Python程序設(shè)計(jì)

實(shí)用性強(qiáng)：以實(shí)用技能為核心，適應(yīng)院校教學(xué)和技能型人才培養(yǎng)。

循序漸進(jìn)：以案例為主線，課程體系由淺入深、關(guān)聯(lián)遞進(jìn)、易學(xué)易用。

資源豐富：配套課程標(biāo)準(zhǔn)、教學(xué)課件、演示案例代碼、作業(yè)答案等。

本書(shū)是在中國(guó)指揮與控制學(xué)會(huì)（Chinese Institute of Command and Control，CICC）指導(dǎo)下，由統(tǒng)信國(guó)基（北京）科技有限公司聯(lián)合煙臺(tái)黃金職業(yè)學(xué)院共同研發(fā)的。

近年來(lái)，人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、機(jī)器人、智能制造等新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，Python作為一種面向?qū)ο蟮摹⒔忉屝偷摹⑼ㄓ玫摹㈤_(kāi)源的編程語(yǔ)言，已成為全球頗受歡迎的編程語(yǔ)言之一，被廣泛應(yīng)用于Web應(yīng)用開(kāi)發(fā)、自動(dòng)化運(yùn)維、人工智能、大數(shù)據(jù)分析、網(wǎng)絡(luò)爬蟲(chóng)、科學(xué)計(jì)算、游戲開(kāi)發(fā)等領(lǐng)域。近年來(lái)，Python課程已成為大學(xué)計(jì)算機(jī)相關(guān)專(zhuān)業(yè)的核心課程，一些高校還將Python作為非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的興趣課或選修課，很多中小學(xué)也開(kāi)設(shè)了Python入門(mén)課程。因此，未來(lái)Python的應(yīng)用場(chǎng)景將更加豐富，學(xué)習(xí)和使用Python語(yǔ)言的人數(shù)將呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。

中國(guó)指揮與控制學(xué)會(huì)是經(jīng)中華人民共和國(guó)民政部正式注冊(cè)的我國(guó)指揮與控制科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域唯一的國(guó)家級(jí)學(xué)會(huì)，是全國(guó)性科技社會(huì)組織，是中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)的正式團(tuán)體會(huì)員，接受中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)的直接領(lǐng)導(dǎo)。統(tǒng)信國(guó)基（北京）科技有限公司經(jīng)過(guò)多年的教育實(shí)踐，積累了豐富的課程研發(fā)和技能型人才培養(yǎng)經(jīng)驗(yàn)。煙臺(tái)黃金職業(yè)學(xué)院是教育部備案的全日制普通高等職業(yè)院校，是由大型國(guó)有企業(yè)招金集團(tuán)投資興辦的公益性大學(xué)，是國(guó)企辦學(xué)的典范。三方聯(lián)合開(kāi)發(fā)本教程，致力于為學(xué)生提供專(zhuān)業(yè)、系統(tǒng)、實(shí)戰(zhàn)化的Python學(xué)習(xí)參考用書(shū)。

從實(shí)用性出發(fā)、通過(guò)案例教學(xué)、注重實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)傳遞和創(chuàng)意訓(xùn)練是本書(shū)顯著的特點(diǎn)，本書(shū)改變了先教知識(shí)后學(xué)應(yīng)用的傳統(tǒng)學(xué)習(xí)模式，根治了初學(xué)者對(duì)技術(shù)類(lèi)課程感到枯燥和茫然的學(xué)習(xí)心態(tài)，激發(fā)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣，提升學(xué)習(xí)的成就感，建立對(duì)所學(xué)知識(shí)和技能的信心，是對(duì)傳統(tǒng)學(xué)習(xí)模式的改進(jìn)。本書(shū)具有以下6個(gè)特點(diǎn)。

1．適應(yīng)院校教學(xué)和技能型人才培養(yǎng)

