Python编程――从计算思维到编程实践

第1章 Python简介1 1．1 Python的由来1 1．2 Python的特点1 1．3 Python解释器2 1．4 Python程序的集成开发环境3 1．4．1 Anaconda安装3 1．4．2 Anaconda Navigator5 1．4．3 Spyder的使用6 1．4．4 Jupyter Notebook的使用7 1．5 在命令行中使用Conda9 1．5．1 将安装包的源设置为国内的镜像站9 1．5．2 更新Conda的版本10 1．5．3 和环境相关的操作方法10 1．5．4 用Conda管理包12 1．5．5 进一步了解Conda13 1．6 本章习题13 第2章 如何学习编程14 2．1 编程的困难来自哪里14 2．2 某种语言是否优于另一种语言16 2．3 计算思维在编程中起着重要的作用18 2．4 如何描述计算机上运行的算法20 2．5 本章习题22 第3章 Python程序的构成23 3．1 Python程序的构成要素23 3．2 Python的标识符和名称绑定27 3．2．1 标识符27 3．2．2 变量类型和字面量28 3．2．3 名称绑定30 3．3 Python程序的运算符和表达式31 3．3．1 赋值运算符和表达式31 3．3．2 算术运算符和表达式32 3．3．3 比较运算符和关系表达式33 3．3．4 逻辑运算符和表达式34 3．3．5 成员运算符和表达式36 3．3．6 位运算符和表达式37 3．3．7 对象标识运算符和表达式38 3．4 运算符优先级38 3．5 输出格式的控制39 3．6 一些有用的方法41 3．7 本章习题41 第4章 程序流程的控制43 4．1 程序流程的三种基本结构43 4．2 选择语句44 4．2．1 单分支44 4．2．2 双分支45 4．2．3 多分支45 4．2．4 选择语句嵌套46 4．2．5 复合结构的语句缩进47 4．3 循环语句48 4．3．1 如何编写循环程序48 4．3．2 循环的中断51 4．4 空语句52 4．5 本章习题52 第5章 函数54 5．1 函数的定义和调用54 5．2 函数的参数传递56 5．2．1 通过内存变化了解参数传递56 5．2．2 参数传递中的若干情形59 5．3 递归函数62 5．4 变量的作用范围65 5．5 匿名函数67 5．6 函数标注和变量标注68 5．7 文档字符串69 5．8 内置函数70 5．9 本章习题71 第6章 模块和包73 6．1 模块和包的作用73 6．2 导入和使用标准模块73 6．2．1 Python如何找到标准模块文件74 6．2．2 模块的加载75 6．3 名称空间和名称作用域76 6．4 自定义模块78 6．5 包79 6．6 本章习题81 第7章 数据类型和操作83 7．1 Python的数据类型83 7．2 容器类型对象的创建84 7．2．1 序列类型的创建84 7．2．2 无序类型的创建88 7．3 对序列类型对象的操作89 7．3．1 序列类型对象元素的引用89 7．3．2 序列类型对象的切片90 7．3．3 适用序列的常见运算符93 7．3．4 字符串的编码和解码93 7．3．5 字符串和数值的转换94 7．3．6 与序列类型对象相关的函数95 7．3．7 序列类型对象的循环遍历98 7．4 无序类型容器对象的操作99 7．4．1 与无序类型容器相关的函数99 7．4．2 无序类型对象的循环遍历102 7．5 浅拷贝和深拷贝102 7．6 可迭代和迭代器104 7．6．1 什么是可迭代和迭代器104 7．6．2 推导式106 7．6．3 生成器表达式107 7．6．4 生成器108 7．7 拆包操作符109 7．8 迭代对象使得代码更简洁110 7．9 本章习题110 第8章 函数式编程113 8．1 函数式编程的含义113 8．2 纯函数114 8．2．1 纯函数的反例114 8．2．2 纯函数的正例114 8．3 高阶函数115 8．4 闭包116 8．4．1 闭包的含义116 8．4．2 闭包的应用117 8．4．3 闭包探究118 8．5 尾递归118 8．6 Python内置的高阶函数120 8．7 本章习题122 第9章 文件和文件系统操作123 9．1 文件和文件系统123 9．1．1 不同操作系统的一些差异123 9．1．2 绝对路径和相对路径124 9．2 文件操作125 9．2．