Python程序設(shè)計(jì)教程

本書以Python 3.0 為基礎(chǔ)編寫，融入了最新的Python 語言和編程特點(diǎn)。從理論延伸到實(shí)踐，將讀者逐步引入到Python 程序設(shè)計(jì)的精彩世界中。從基本語法入手，循序漸進(jìn)，涵蓋了Python 語言中的常見序列結(jié)構(gòu)、常見語句、函數(shù)文件、類和繼承、多線程編程、圖形界面設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用和Web 應(yīng)用等內(nèi)容。

本書采用案例引導(dǎo)的方式，每個(gè)章節(jié)精心編排了大量的案例程序，生動(dòng)形象地向?qū)W生展示了知識(shí)結(jié)構(gòu)和項(xiàng)目應(yīng)用。書中的所有程序都經(jīng)過調(diào)試運(yùn)行，保證了案例程序的正確性。

前 言

Python語言是一種計(jì)算機(jī)編程語言，作用類似于C/C++/Java/Perl/VB/Delphi等計(jì)算機(jī)編程語言，具有非常清晰易讀的語法特點(diǎn)，是一種面向?qū)ο蟮母呒?jí)語言，并且可以進(jìn)行擴(kuò)展。Python語言用途非常廣泛，支持Java和.Net技術(shù)，可以運(yùn)行在Windows、Linux、FreeBSD、Solaris等幾乎所有的操作系統(tǒng)上，也可以運(yùn)行在手機(jī)中。目前在國(guó)際上非常流行，正在得到越來越多的重視。

Python語言使用方便，不需要進(jìn)行復(fù)雜的編譯，可以進(jìn)行各種軟件的開發(fā)，比如：制作網(wǎng)站、開發(fā)圖形界面（GUI）程序、網(wǎng)絡(luò)編程、數(shù)據(jù)庫(kù)編程、圖形圖像處理、科學(xué)計(jì)算、手機(jī)編程、游戲編程等。

本書基于Python 3.0版本編寫。Python 3.0是目前Python的較新版本，相比之前的版本在部分語法上更加精煉合理，并且得到更多第三方軟件的支持，擁有更加廣闊的資源。由于Python 3.0版本在設(shè)計(jì)時(shí)沒有考慮向下兼容，因此許多早期Python版本設(shè)計(jì)的程序都無法在Python 3.0上正常執(zhí)行。本教程中的所有案例均需要在Python 3.0環(huán)境下運(yùn)行和調(diào)試。

本教程一共11章，從基本語法入手，循序漸進(jìn)，從理論延伸到實(shí)踐，將讀者逐步引入到Python程序設(shè)計(jì)的精彩世界中。第1章介紹了Python語言的特點(diǎn)，該語言的編譯器及開發(fā)環(huán)境的安裝方法以及在編程過程中的程序調(diào)試環(huán)境。第2章主要講解Python語言的變量類型和常用語句。第3章闡述了字符串、列表、元組、集合、字典等五種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和應(yīng)用。第4章介紹函數(shù)的概念、函數(shù)的定義方法以及如何調(diào)用函數(shù)。第5章介紹利用Python語言中的輸入和輸出功能、讀取和寫入的方法，以及文件內(nèi)建函數(shù)、方法、屬性及文件系統(tǒng)等內(nèi)容。第6章講解Python語言的面向?qū)ο缶幊獭５?章介紹基于Tkinter 模塊的圖形界面編程。第8章闡述線程創(chuàng)建、線程同步和線程優(yōu)先級(jí)等內(nèi)容。第9章基于SQLite數(shù)據(jù)庫(kù)和MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)，詳細(xì)介紹數(shù)據(jù)庫(kù)的創(chuàng)建、查詢和修改等內(nèi)容。第10章講解網(wǎng)絡(luò)中最常用的套接字和郵件服務(wù)等網(wǎng)絡(luò)編程和應(yīng)用。第11章講述Web開發(fā)，介紹與Python Web開發(fā)技術(shù)相關(guān)的WSGI框架和模板的使用。

