本书由浅入深、循序渐进地介绍了Python程序设计的思路和方法，通过趣味性强的精彩案例融汇每一章知识点，从而增强读者的学习兴趣，培养读者的自主学习能力和独立思考能力，并提高读者的计算思维能力。全书共分为10章，包括Python简介、基本数据类型与表达式、控制结构、组合数据类型与字符串、函数、常用的标准库、文件、异常处理、面向对象和常用的第三方库。 本书内容翔实、案例新颖、结构清晰、重点明确，以丰富有趣的案例驱动知识点教学。本书适合作为高等院校计算机程序设计教材，也可以作为计算机程序设计培训教材、各种计算机等级考试的参考教材和Python程序设计爱好者的自学教材。

Python是目前国际上热度较高的一种程序设计语言，简单易学、可移植性好、具有较高的可扩展性和丰富的类库，既支持面向过程的函数编程，也支持面向对象的抽象编程。Python是人工智能等大规模科学计算的常用程序设计语言，是科研人员必不可少的工具语言。 本书由浅入深、循序渐进地介绍了Python程序设计的思路和方法。全书共分为10章，包括Python简介、基本数据类型与表达式、控制结构、组合数据类型与字符串、函数、常用的标准库、文件、异常处理、面向对象和常用的第三方库。 本书内容翔实、案例新颖、结构清晰、重点明确、趣味性强、可操作性强，既适合有编程经验的读者学习，也适合零基础的初学者学习。 本书具有如下主要特点。 1．知识点精炼，适合短学时教学 现在各高校都在对各门课程进行学时压缩，而Python程序设计课程的知识点又很多，如何让读者在短时间内掌握Python程序设计的精髓呢？为了解决这个问题，作者对各个章节中的知识点进行了精简，把一些不常用甚至几乎从来不用的知识点进行了删减。因此，本书能够满足短学时教学的需要。 2．案例新颖、趣味性强 书中的每个案例都由作者精心设计，趣味性较强。这些案例不仅可以提高读者学习的兴趣，而且可以使读者对所学知识点达到举一反三的效果，从而使读者更深刻地理解所学习的知识点。 3．通过精彩案例融合知识点 很多Python教材都是独立地介绍Python的知识点的，这样会使读者无法将Python的知识点融为一个整体。为了解决这个问题，本书不仅各个知识点都有案例讲解，而且每一章都有精彩案例将本章的知识点与前面各章的知识点综合起来，使读者能够直观地将这些知识点融为一体。 4．内容安排循序渐进、由易到难 本书内容安排循序渐进、由易到难，全书共分为10章。第1章简单介绍了Python。第2章介绍了Python基本数据类型与表达式。第3章介绍了Python控制结构，包括顺序结构、分支结构和循环结构等。第4章介绍了Python组合数据类型与字符串。第5?章介绍了函数，包括函数定义和函数调用等。第6章介绍了Python常用的标准库。第7章介绍了文件的相关操作。第8章介绍了异常处理。第9章介绍了Python面向对象编程方法。第10章介绍了Python常用的第三方库。 本书作者具有多年的Python人工智能开发经验以及相关专业本科生和研究生课程教学经验。本书由李俊进行总体设计。其中，刘秀玲和高静编写第1～2章；刘晓光和刘泽伟编写第3～4章；娄存广和张永昌编写第5～6章；梁铁和张浩然编写第7～8章；李俊编写第9～10章及附录，并负责全书的统稿。 由于作者水平有限，书中存在疏漏和不妥之处在所难免，敬请读者批评指正。 李 俊 2022年8月

第1章 Python简介 1 1.1　Python的发展及特点 1 1.1.1 Python的产生与发展 1 1.1.2 Python的特点 2 1.2　Python开发环境的搭建 2 1.2.1 Python的下载与安装 3 1.2.2 PyCharm的下载与安装 5 1.2.3 PyCharm的使用 7 1.3　Python语法特点 12 1.3.1 注释规则 12 1.3.2 代码缩进 13 1.4　精彩案例 14 本章小结 15 习题 15 第2章 基本数据类型与表达式 17 2.1　字符集与标识符 17 2.1.1 字符集 17 2.1.2 标识符 18 2.1.3 关键字 18 2.2　基本数据类型 20 2.2.1 整型 20 2.2.2 浮点型 21 2.2.3 复数型 22 2.2.4 布尔型 22 2.2.5 字符串型 23 2.3　常量与变量 24 2.3.1 常量 24 2.3.2 变量 24 2.3.3 变量赋值 24 2.4　输入/输出函数 25 2.4.1 输出函数print() 25 2.4.2 输入函数input() 26 2.5　运算符 27 2.5.1 赋值运算符 27 2.5.2 算术运算符 28 2.5.3 关系运算符 29 2.5.4 逻辑运算符 30 2.5.5 位运算符 31 2.5.6 运算符的优先级 31 2.6　类型转换 32 2.6.1 自动类型转换 32 2.6.2 强制类型转换 33 2.7　精彩案例 35 本章小结 36 习题 37 第3章 控制结构 39 3.1　顺序结构 39 3.1.1 赋值语句 39 3.1.2 空语句 41 3.1.3 顺序语句 41 3.2　分支结构 41 3.2.1 单分支结构 41 3.2.2 双分支结构 42 3.2.3 多分支结构 44 3.3　循环结构 45 3.3.1 