本書(shū)課程體系專(zhuān)門(mén)為應(yīng)用型本科或高等職業(yè)院校量身打造，根據(jù)高校教學(xué)特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)課程體系時(shí)由高校教學(xué)計(jì)劃逆推技能點(diǎn)課時(shí)設(shè)置，確保本課程與院校課程協(xié)調(diào)一致，最大化滿足院校對(duì)人才培養(yǎng)的需求。

2．課程體系由淺入深、關(guān)聯(lián)遞進(jìn)、易學(xué)易用

本書(shū)課程體系設(shè)計(jì)以企業(yè)需求為基礎(chǔ)打開(kāi)人才培養(yǎng)突破口，技能點(diǎn)逐層深入，讓初學(xué)者不斷產(chǎn)生成就感，避免出現(xiàn)畏難心理。

3．以實(shí)用技能為核心

本書(shū)在選取技能點(diǎn)時(shí)以企業(yè)實(shí)戰(zhàn)技術(shù)為核心，確保技能的實(shí)用性，避免了技能點(diǎn)面面俱到但又蜻蜓點(diǎn)水的情況出現(xiàn)。

4．以案例為主線

本書(shū)從實(shí)戰(zhàn)出發(fā)，書(shū)中應(yīng)用了大量案例，便于讀者掌握，以提高學(xué)習(xí)效果。

5．以動(dòng)手能力為合格目標(biāo)

本書(shū)注重培養(yǎng)實(shí)踐能力，以是否能夠獨(dú)立完成真實(shí)項(xiàng)目為檢驗(yàn)學(xué)習(xí)效果的標(biāo)準(zhǔn)，在教學(xué)和學(xué)習(xí)過(guò)程中，讀者要認(rèn)真完成本書(shū)中示例代碼、實(shí)踐項(xiàng)目和綜合實(shí)戰(zhàn)項(xiàng)目。

6．以項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)為教學(xué)目標(biāo)

本書(shū)加入了大量具有含金量的經(jīng)驗(yàn)分享，并加強(qiáng)了對(duì)示例項(xiàng)目的分析、講解，在實(shí)踐項(xiàng)目中加入了完整的注釋?zhuān)�以期提升學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。

本書(shū)共分為14章，各章核心內(nèi)容說(shuō)明如下。

第1章：本章重點(diǎn)講解編程語(yǔ)言，幫助讀者理解機(jī)器語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言和高級(jí)語(yǔ)言的特點(diǎn)與區(qū)別，理解解釋型語(yǔ)言與編譯型語(yǔ)言的執(zhí)行過(guò)程及特點(diǎn)，并對(duì)Python語(yǔ)言及其應(yīng)用領(lǐng)域有初步的了解。

第2章：本章講解如何搭建Python開(kāi)發(fā)環(huán)境，并與讀者一起開(kāi)發(fā)和運(yùn)行第一個(gè)Python程序，學(xué)習(xí)Python比較成熟的幾個(gè)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境。

第3章：本章講解Python編程必備的基礎(chǔ)知識(shí)，如注釋、保留字、標(biāo)識(shí)符、基本數(shù)據(jù)類(lèi)型、基本輸入輸出和Python編程規(guī)范等。從本章起，讀者將編寫(xiě)大量的Python程序，除要實(shí)現(xiàn)程序的功能外，還必須按Python的編程規(guī)范養(yǎng)成良好的編碼習(xí)慣，不斷提升代碼的可讀性和可維護(hù)性，讓程序變得更加優(yōu)雅。

第4章：本章重點(diǎn)講解Python中的算術(shù)運(yùn)算符、賦值運(yùn)算符、關(guān)系運(yùn)算符、邏輯運(yùn)算符、位運(yùn)算符、運(yùn)算符的優(yōu)先級(jí)，以及條件表達(dá)式，讀者學(xué)習(xí)完本章可以開(kāi)發(fā)出更加復(fù)雜的程序。