全書由重慶電子工程職業(yè)學(xué)院的李治國(guó)、武春嶺任主編，唐乾林、梁雪梅、魯先志、周璐璐、趙怡為副主編。中國(guó)水利水電出版社的寇文杰編輯對(duì)本書的出版給予了大力支持。在此，謹(jǐn)向?yàn)楸緯�出版付出辛勤勞�?dòng)的同志表示感謝。

由于編者水平有限，書中不足之處和錯(cuò)誤在所難免，懇請(qǐng)廣大讀者批評(píng)指正，我們將在再版時(shí)及時(shí)改進(jìn)。編者的E-mail：578774623@qq.com。

編 者

2018年4月

前言

第1章 Python概述 1
1.1 Python語言概述 1
1.1.1 什么是Python語言 1
1.1.2 Python語言特點(diǎn) 2
1.2 Python開發(fā)環(huán)境的安裝與配置 2
1.2.1 Python安裝 3
1.2.2 環(huán)境變量配置 3
1.3 IDLE編程環(huán)境 4
1.3.1 通過交互模式進(jìn)行編程 5
1.3.2 通過腳本模式進(jìn)行編程 5
1.3.3 使用IDLE的調(diào)試器 6
1.4 PyCharm編程環(huán)境 7
習(xí)題 10
第2章 Python程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 12
2.1 Python基本語法 12
2.1.1 標(biāo)識(shí)符 12
2.1.2 程序注釋 12
2.1.3 代碼塊和組 13
2.1.4 基本輸出語句 14
2.2 變量和數(shù)字類型 14
2.2.1 變量 14
2.2.2 數(shù)據(jù)類型 15
2.2.3 數(shù)字類型轉(zhuǎn)換 15
2.3 使用解釋器 16
2.3.1 交互式編程 16
2.3.2 腳本式編程 16
2.4 運(yùn)算符和優(yōu)先級(jí) 17
2.4.1 運(yùn)算符 17
2.4.2 優(yōu)先級(jí) 21
2.5 條件控制語句 21
2.5.1 if語句 22
2.5.2 if嵌套 23
2.6 循環(huán)語句 24
2.6.1 while語句 24
2.6.2 for語句 26
2.6.3 break和continue語句 28
2.7 迭代器和生成器 31
2.7.1 迭代器 31
2.7.2 生成器 32
習(xí)題 32
第3章 序列數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 34
3.1 字符串 34
3.1.1 字符串查詢 34
3.1.2 字符串更新 35
3.1.3 轉(zhuǎn)義字符 35
3.1.4 字符串運(yùn)算符 36
3.1.5 字符串格式化 38
3.2 列表 38
3.2.1 列表賦值 39
3.2.2 列表查詢 39
3.2.3 列表更新 39
3.2.4 列表元素刪除 40
3.2.5 列表操作符 41
3.2.6 列表嵌套 42
3.3 元組 42
3.3.1 元組查詢 43
3.3.2 元組修改 43
3.3.3 刪除元組 43
3.3.4 元組運(yùn)算符 44
3.4 集合 45
3.4.1 集合創(chuàng)建 45
3.4.2 集合運(yùn)算 45
3.5 字典 46
3.5.1 字典查詢 47
3.5.2 字典修改 48
3.5.3 字典元素刪除 48
3.5.4 字典的特性 48
習(xí)題 49
第4章 函數(shù)和模塊 51
4.1 函數(shù) 51
4.1.1 函數(shù)定義 51
4.1.2 函數(shù)調(diào)用 52
4.2 參數(shù)傳遞 54
4.2.1 參數(shù)傳遞對(duì)象 54
4.2.2 參數(shù)傳遞類型 55
4.3 匿名函數(shù) 58
4.4 返回值 58
4.5 變量作用域 59
4.5.1 作用域的范圍 59
4.5.2 全局變量和局部變量 59
4.5.3 global和nonlocal關(guān)鍵字 60
4.6 模塊 61
4.6.1 模塊定義 61
4.6.2 模塊導(dǎo)入 62
4.7 標(biāo)準(zhǔn)模塊 63
4.8 時(shí)間模塊 63
4.8.1 時(shí)間戳 63
4.8.2 獲取當(dāng)前時(shí)間 64
4.8.3 獲取格式化時(shí)間 64
4.8.4 格式化日期 64
4.8.5 獲取某月日歷 66
習(xí)題 66
第5章 輸入輸出和文件 68
5.1 輸入輸出 68
5.1.1 輸出格式 68
5.1.2 鍵盤輸入 70
5.2 文件操作 70
