Python基础与应用开发(高等学校计算机专业规划教材)

第1章Python语言概述/1

1.1Python语言发展简介1

1.1.1Python语言历史1

1.1.2Python语言特点1

1.1.3Python应用领域2

1.2集成开发环境3

1.2.1Python默认开发环境3

1.2.2PyCharm开发环境4

1.2.3Anaconda开发环境4

1.2.4VS Code5

1.3代码编写与执行方法5

1.3.1Python语言的书写规则5

1.3.2命令行交换执行方式6

1.3.3程序文件执行方式7

1.4Python案例讲解8

1.4.1简单输入/输出程序8

1.4.2turtle绘制蟒蛇程序9

实验一Python环境与基本操作实验10

习题一10

第2章基本数据类型与运算/12

2.1数据类型概述12

2.2常量与变量12

2.2.1标识符的命名规则13

2.2.2变量13

2.2.3关键字14

2.3数值型数据操作15

2.3.1数值型数据15

2.3.2数值运算符15

2.3.3数值运算函数17

2.3.4数值类型转换函数18

2.4字符串型数据操作18

2.4.1字符串型数据18

2.4.2字符串基本操作19

2.4.3字符串内置函数20

2.4.4字符串内置方法21

2.4.5字符串格式化方法25

2.5标准输入/输出函数27

2.5.1输入函数input()27

2.5.2输出函数print()28

2.6扩展: math库的使用30

2.6.1math库的引用30

2.6.2math库的常用函数31

实验二数据操作实验32

习题二33

Python基础与应用开发目录第3章组合数据类型/35

3.1组合数据类型概述35

3.2列表36

3.2.1列表的定义与赋值36

3.2.2列表的基本操作38

3.2.3列表的内置方法39

3.2.4列表的内置函数42

3.2.5range()函数的使用44

3.3元组45

3.3.1元组的定义与赋值45

3.3.2元组的基本操作45

3.4字典46

3.4.1字典的定义与赋值46

3.4.2字典的基本操作47

3.5集合49

3.5.1集合的定义与赋值49

3.5.2集合的基本操作50

3.6列表与其他数据类型的转换51

3.6.1列表与字符串间的转换51

3.6.2列表与字典间的转换52

3.7扩展: random库52

实验三组合数据类型的操作54

习题三54

第4章选择程序/57

4.1程序设计结构概述57

4.1.1算法的概念57

4.1.2算法的表示58

4.2关系运算符与逻辑运算符63

4.2.1关系运算符63

4.2.2逻辑运算符64

4.2.3优先级65

4.3成员运算符与一致性运算符65

4.3.1成员运算符65

4.3.2一致性运算符66

4.4顺序结构67

4.5选择结构68

4.5.1单分支结构: if语句68

4.5.2双分支结构: ifelse语句69

4.5.3条件表达式70

4.5.4多分支结构: ifelifelse语句71

4.5.5if语句的嵌套结构72

4.6扩展: time库和datetime库的使用74

4.6.1calendar库使用74

4.6.2time库和datetime库使用74

4.7综合案例77

实验四选择结构使用81

习题四82

第5章循环结构/85

5.1循环结构概述85

5.2while循环结构85

5.2.1while的基本结构85

5.2.2while的使用示例86

5.3forin循环结构87

5.3.1forin的基本结构88

5.3.2forin的使用示例89

5.4嵌套循环92

5.5break与continue语句93

5.5.1break语句93

5.5.2continue语句95

5.5.3循环结构中的else子句96

5.6特殊循环——列表解析98

5.7异常捕捉99

5.7.1Python中的异常99

5.7.2捕捉异常101

5.7.3else子句103

5.7.4finally子句104

5.8扩展: turtle库的使用105

5.8.1海龟绘图概述105

5.8.2turtle库常用方法106

5.8.3turtle库绘图示例107

实验五循环结构使用109

习题五111

第6章函数/117

6.1函数的概念117

6.2常用Python标准库117

6.3函数的定义、调用与返回值118

6.3.1函数的定义118

6.3.2函数的返回值119

6.3.3函数的调用119

6.4函数的参数传递124

6.4.1参数是否可变124

6.4.2不同类型的参数126

6.5变量的作用域范围129

6.5.1局部变量与全局变量的概念129

6.5.2使用关键字global语句声明全局变量131

6.6函数的嵌套和递归132

6.6.1函数的嵌套调用132

6.6.2函数的递归调用132

6.7Python内置函数134

6.8lamda函数定义与使用134

6.8.1lamda函数定义134

6.8.2在lambda中调用其他函数135

6.9扩展: jieba库的使用135

6.9.1jieba库概述136

6.9.2jieba库解析136

6.9.3文本词频统计138

6.10综合案例138

实验六函数的使用140

习题六144