第5章：本章將詳細(xì)講解程序結(jié)構(gòu)、實(shí)現(xiàn)選擇結(jié)構(gòu)的選擇語(yǔ)句、實(shí)現(xiàn)循環(huán)結(jié)構(gòu)的循環(huán)語(yǔ)句，以及中斷和改變程序執(zhí)行流程的break、continue語(yǔ)句。掌握流程控制結(jié)構(gòu)需要具備較強(qiáng)的邏輯思維能力，讀者在學(xué)習(xí)過(guò)程中要認(rèn)真分析示例中每句代碼的含義，理解每個(gè)程序執(zhí)行的過(guò)程，認(rèn)真完成示例項(xiàng)目和實(shí)踐項(xiàng)目，勤加練習(xí)。

第6章：本章重點(diǎn)講解列表、元組、字典、集合這4種序列類(lèi)型，并詳細(xì)介紹每種序列常用的操作方法，讀者在學(xué)習(xí)過(guò)程中也要總結(jié)其差異，在后續(xù)的編程中要能夠根據(jù)業(yè)務(wù)場(chǎng)景正確使用。

第7章：本章重點(diǎn)講解字符串的常用操作方法、正則表達(dá)式的語(yǔ)法和如何在Python中使用正則表達(dá)式等相關(guān)知識(shí)。本章涉及的API較多，需要讀者多寫(xiě)代碼，以熟練掌握。

第8章：本章重點(diǎn)講解函數(shù)的定義、函數(shù)調(diào)用、參數(shù)傳遞、變量的作用域、匿名函數(shù)和遞歸函數(shù)等知識(shí)。

第9章：本章重點(diǎn)講解面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的特點(diǎn)、類(lèi)的定義與使用、屬性、類(lèi)的繼承等知識(shí)，使讀者進(jìn)入Python面向?qū)ο缶幊讨�路�?/p>

第10章：本章詳細(xì)講解Python中的模塊和包，包括自定義模塊、導(dǎo)入和使用標(biāo)準(zhǔn)模塊、第三方模塊的下載和安裝、Python程序中的包結(jié)構(gòu)、如何創(chuàng)建和使用包等。

第11章：本章重點(diǎn)講解Python中的異常、異常處理機(jī)制、斷點(diǎn)調(diào)試和使用assert語(yǔ)句調(diào)試程序。

第12章：本章重點(diǎn)講解文件的基本操作，如文件的創(chuàng)建、打開(kāi)、讀取、修改、關(guān)閉、刪除和重命名等操作，同時(shí)講解創(chuàng)建目錄、刪除目錄和遍歷目錄的方法。

第13章：本章首先回顧數(shù)據(jù)庫(kù)的基礎(chǔ)知識(shí)和常用SQL語(yǔ)句，為后續(xù)操作數(shù)據(jù)庫(kù)做準(zhǔn)備，然后詳細(xì)講解Python數(shù)據(jù)庫(kù)編程接口、Python自帶的SQLite數(shù)據(jù)庫(kù)和應(yīng)用較廣泛的MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)等相關(guān)知識(shí)。

第14章：本章通過(guò)綜合實(shí)戰(zhàn)項(xiàng)目將所學(xué)Python技術(shù)綜合運(yùn)用，加深讀者對(duì)技術(shù)的理解，強(qiáng)化讀者對(duì)技能的掌握。

本書(shū)在編寫(xiě)過(guò)程中，得到了中國(guó)指揮與控制學(xué)會(huì)有關(guān)專(zhuān)家的指導(dǎo)，濱州學(xué)院信息工程學(xué)院王海燕院長(zhǎng)、邯鄲學(xué)院軟件學(xué)院馮誠(chéng)副院長(zhǎng)的大力支持，在此一并感謝。如有不足之處，懇請(qǐng)讀者批評(píng)指正，意見(jiàn)建議請(qǐng)發(fā)郵件至unioninfo@163.com。

信息技術(shù)的快速發(fā)展正在深刻改變著世界，希望通過(guò)我們的努力，幫助您真正掌握實(shí)用技術(shù)、成為復(fù)合型人才，以實(shí)現(xiàn)高薪就業(yè)和技術(shù)改變命運(yùn)的夢(mèng)想。