1 打开文件125 9．2．2 关闭文件127 9．2．3 文件操作的常用函数128 9．2．4 文本文件访问128 9．2．5 二进制文件访问133 9．3 目录操作139 9．4 本章习题141 第10章 异常处理142 10．1 程序错误142 10．2 异常捕获143 10．3 异常的层次关系146 10．4 抛出异常和异常的调用栈追溯147 10．4．1 抛出异常147 10．4．2 异常的调用栈追溯148 10．5 用户自定义异常类149 10．6 本章习题151 第11章 面向对象编程152 11．1 面向对象的相关概念152 11．2 类的定义示例155 11．3 实例生成和成员访问的代码示例157 11．4 类和对象在内存中的存在158 11．5 类实例的生成159 11．6 类实例的销毁162 11．7 专用方法163 11．8 属性和方法的可访问性165 11．9 类方法和静态方法167 11．10 其他常用装饰器描述符171 11．11 运算符重载172 11．12 继承173 11．12．1 继承实现扩展和多态173 11．12．2 多继承175 11．13 抽象类176 11．13．1 通过继承实现抽象类176 11．13．2 通过注册实现抽象类177 11．13．3 内置抽象基类179 11．14 如何实现装饰器179 11．14．1 实现用户自定义的装饰器179 11．14．2 实现日志输出的装饰器181 11．15 本章习题184 第12章 元编程186 12．1 什么是元类186 12．1．1 type是内置函数还是内置类186 12．1．2 元类和类的关系187 12．2 用元类创建类189 12．3 元编程示例193 12．4 本章习题195 第13章 面向对象设计的原则197 13．1 面向对象设计的原则简介197 13．2 设计原则的应用198 13．2．1 起步198 13．2．2 基于单一职责的**次改进199 13．2．3 如何做到扩充时不需要修改200 13．2．4 什么是Liskov替换202 13．2．5 为不同的用户提供刚好够用的接口203 13．3 Tkinter的简单介绍207 13．3．1 图形用户界面的基本元素207 13．3．2 简单的窗口程序207 13．3．3 用类重构代码210 13．4 面向对象的设计原则实例211 13．4．1 构建概念到实现的层次关系212 13．4．2 构建自定义的Canvas类214 13．4．3 用户界面217 13．5 本章习题217 第14章 正则表达式218 14．1 什么是正则表达式218 14．2 正则表达式的主要用途218 14．2．1 在字符串中查找子串219 14．2．2 在文本中查找所有字符串220 14．2．3 分隔字符串220 14．2．4 替换一部分字符串221 14．3 把正则表达式转成模式对象221 14．4 正则表达式的语法规则221 14．4．1 元字符221 14．4．2 转义字符222 14．5 正则表达式实例223 14．6 可选标记参数的设置226 14．7 分组扩展228 14．8 本章习题230 第15章 调试和测试231 15．1 调试和除错231 15．2 测试232 15．2．1 doctest单元测试模块的使用方法233 15．2．2 unittest单元测试模块的使用方法236 15．3 本章习题243 第16章 异步程序244 16．1 进程和线程244 16．2 异步程序和同步程序246 16．3 并行与并发246 16．4 多线程247 16．4．1 主线程247 16．4．2 创建和运行线程248 16．4．3 守护线程250 16．4．4 线程池254 16．4．5 使用锁同步258 16．4．6 可重入锁261 16．4．7 生产者和消费者262 16．4．8 其他同步对象267 16．5 多进程267 16．5．1 创建和运行多进程267 16．5．2 进程间数据共享269 16．5．3 进程间通信272 16．5．4 进程同步275 16．5．5 进程池276 16．6 异步I/O278 16．6．1 异步程序的调度方式278 16．6．2 协程279 16．6．3 可等待对象282 16．6．4 让事件循环调度多个协程282 16．6．5 多协程实现有限状态机284 16．6．6 多协程共享数据287 16．6．7 异步HTTP289 16．7 本章习题292