第7章文件/147

7.1文件概念147

7.1.1文本文件和二进制文件147

7.1.2文本文件的编码147

7.1.3文件指针的概念148

7.2文件的打开与关闭148

7.2.1打开文件148

7.2.2关闭文件149

7.3文件的读写150

7.3.1读取文件数据150

7.3.2往文件写入数据152

7.3.3文件的定位读写153

7.3.4读写二进制文件154

7.4CSV文件操作154

7.4.1CSV文件的概念和特点154

7.4.2数据的维度155

7.4.3向CVS文件中读写一维和二维数据156

7.5扩展: openpyxl库的文件使用158

实验七文件161

第8章词云与PyInstaller库应用/162

8.1WordCloud应用162

8.1.1WordCloud的安装162

8.1.2WordCloud的使用163

8.2PyInstaller应用166

8.2.1PyInstaller的安装166

8.2.2使用PyInstaller打包167

8.2.3PyInstaller的参数167

8.3综合案例: 基于共现提取人物关系的Python实现168

实验八《三国演义》词频统计与词云展示172

第9章数据分析入门/173

9.1数据分析概述173

9.1.1数据分析的基本概念173

9.1.2数据分析的基本流程173

9.1.3数据分析第三方库的安装174

9.2Matplotlib数据可视化175

9.2.1绘制基本图形175

9.2.2添加坐标轴和图标识176

9.2.3绘制多窗口177

9.2.4配置常用图形参数178

9.2.5添加箭头注释180

9.3NumPy多维数组182

9.3.1数组生成及属性182

9.3.2数组切片184

9.3.3运算符操作数组185

9.3.4数组修改操作186

9.3.5常用数学函数与统计函数187

9.3.6线性代数188

9.3.7综合案例189

9.4Pandas数据处理191

9.4.1Pandas数据结构191

9.4.2读取csv/xlsx文件生成数据帧194

9.4.3数据切片读取196

9.4.4行列数据的增删改操作199

9.4.5修改行列索引202

9.4.6数据筛选204

9.4.7统计分析206

9.4.8综合案例207

实验九设计学生成绩分析系统209

第10章PyQt5 GUI编程开发/211

10.1GUI开发第三方库介绍211

10.1.1GUI开发基本概念211

10.1.2常用第三方GUI库211

10.1.3PyQt5特点212

10.2PyQt5开发环境安装213

10.2.1安装库文件213

10.2.2配置外部工具命令214

10.3创建主窗体216

10.3.1绘制主窗体216

10.3.2转换窗体代码218

10.3.3编写窗体运行程序218

10.3.4修改窗体219

10.4常用控件使用220

10.4.1标签220

10.4.2文本框222

10.4.3信号/槽和按钮223

10.4.4下拉列表框226

10.4.5弹出消息框228

10.4.6表格控件229

10.5设计多窗体233

10.5.1嵌入式多窗体233

10.5.2弹出式多窗体236

10.5.3主窗体与子窗体交互数据237

10.6Matplotlib图形在PyQt5中的使用240

10.6.1总体设计思路240

10.6.2静态Matplotlib图形展示240

10.6.3动态Matplotlib图形展示243

10.7PyQt5程序打包发布244

10.7.1打包第三方工具的安装244

10.7.2打包命令244

10.8综合案例244

实验十设计学生成绩分析系统249

第11章其他经典应用领域介绍/250

11.1Python热门应用领域概述250

11.2数据库操作应用251

11.2.1数据库基础知识251

11.2.2使用内置的SQLite3数据库251

11.2.3操作MySQL和SQL Server数据库253

11.3网络爬虫应用254

11.3.1网络爬虫第三方库安装254

11.3.2requests库的使用254

11.3.3HTML格式说明256

11.3.4beautifulsoup4库的使用257

11.3.5爬取豆瓣电影网Top 250257

11.4Web网站开发应用259

11.4.1Flask开发环境配置259

11.4.2路由261

11.4.3利用上下文获得数据263

11.4.4超链接地址跳转264

11.4.5静态网页模板渲染265

11.5游戏开发应用267

11.5.1Pygame库介绍与安装267

11.5.2Pygame游戏框架268

11.5.3添加一个运动图像269

11.5.4键盘控制270

11.5.5发射子弹271

11.5.6利用精灵产生敌方坦克272

11.5.7精灵碰撞——多子弹与坦克碰撞274

11.6人工智能应用278

11.7嵌入式硬件开发应用279

附录APython集成开发环境安装/283

A.1官网下载和安装编程环境283

A.2第三方PyCharm环境安装与基本操作285

附录B常用Python库及集成环境/297

附录CPython函数/304

附录D国家计算机二级等级考试(Python)介绍/307

参考文献/309