常用的循环算法 45 3.3.2 for循环 48 3.3.3 while循环 50 3.4　循环嵌套 51 3.5　break语句、continue语句和else子句 52 3.5.1 break语句 52 3.5.2 continue语句 52 3.5.3 else子句 54 3.6　精彩案例 55 本章小结 59 习题 59 第4章 组合数据类型与字符串 61 4.1　列表 61 4.1.1 列表的新建 61 4.1.2 列表元素的访问 62 4.1.3 列表运算 64 4.2　元组 68 4.2.1 元组的新建 68 4.2.2 元组元素的访问 68 4.2.3 元组运算 69 4.3　字典 70 4.3.1 字典的新建 70 4.3.2 字典元素的访问 71 4.3.3 字典运算 72 4.4　集合 74 4.4.1 集合的新建 74 4.4.2 集合元素的访问 74 4.4.3 集合运算 75 4.5　字符串 77 4.5.1 转义字符 77 4.5.2 字符串元素的访问 78 4.5.3 字符串格式化 78 4.5.4 字符串运算 80 4.6　精彩案例 83 本章小结 88 习题 89 第5章 函数 90 5.1　函数定义 90 5.2　函数调用 91 5.3　函数的参数传递 92 5.3.1 形式参数与实际参数 92 5.3.2 位置参数 93 5.3.3 关键字参数 93 5.3.4 默认值参数 93 5.3.5 不定长参数 94 5.4　匿名函数 95 5.5　函数的嵌套与递归 96 5.5.1 函数嵌套 96 5.5.2 函数递归 97 5.6　常用的内置函数 97 5.6.1 进制转换函数 97 5.6.2 slice()函数 98 5.6.3 divmod()函数 98 5.6.4 sorted()函数 99 5.6.5 ord()函数和chr()函数 99 5.6.6 round()函数 99 5.6.7 zip()函数 100 5.7　变量的作用域 100 5.8　精彩案例 102 本章小结 104 习题 105 第6章 常用的标准库 106 6.1　库的导入 106 6.1.1 import语句 106 6.1.2 from…import语句 107 6.2　math库 108 6.3　random库 109 6.3.1 random()函数 109 6.3.2 seed()函数 110 6.3.3 其他常用的随机函数 111 6.4　datetime库 112 6.4.1 date类 112 6.4.2 time类 113 6.4.3 datetime类 114 6.4.4 timedelta类 114 6.5　os库 114 6.5.1 os库的常用功能 115 6.5.2 os.path模块 117 6.6　精彩案例 119 本章小结 123 习题 124 第7章 文件 126 7.1　文件的打开与关闭 126 7.1.1 文件的打开 126 7.1.2 文件的关闭 127 7.1.3 with语句 128 7.2　文件的读写 129 7.2.1 文本文件的读写 129 7.2.2 二进制文件的读写 132 7.2.3 pickle二进制文件的读写 134 7.3　精彩案例 135 本章小结 139 习题 139 第8章 异常处理 141 8.1　错误与异常的概念 141 8.1.1 错误 141 8.1.2 异常 143 8.2　Python异常处理 144 8.2.1 异常处理——try语句 144 8.2.2 断言——assert语句 148 8.2.3 抛出异常——raise语句 149 8.3　精彩案例 150 本章小结 155 习题 155 第9章 面向对象 158 9.1　面向对象的概念 158 9.1.1 面向对象编程的特点 158 9.1.2 类 159 9.1.3 对象 159 9.2　类与对象 160 9.2.1 类与对象的定义 160 9.2.2 构造函数 161 9.2.3 成员属性 162 9.2.4 成员方法 165 9.3　继承 170 9.3.1 子类定义 170 9.3.2 方法重写 174 9.3.3 运算符重写 176 9.4　精彩案例 178 本章小结 184 习题 184 第10章 常用的第三方库 187 10.1　第三方库的安装与导入 187 10.2　网络访问requests库 190 10.3　数学运算numpy库 195 10.3.1 数组的属性 195 10.3.2 数组的创建 195 10.3.3 数据类型 198 10.3.4 数组的运算 200 10.3.5 数组元素的访问 202 10.3.6 数组操作函数 203 10.3.7 常用的统计函数 207 10.4　绘图matplotlib库 209 10.4.1 绘图风格及显示窗口 209 10.4.2 中文显示设置 210 10.4.3 基本参数设置 211 10.4.4 显示函数 213 10.4.5 基本绘图函数 214 10.4.6 多图绘制 216 10.5　精彩案例 220 本章小结 224 习题 225 附录A Python常见的异常错误列表 226 附录B 常用标准库和第三方库 227