Python程序设计基础与应用

第 1 章 Python语言概述 1
1.1 走近Python 1
1.1.1 Python的发展历史 1
1.1.2 Python版本认知 2
1.1.3 Python语言的特点 3
1.1.4 解释型语言和编译型语言的区别 4
1.1.5 Python程序的执行原理 6
1.2 安装Python编程环境 6
1.3 Python开发工具介绍 10
1.3.1 IDLE的使用方法 10
1.3.2 PyCharm的安装与使用 14
1.4 绘制菱形图案 23
1.5 绘制雪人图案 24
本章小结 26
思考与练习 26
第 2 章 Python语言基础 29
2.1 Python语言的基本元素 29
2.1.1 标识符 29
2.1.2 关键字 30
2.1.3 变量 30
2.1.4 Python中的输入与输出 31
2.1.5 Python中的注释 32
2.2 Python中的数据类型 32
2.2.1 整数类型和浮点数类型 33
2.2.2 复数类型 34
2.2.3 布尔类型 34
2.2.4 字符串类型 35
2.3 数据类型的相互转换 39
2.3.1 隐式类型的转换 39
2.3.2 显式类型的转换 40
2.4 Python中的运算符 41
2.4.1 算数运算符 41
2.4.2 比较运算符 42
2.4.3 逻辑运算符 43
2.4.4 位运算符 43
2.4.5 赋值运算符 44
2.4.6 运算符的优先级 45
本章小结 45
思考与练习 46
第 3 章 流程控制和异常处理 49
3.1 选择结构设计 49
3.1.1 if单分支结构 50
3.1.2 if-else双分支结构 52
3.1.3 if-elif-else多分支结构 53
3.1.4 分支结构嵌套 55
3.2 循环结构设计 57
3.2.1 for循环结构 57
3.2.2 while循环结构 59
3.2.3 循环嵌套 60
3.3 循环跳转 62
3.3.1 break语句 62
3.3.2 continue语句 63
3.3.3 else语句 65
3.4 异常处理 66
3.4.1 异常的分类 66
3.4.2 异常的捕获 68
3.5 案例：猜拳游戏 72
3.5.1 计算机随机猜拳 72
3.5.2 用户进行猜拳 72
3.5.3 计算机和用户判断胜负 73
3.5.4 简化代码 74
本章小结 75
思考与练习 75
第 4 章 高级数据结构 77
4.1 列表 77
4.1.1 列表的基础操作 77
4.1.2 列表内置的常用方法 83
4.1.3 作用于列表的其他函数 85
4.1.4 列表推导式 87
4.1.5 列表应用 88
4.2 元组 89
4.2.1 元组的基础操作 89
4.2.2 元组的组包与拆包 91
4.2.3 元组和列表的区别 92
4.3 字典 92
4.3.1 创建字典 92
4.3.2 字典的基本操作 93
4.3.3 字典推导式 96
4.4 集合 96
4.4.1 集合的基础操作 96
4.4.2 集合推导式 99
4.5 切片的使用 99
4.5.1 字符串切片 99
4.5.2 列表切片 100
4.5.3 切片的特点 101
4.6 案例：用户管理系统 101
本章小结 105
思考与练习 105
第 5 章 正则表达式 107
5.1 正则表达式概述 107
5.1.1 正则表达式的语法 108
5.1.2 re模块方法的使用 109
5.1.3 正则表达式的应用 113
5.2 正则表达式的高级语法 114
5.2.1 反向引用 114
5.2.2 零宽断言 116
5.2.3 贪婪和非贪婪匹配 118
5.3 正则表达式的性能优化(选讲) 119
5.3.1 避免回溯 119
5.3.2 使用正则表达式预编译 120
本章小结 120
思考与练习 121
第 6 章 函数编程 123
6.1 函数的定义 123
6.2 调用函数 124
6.3 函数的参数 124
6.3.1 位置参数 125
6.3.2 关键字参数 125
6.3.3 默认参数 126
6.3.4 可变参数 127
6.4 命名空间和作用域 129
