Python之光:Python编程入门与实战

目　　录?Contents 前　言 第1章　开始Python编程　1 1.1　认识Python　1 1.1.1　什么是编程　1 1.1.2　Python的诞生　2 1.1.3　Python的特点　3 1.1.4　为什么选择Python　4 1.1.5　如何学习Python　5 1.1.6　小结　5 1.2　Python快速入门　6 1.2.1　print()　6 1.2.2　基本数据类型　7 1.2.3　构造基本数据　8 1.2.4　赋值　10 1.2.5　注释　11 1.2.6　流程控制　11 1.2.7　函数　13 1.2.8　类　14 1.2.9　模块和包　15 1.2.10　小结　15 1.3　开发环境搭建　16 1.3.1　开发环境选择　16 1.3.2　Python安装管理　16 1.3.3　Miniconda安装　17 1.3.4　安装与管理Python环境　18 1.3.5　安装第三方库　19 1.3.6　JupyterLab　20 1.3.7　VS Code　22 1.3.8　PyCharm　23 1.3.9　小结　24 1.4　了解Python　24 1.4.1　代码行　25 1.4.2　缩进　26 1.4.3　标识符　27 1.4.4　标识符命名　27 1.4.5　名称的使用　30 1.4.6　常量和字面量　32 1.4.7　表达式　33 1.4.8　语句　35 1.4.9　命令行执行　37 1.4.10　执行模型　38 1.4.11　小结　40 1.5　本章小结　41 第2章　数据类型系统　42 2.1　一切皆对象　42 2.1.1　理解对象　42 2.1.2　理解类　43 2.1.3　类型检测　44 2.1.4　属性和方法　45 2.1.5　属性和方法查看　46 2.1.6　属性和方法的文档　47 2.1.7　小结　49 2.2　内置类型　49 2.2.1　类型体系　49 2.2.2　空类型和None　51 2.2.3　布尔值　52 2.2.4　布尔运算　54 2.2.5　比较运算　55 2.2.6　小结　56 2.3　数字　56 2.3.1　数值字面值　57 2.3.2　内置构造函数　58 2.3.3　数字的运算　60 2.3.4　内置计算函数　61 2.3.5　内置进制转换函数　62 2.3.6　数字的属性和方法　63 2.3.7　小数的舍入　64 2.3.8　整数的按位运算　65 2.3.9　小结　66 2.4　字符串　66 2.4.1　字符串字面值　67 2.4.2　字符串转义　68 2.4.3　字符串合并　69 2.4.4　格式化字面值　70 2.4.5　str()和repr()　71 2.4.6　ascii()　74 2.4.7　ord()和chr()　75 2.4.8　字符串的操作　75 2.4.9　字符串的方法　76 2.4.10　二进制序列　78 2.4.11　小结　79 2.5　本章小结　79 第3章　容器类型　80 3.1　容器类型概述　80 3.1.1　容器的分类　80 3.1.2　鸭子类型　81 3.1.3　成员检测　83 3.1.4　拼接　84 3.1.5　迭代　85 3.1.6　原地操作　86 3.1.7　clear()方法　88 3.1.8　remove()方法　89 3.1.9　copy()方法　91 3.1.10　pop()方法　91 3.1.11　推导式　93 3.1.12　collections容器类型　95 3.1.13　小结　96 3.2　序列类型　96 3.2.1　序列简介　96 3.2.2　自定义序列　97 3.2.3　range()　98 3.2.4　索引和切片　99 3.2.5　slice()　103 3.2.6　count()方法　104 3.2.7　index()方法　106 3.2.8　append()方法　108 3.2.9　extend()方法　109 3.2.10　insert()方法　110 3.2.11　reverse()方法　111 3.2.12　小结　111 3.3　列表和元组　112 3.3.1　构造列表　112 3.3.2　list()　112 3.3.3　列表的操作　113 3.3.4　列表的sort()方法　114 3.3.5　双向队列deque　115 3.3.6　元组构造　117 3.3.7　tuple()　118 3.3.8　圆括号形式　119 3.3.9　元组操作　122 3.3.10　元组解包　122 3.3.11　命名元组namedtuple()　123 3.3.12　小结　126 3.4　字典和集合　127 3.4.1　字典　127 3.4.2　dict()　128 3.4.3　hash()和可哈希　129 3.4.4　字典视图　130 3.4.5　字典获取值　133 3.4.6　字典的操作和方法　133 3.4.7　update()方法　134 3.4.8　字典的集合操作　135 3.4.9　字典的顺序　136 3.4.10　有序字典OrderedDict　136 3.4.11　映射链ChainMap　137 3.4.12　默认字典defaultdict　139 3.4.13　计数器Counter　140 3.4.14　字典的应用　141 3.4.15　集合　142 3.4.16　set()　143 3.4.17　集合的操作和方法　144 3.4.18　