編 者

2023年4月 于煙臺(tái)黃金職業(yè)學(xué)院

前言

第1章 Python編程基礎(chǔ) 1
1.1 程序 1
1.2 編程語(yǔ)言 2
1.2.1 機(jī)器語(yǔ)言 2
1.2.2 匯編語(yǔ)言 2
1.2.3 高級(jí)語(yǔ)言 3
1.3 解釋型語(yǔ)言與編譯型語(yǔ)言 3
1.4 Python簡(jiǎn)介 4
1.5 Python語(yǔ)言的特點(diǎn) 5
1.6 Python應(yīng)用領(lǐng)域 5
本章總結(jié) 6
實(shí)踐項(xiàng)目 7
第2章 搭建Python開(kāi)發(fā)環(huán)境 8
2.1 下載Python安裝程序 8
2.2 安裝Python 10
2.3 開(kāi)發(fā)第一個(gè)Python程序 12
2.4 Python集成開(kāi)發(fā)環(huán)境 13
2.4.1 Python自帶的IDLE開(kāi)發(fā)環(huán)境 14
2.4.2 PyCharm 15
2.4.3 Sublime Text 20
本章總結(jié) 23
實(shí)踐項(xiàng)目 24
第3章 Python語(yǔ)言基礎(chǔ) 25
3.1 Python注釋 25
3.1.1 單行注釋 26
3.1.2 多行注釋 26
3.2 Python編碼規(guī)范 27
3.2.1 編寫(xiě)規(guī)則 27
3.2.2 命名規(guī)范 27
3.3 保留字與標(biāo)識(shí)符 28
3.3.1 保留字 28
3.3.2 標(biāo)識(shí)符 28
3.4 基本數(shù)據(jù)類(lèi)型 28
3.4.1 數(shù)字 29
3.4.2 字符串類(lèi)型 29
3.4.3 布爾類(lèi)型 30
3.4.4 數(shù)據(jù)類(lèi)型轉(zhuǎn)換 31
3.5 基本輸入與輸出 33
3.5.1 使用input()函數(shù)輸入 33
3.5.2 使用print()函數(shù)輸出 33
本章總結(jié) 34
實(shí)踐項(xiàng)目 35
第4章 運(yùn)算符與表達(dá)式 37
4.1 運(yùn)算符 37
4.1.1 算術(shù)運(yùn)算符 37
4.1.2 賦值運(yùn)算符 38
4.1.3 關(guān)系運(yùn)算符 39
4.1.4 邏輯運(yùn)算符 41
4.1.5 位運(yùn)算符 41
4.2 表達(dá)式 43
4.3 運(yùn)算符優(yōu)先級(jí) 44
本章總結(jié) 45
實(shí)踐項(xiàng)目 46
第5章 流程控制 47
5.1 程序結(jié)構(gòu) 47
5.2 選擇語(yǔ)句 49
5.2.1 單分支if語(yǔ)句 49
5.2.2 雙分支if...else語(yǔ)句 50
5.2.3 多分支if...elif...else語(yǔ)句 52
5.2.4 選擇語(yǔ)句的嵌套 53
5.3 循環(huán)語(yǔ)句 54
5.3.1 for循環(huán) 54
5.3.2 while循環(huán) 55
5.3.3 循環(huán)嵌套 57
5.4 break和continue 57
5.4.1 break語(yǔ)句 57
5.4.2 continue語(yǔ)句 60
本章總結(jié) 61
實(shí)踐項(xiàng)目 62
第6章 序列 63
6.1 序列操作 64
6.1.1 索引 64
6.1.2 切片 64
6.1.3 序列相加 65
6.1.4 乘法 65
6.1.5 計(jì)算序列的長(zhǎng)度、最大值和最小值 65
6.1.6 檢查序列中是否包含某個(gè)元素 66
6.2 列表 66
6.2.1 列表的創(chuàng)建和刪除 66
6.2.2 訪問(wèn)列表元素 67
6.2.3 遍歷列表元素 68
6.2.4 更新列表 69
6.2.5 對(duì)列表進(jìn)行排序 72
6.2.6 對(duì)列表進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算 74
6.2.7 二維列表 76
6.3 元組 78
6.3.1 元組的創(chuàng)建和刪除 78
6.3.2 訪問(wèn)元組元素 79
6.3.3 修改元組 81