6.4.1 命名空间 129
6.4.2 变量的作用域 130
6.5 匿名函数：lambda 131
6.6 递归函数 132
6.7 高阶函数 134
6.7.1 过滤函数filter() 134
6.7.2 映射函数map() 136
6.7.3 reduce()函数 136
6.8 生成器和装饰器 137
6.8.1 生成器的使用 137
6.8.2 装饰器的使用 139
6.8.3 生成器和装饰器的区别 140
6.9 模块和包 140
6.9.1 模块的分类 140
6.9.2 包 141
6.9.3 模块和包导入的方法 142
6.10 自动售货机函数版 142
本章小结 146
思考与练习 147
第 7 章 面向对象编程 149
7.1 面向对象概述 149
7.2 定义类 150
7.3 创建对象 150
7.4 类的成员 151
7.4.1 实例变量 151
7.4.2 构造方法 152
7.4.3 实例方法 153
7.4.4 类变量 154
7.4.5 类方法 154
7.4.6 静态方法 155
7.5 封装性 156
7.5.1 私有属性 156
7.5.2 私有方法 156
7.5.3 使用属性 157
7.6 继承性 158
7.6.1 Python中的继承 158
7.6.2 多继承 159
7.6.3 方法重写 160
7.7 多态性 161
7.8 基于面向对象版的收银系统 162
本章小结 166
思考与练习 166
第 8 章 文件与文件夹操作 169
8.1 文本文件 169
8.1.1 文件的编码 169
8.1.2 文件的打开与写入 172
8.1.3 文件的读取 176
8.1.4 文件的读写模式对比 178
8.1.5 文件的相对路径和绝对路径 180
8.2 文件和文件夹操作 182
8.2.1 使用os操作文件与文件夹 182
8.2.2 使用shutil操作文件与文件夹 188
8.3 结构化的文本文件 190
8.3.1 CSV文件操作 191
8.3.2 XML文件操作 192
8.3.3 JSON数据序列化操作 194
8.3.4 pickle数据序列化操作 196
8.4 二进制数据 198
8.4.1 字节类型 198
8.4.2 字节数组类型 199
8.5 点餐系统信息存储 199
本章小结 204
思考与练习 204
第 9 章 数据库编程 207
9.1 数据库分类 207
9.1.1 关系型数据库 207
9.1.2 非关系型数据库 208
9.2 MySQL数据库 208
9.2.1 MySQL数据库的连接 209
9.2.2 创建游标对象 210
9.2.3 执行SQL语句 211
9.2.4 创建数据库 211
9.2.5 创建数据表 212
9.2.6 插入数据 214
9.2.7 更新数据 216
9.2.8 查询数据 216
9.2.9 游标类型 219
9.2.10 相关操作总结 220
9.3 连接池 221
9.3.1 为什么需要连接池 221
9.3.2 连接池的原理 221
9.4 数据库的连接池 222
9.4.1 导入依赖的库 223
9.4.2 创建一个类用于读取用户配置文件 223
9.4.3 封装连接参数 224
9.4.4 封装连接池 224
9.4.5 连接池的使用 226
本章小结 226
思考与练习 227
第 10 章 Python计算生态 229
10.1 Python内置标准库 229
10.1.1 随机库random 230
10.1.2 时间和日期库datetime 231
10.1.3 时间库time 233
10.1.4 绘制图像库turtle 235
10.2 Python第三方库 239
10.2.1 文本处理Python-Docx 239
10.2.2 图像处理PIL 243
10.2.3 jieba分词库 247
10.2.4 WordCloud词云构造库 251
10.3 表白墙 253
10.3.1 表白墙准备工作 253
10.3.2 将表白墙转为0和1 254
10.3.3 读取头像并添加水印 255
本章小结 256
思考与练习 256
参考文献 259