集合运算　144 3.4.19　冻结集合frozenset()　145 3.4.20　小结　147 3.5　可迭代对象　147 3.5.1　可迭代对象简介　147 3.5.2　星号解包　148 3.5.3　迭代器　151 3.5.4　iter()和next()　154 3.5.5　生成器和yield表达式　157 3.5.6　生成器表达式　159 3.5.7　send()方法　160 3.5.8　all()和any()　161 3.5.9　sorted()　163 3.5.10　reversed()　163 3.5.11　小结　164 3.6　本章小结　164 第4章　流程控制与函数　165 4.1　基础流程控制语句　165 4.1.1　while语句　165 4.1.2　if语句　167 4.1.3　break和continue　169 4.1.4　for语句　169 4.1.5　with语句　171 4.1.6　raise语句　173 4.1.7　try语句　174 4.1.8　赋值表达式（海象符运算）　176 4.1.9　小结　179 4.2　模式匹配　179 4.2.1　基本语法　179 4.2.2　约束项　180 4.2.3　字面值匹配　181 4.2.4　或模式　181 4.2.5　字面值与变量模式　182 4.2.6　值模式　182 4.2.7　类模式　183 4.2.8　序列模式　183 4.2.9　映射模式　184 4.2.10　子模式中的as　185 4.2.11　小结　185 4.3　函数　186 4.3.1　理解函数　186 4.3.2　定义函数　186 4.3.3　函数的调用　188 4.3.4　函数返回值　189 4.3.5　递归函数　189 4.3.6　小结　190 4.4　函数的参数　190 4.4.1　函数参数简介　190 4.4.2　位置参数　191 4.4.3　关键字参数　191 4.4.4　可变参数　191 4.4.5　星号参数　193 4.4.6　斜杠参数　193 4.4.7　小结　194 4.5　函数进阶　194 4.5.1　可调用对象　194 4.5.2　高阶函数　196 4.5.3　装饰器　197 4.5.4　匿名函数　198 4.5.5　断言　200 4.5.6　小结　201 4.6　常用内置函数　201 4.6.1　zip()　202 4.6.2　enumerate()　203 4.6.3　eval()　204 4.6.4　exec()和compile()　204 4.6.5　globals()和locals()　205 4.6.6　vars()　206 4.6.7　小结　207 4.7　常用高阶函数　207 4.7.1　map()　207 4.7.2　filter()　208 4.7.3　reduce()　209 4.7.4　partial()　209 4.7.5　@cache　210 4.7.6　@singledispatch　211 4.7.7　小结　211 4.8　本章小结　212 第5章　类与模块　213 5.1　类的特征　213 5.1.1　类和对象　213 5.1.2　封装　214 5.1.3　继承　214 5.1.4　多态　214 5.1.5　小结　215 5.2　定义类　215 5.2.1　创建自定义类　215 5.2.2　类属性　216 5.2.3　实例化　217 5.2.4　私有变量　218 5.2.5　类的继承　219 5.2.6　类方法　221 5.2.7　静态方法　222 5.2.8　特殊方法　222 5.2.9　__new__和__init__　223 5.2.10　__str__和__repr__　224 5.2.11　__call__　225 5.2.12　小结　226 5.3　关于类的函数　226 5.3.1　super()　226 5.3.2　object()　227 5.3.3　type()　228 5.3.4　关于对象属性的函数　229 5.3.5　partialmethod()偏方法　230 5.3.6　@property修饰方法　232 5.3.7　@cached_property缓存属性　233 5.3.8　小结　233 5.4　类型注解　234 5.4.1　类型注解简介　234 5.4.2　语法简介　234 5.4.3　基本数据类型注解　235 5.4.4　容器类型注解　236 5.4.5　函数注解　237 5.4.6　鸭子类型注解　237 5.4.7　小结　238 5.5　模块与库　238 5.5.1　什么是模块与库　238 5.5.2　编写模块　239 5.5.3　库的导入　241 5.5.4　库的常用属性　242 5.5.5　__import__()和importlib　243 5.5.6　第三方库管理　243 5.5.7　小结　245 5.6　本章小结　245 第6章　常用内置库　246 6.1　random生成伪随机数　246 6.1.1　随机生成一个数　246 6.1.2　随机生成一个序列　247 6.1.3　随机打乱顺序　248 6.1.4　让结果复现　248 6.1.5　小结　249 6.2　字符串操作　249 6.2.1　string的常见字符串操作　249 6.2.2　base64编解码　251 6.2.3　JSON编码和解码器　252 6.2.4　小结　254 6.3　正则表达式操作　