6.4 字典 82
6.4.1 字典的創(chuàng)建和刪除 82
6.4.2 訪問(wèn)字典 84
6.4.3 遍歷字典 85
6.4.4 更新字典 86
6.5 集合 87
6.5.1 集合的創(chuàng)建與刪除 88
6.5.2 向集合中添加和刪除元素 89
6.5.3 集合運(yùn)算 90
本章總結(jié) 92
實(shí)踐項(xiàng)目 95
第7章 字符串和正則表達(dá)式 98
7.1 字符串 98
7.1.1 拼接字符串 98
7.1.2 計(jì)算字符串長(zhǎng)度 99
7.1.3 截取字符串 99
7.1.4 分割、合并字符串 100
7.1.5 檢索字符串 101
7.1.6 去除字符串的空格和特殊字符 105
7.1.7 字符串大小寫(xiě)轉(zhuǎn)換 105
7.1.8 格式化字符串 106
7.2 正則表達(dá)式 110
7.2.1 正則表達(dá)式語(yǔ)法 110
7.2.2 使用re模塊實(shí)現(xiàn)正則表達(dá)式操作 112
本章總結(jié) 119
實(shí)踐項(xiàng)目 121
第8章 函數(shù) 123
8.1 函數(shù)的創(chuàng)建與調(diào)用 123
8.2 參數(shù)傳遞 130
8.2.1 形參與實(shí)參 130
8.2.2 關(guān)鍵字參數(shù) 132
8.2.3 為參數(shù)設(shè)置默認(rèn)值 132
8.2.4 可變參數(shù) 133
8.3 變量的作用域 135
8.3.1 局部變量 135
8.3.2 全局變量 136
8.4 匿名函數(shù) 138
8.5 遞歸函數(shù) 139
本章總結(jié) 141
實(shí)踐項(xiàng)目 142
第9章 面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì) 147
9.1 面向?qū)ο蟾攀?147
9.1.1 對(duì)象 147
9.1.2 面向?qū)ο?148
9.2 類(lèi) 150
9.2.1 類(lèi)的定義 151
9.2.2 創(chuàng)建類(lèi)的實(shí)例 152
9.2.3 構(gòu)造方法__init__() 152
9.2.4 創(chuàng)建類(lèi)的成員并訪問(wèn) 154
9.2.5 訪問(wèn)限制 159
9.3 可控屬性 160
9.3.1 property()函數(shù) 162
9.3.2 @property裝飾器 163
9.4 繼承 166
9.4.1 繼承的實(shí)現(xiàn)語(yǔ)法 166
9.4.2 多繼承 169
9.4.3 方法重寫(xiě) 173
本章總結(jié) 174
實(shí)踐項(xiàng)目 177
第10章 模塊和包 180
10.1 模塊 180
10.2 自定義模塊 181
10.3 調(diào)用模塊 184
10.3.1 使用import語(yǔ)句導(dǎo)入模塊 184
10.3.2 使用from…import語(yǔ)句導(dǎo)入模塊 186
10.4 包 188
10.4.1 創(chuàng)建和使用包 189
10.4.2 dir()函數(shù)和__all__變量 191
10.5 引用其他模塊 192
10.5.1 引用標(biāo)準(zhǔn)模塊 192
10.5.2 引用第三方模塊 196
本章總結(jié) 204
實(shí)踐項(xiàng)目 205
第11章 異常處理與程序調(diào)試 208
11.1 什么是異常 208
11.2 異常處理語(yǔ)句 211
11.2.1 使用try…except語(yǔ)句處理異常 211
11.2.2 使用try…except…else語(yǔ)句處理
異常 213
11.2.3 使用try…except…finally語(yǔ)句處理
異常 214
11.2.4 使用raise語(yǔ)句拋出異常 215
11.3 程序調(diào)試 217
11.3.1 在IDE中使用Debug工具調(diào)試
程序 217
11.3.2 使用assert語(yǔ)句調(diào)試程序 219
本章總結(jié) 220
實(shí)踐項(xiàng)目 221
第12章 操作文件與目錄 226
12.1 操作文件 227
