1　局部作用域 105

5.3.2　嵌套作用域 106

5.3.3　全局作用域 107

5.3.4　內置作用域 107

5.4　高階函數 108

5.4.1　lambda表達式 108

5.4.2　常用高階函數 109

5.4.3　閉包 111

5.5　函數應用實例 113

5.6　習題 116

第6章 模塊與Python庫  118

6.1　模塊 119

6.2　Python標準庫 120

6.2.1　math——數學運算工具箱 120

6.2.2　datetime——時間處理專家 122

6.2.3　re——正則表達式 124

6.2.4　random——隨機數生成 125

6.2.5　Tkinter——圖形界面 125

6.3　Python第三方庫 126

6.3.1　安裝第三方庫 126

6.3.2　常用第三方庫簡介 127

6.4　打包文件 130

6.5　標準庫應用實例 132

6.6　習題 136

第7章 Python文件處理  138

7.1　文件的相關概念 139

7.1.1　文件的分類 139

7.1.2　文件的路徑 140

7.2　文件操作 140

7.2.1　打開文件 140

7.2.2　關閉文件 141

7.2.3　讀取文件數據 142

7.2.4　向文件中寫數據 143

7.2.5　文件定位讀/寫 144

7.2.6　文件的復制 145

7.2.7　文件的刪除 146

7.2.8　文件的重命名 148

7.3　CSV文件操作 149

7.3.1　CSV文件的讀取操作 149

7.3.2　CSV文件的寫入操作 150

7.4　目錄操作 151

7.4.1　目錄的復制 151

7.4.2　目錄的刪除 152

7.4.3　目錄的重命名 153

7.5　文件應用實例 154

7.5.1　讀取日誌文件 154

7.5.2　數據備份腳本 155

7.5.3　配置文件讀寫 156

7.6　習題 158

第8章 網絡爬蟲  160

8.1　概述 161

8.1.1　什麼是網絡爬蟲 161

8.1.2　網絡爬蟲的工作流程 162

8.1.3　Python網絡爬蟲函數庫與框架 164

8.2　抓取網頁內容 168

8.2.1　使用requests庫抓取靜態網頁內容 168

8.2.2　使用Selenium庫抓取動態網頁內容 170

8.3　使用BeautifulSoup庫解析提取網頁數據 171

8.4　數據存儲 173

8.4.1　文本文件存儲 173

8.4.2　CSV文件存儲 173

8.4.3　JSON文件存儲 173

8.4.4　數據庫存儲 174

8.5　綜合實例——爬取招聘信息 174

8.6　習題 178

第9章 數據分析與可視化  180

9.1　數據分析與可視化概述 180

9.1.1　數據分析的流程 181

9.1.2　Python數據分析常用類庫 182

9.2　NumPy模塊的使用 184

9.2.1　NumPy數組的創建 184

9.2.2　NumPy數組常用屬性 185

9.2.3　NumPy數組常用操作函數 186

9.2.4　NumPy數組常用運算函數 188

9.2.5　NumPy數組的切片 191

9.3　Matplotlib模塊的使用 192

9.3.1　Matplotlib.pyplot模塊 193

9.3.2　繪制折線圖 195

9.3.3　繪制條形圖 197

9.3.4　繪制餅狀圖 199

9.3.5　繪制雷達圖 201

9.4　習題 204