254 6.3.1　正则表达式　255 6.3.2　re的函数　256 6.3.3　正则对象　257 6.3.4　匹配对象　258 6.3.5　小结　259 6.4　日期和时间　259 6.4.1　时间对象类型　260 6.4.2　date日期对象　260 6.4.3　time时间对象　262 6.4.4　datetime日期时间对象　263 6.4.5　timedelta间隔时间对象　266 6.4.6　timezone时区　266 6.4.7　strftime()和strptime()　267 6.4.8　小结　268 6.5　枚举类型　268 6.5.1　枚举简介　268 6.5.2　创建一个枚举类　269 6.5.3　枚举对象的属性和操作　270 6.5.4　枚举的比较　271 6.5.5　枚举值的唯一性　272 6.5.6　小结　273 6.6　本章小结　273 第7章　数据科学　274 7.1　NumPy　274 7.1.1　数据结构　275 7.1.2　数据类型　276 7.1.3　广播计算　278 7.1.4　数组的轴　279 7.1.5　数组创建　281 7.1.6　随机数组　283 7.1.7　通用函数　286 7.1.8　小结　286 7.2　pandas　287 7.2.1　数据结构　287 7.2.2　数据读取与导出　290 7.2.3　数据筛选　290 7.2.4　数据修改　293 7.2.5　应用函数　294 7.2.6　分组聚合　296 7.2.7　小结　296 7.3　案例：利用广播机制去除错误 数据　297 7.3.1　需求分析　297 7.3.2　实现思路　297 7.3.3　实现过程　298 7.3.4　小结　298 7.4　案例：计算客户还够*低还款 额的日期　299 7.4.1　需求分析　299 7.4.2　单个客户数据计算　299 7.4.3　计算单用户日期　300 7.4.4　封装函数　301 7.4.5　分组应用函数　301 7.4.6　小结　302 7.5　案例：读取并解析实验数据　302 7.5.1　需求分析　302 7.5.2　思路分析　303 7.5.3　编写代码　303 7.5.4　优化代码　304 7.5.5　小结　305 7.6　数据可视化　305 7.6.1　Matplotlib　306 7.6.2　pandas可视化　308 7.6.3　seaborn　310 7.6.4　Plotly　312 7.6.5　pyecharts　315 7.6.6　小结　317 7.7　本章小结　318 第8章　办公自动化　319 8.1　Excel操作案例　319 8.1.1　Excel数据填充　319 8.1.2　Excel合并工作表　322 8.1.3　按分组拆分Excel文件　326 8.1.4　按列拆分Excel文件　327 8.1.5　导出带指定格式的Excel 文件　328 8.1.6　小结　329 8.2　Excel处理库　330 8.2.1　XlsxWriter简介　330 8.2.2　用XlsxWriter生成带折线图 的Excel文件　332 8.2.3　openpyxl简介　334 8.2.4　用openpyxl创建绘图 文件　335 8.2.5　xlwings简介　337 8.2.6　用xlwings创建绘图文件　338 8.2.7　小结　340 8.3　Word处理　340 8.3.1　python-docx简介　341 8.3.2　docxtpl简介　342 8.3.3　批量生成证明文件　344 8.3.4　生成Word表格　349 8.3.5　小结　352 8.4　本章小结　352 第9章　图形及界面　353 9.1　生成证书图片　353 9.1.1　需求描述　353 9.1.2　读取图片　354 9.1.3　合成文字　355 9.1.4　合成公章　356 9.1.5　封装为函数　357 9.1.6　小结　358 9.2　编写一个时钟　359 9.2.1　定义窗体　359 9.2.2　定义显示逻辑　360 9.2.3　让时钟动起来　361 9.2.4　封装为类　361 9.2.5　小结　363 9.3　界面程序进阶　363 9.3.1　窗体设计　363 9.3.2　优化窗体显示　364 9.3.3　获取交互动作　365 9.3.4　输入判断　366 9.3.5　绑定操作　366 9.3.6　*终代码　367 9.3.7　小结　368 9.4　本章小结　368 第10章　Web开发　369 10.1　用Flask开发成绩查询系统　369 10.1.1　需求分析　369 10.1.2　创建一个Flask项目　370 10.1.3　开发查询页　373 10.1.4　编写查询逻辑　375 10.1.5　开发查询结果页　376 10.1.6　开发结果页模板　377 10.1.7　功能验证　378 10.1.8　小结　379 10.2　用Django开发个人博客　379 10.2.1　需求分析　380 10.2.2　创建Django项目　380 10.2.3　创建模型　383 10.2.4　搭建管理后台　385 10.2.5　安装富文本编辑器　387 10.2.6　增加URL路由逻辑　389 10.2.7　开发内容页　389 10.2.8　开发首页　392 10.2.9　开发分类列表页　393 10.2.10　小结　395 10.3　本章小结　395