12.1.1 創(chuàng)建文件對(duì)象 227
12.1.2 創(chuàng)建和打開(kāi)文件 228
12.1.3 關(guān)閉文件 230
12.1.4 使用with語(yǔ)句打開(kāi)文件 230
12.1.5 讀取文件 231
12.1.6 寫(xiě)文件 234
12.1.7 刪除文件 235
12.1.8 重命名文件和目錄 236
12.1.9 獲取文件信息 237
12.2 操作目錄 240
12.2.1 os和os.path模塊 240
12.2.2 路徑 241
12.2.3 創(chuàng)建目錄 243
12.2.4 刪除目錄 245
12.2.5 遍歷目錄 245
本章總結(jié) 248
實(shí)踐項(xiàng)目 250
第13章 操作數(shù)據(jù)庫(kù) 252
13.1 數(shù)據(jù)庫(kù) 253
13.1.1 數(shù)據(jù)庫(kù)的概念 253
13.1.2 SQL語(yǔ)言概述 253
13.1.3 常用SQL語(yǔ)句 253
13.2 Python數(shù)據(jù)庫(kù)編程接口 256
13.2.1 連接對(duì)象 256
13.2.2 連接游標(biāo) 256
13.2.3 操作數(shù)據(jù)庫(kù)流程 257
13.3 使用SQLite數(shù)據(jù)庫(kù) 258
13.3.1 創(chuàng)建SQLite數(shù)據(jù)庫(kù) 258
13.3.2 操作SQLite數(shù)據(jù)庫(kù) 258
13.4 操作MySQL數(shù)據(jù)庫(kù) 261
13.4.1 下載安裝MySQL數(shù)據(jù)庫(kù) 261
13.4.2 使用MySQL Workbench管理軟件 265
13.4.3 安裝PyMySQL 268
13.4.4 連接MySQL數(shù)據(jù)庫(kù) 269
13.4.5 操作MySQL數(shù)據(jù)表 270
本章總結(jié) 272
實(shí)踐項(xiàng)目 274
第14章 綜合實(shí)戰(zhàn)項(xiàng)目 277
14.1 功能設(shè)計(jì) 277
14.1.1 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu) 277
14.1.2 系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程 277
14.2 開(kāi)發(fā)環(huán)境 278
14.2.1 開(kāi)發(fā)環(huán)境簡(jiǎn)介 278
14.2.2 程序目錄結(jié)構(gòu) 278
14.3 需求分析 278
14.3.1 用戶(hù)注冊(cè) 278
14.3.2 用戶(hù)登錄 279
14.3.3 查看小說(shuō)列表 279
14.3.4 查看收藏列表 280
14.3.5 關(guān)于我們 281
14.3.6 閱讀小說(shuō) 281
14.3.7 新增小說(shuō) 282
14.3.8 修改小說(shuō) 283
14.3.9 刪除小說(shuō) 283
14.3.10 添加收藏 284
14.3.11 閱讀收藏小說(shuō) 285
14.3.12 刪除收藏小說(shuō) 285
14.3.13 退出程序 286
14.4 詳細(xì)設(shè)計(jì) 286
14.4.1 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì) 286
14.4.2 文件保存設(shè)計(jì) 287
14.5 開(kāi)發(fā)計(jì)劃 287

1. 零基礎(chǔ)玩轉(zhuǎn)國(guó)產(chǎn)大模型DeepSeek [徐永冰 張帥 編著]
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27. 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)師章節(jié)習(xí)題與考點(diǎn)特訓(xùn) [主編 薛大龍 鄒月平]
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