5.2.1 open()函數(shù) 70
5.2.2 close()函數(shù) 71
5.2.3 文件對(duì)象屬性 72
5.3 文件對(duì)象操作 73
5.3.1 read()函數(shù) 73
5.3.2 write()函數(shù) 73
5.3.3 readline()函數(shù) 74
5.3.4 next()函數(shù) 74
5.3.5 seek()函數(shù) 75
5.3.6 tell()函數(shù) 76
習(xí)題 77
第6章 面向?qū)ο缶幊?78
6.1 創(chuàng)建類 78
6.1.1 類的定義 78
6.1.2 類的實(shí)例化 78
6.1.3 類的方法 79
6.1.4 構(gòu)造方法 80
6.1.5 私有屬性和方法 80
6.2 繼承 82
6.2.1 繼承的定義和特征 82
6.2.2 單繼承 83
6.2.3 多繼承 84
6.2.4 方法重寫 85
6.2.5 運(yùn)算符重載 86
習(xí)題 88
第7章 GUI編程 90
7.1 Tkinter模塊功能 90
7.1.1 創(chuàng)建一個(gè)GUI程序 90
7.1.2 Tkinter控件簡(jiǎn)介 91
7.2 Tkinter圖形界面控件 92
7.2.1 Label控件 92
7.2.2 Button控件 93
7.2.3 Canvas控件 94
7.2.4 Checkbutton控件 95
7.2.5 Radiobutton控件 98
7.2.6 Entry控件 101
7.2.7 Combobox控件 102
7.2.8 ScrolledText控件 104
7.2.9 Menu控件 108
7.2.10 Frame控件 109
7.3 事件響應(yīng) 113
7.3.1 鼠標(biāo)事件 113
7.3.2 鍵盤事件 115
習(xí)題 117
第8章 多線程編程 119
8.1 進(jìn)程和線程簡(jiǎn)介 119
8.1.1 進(jìn)程和線程的概念 119
8.1.2 進(jìn)程與線程之間的關(guān)系 119
8.2 線程創(chuàng)建 120
8.2.1 函數(shù)方法創(chuàng)建線程 120
8.2.2 用threading模塊創(chuàng)建線程 121
8.3 線程同步 123
8.3.1 線程鎖 123
8.3.2 threading.RLock和threading.Lock
的區(qū)別 126
8.3.3 BoundedSemaphore 126
8.3.4 event 128
8.3.5 conditions 130
8.3.6 barriers 132
8.4 Queue模塊 133
8.4.1 FIFO隊(duì)列 133
8.4.2 LIFO隊(duì)列 133
習(xí)題 137
第9章 數(shù)據(jù)庫(kù)編程 139
9.1 數(shù)據(jù)庫(kù)簡(jiǎn)介 139
9.1.1 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)管理 139
9.1.2 關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù) 140
9.2 SQLite數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用 141
9.2.1 關(guān)于SQLite數(shù)據(jù)庫(kù) 141
9.2.2 連接SQLite數(shù)據(jù)庫(kù) 141
9.2.3 創(chuàng)建表 142
9.2.4 刪除表 144
9.2.5 向表中添加數(shù)據(jù) 144
9.2.6 查找數(shù)據(jù) 145
9.2.7 更新數(shù)據(jù) 146
9.2.8 刪除數(shù)據(jù) 148
9.3 MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用 149
9.3.1 關(guān)于MySQL數(shù)據(jù)庫(kù) 149
9.3.2 安裝MySQL數(shù)據(jù)庫(kù) 149
9.3.3 安裝PyMySQL模塊 151
9.3.4 連接數(shù)據(jù)庫(kù) 152
9.3.5 創(chuàng)建表 152
9.3.6 插入數(shù)據(jù) 153
9.3.7 查詢數(shù)據(jù) 154
9.3.8 更新數(shù)據(jù) 155
9.3.9 刪除數(shù)據(jù) 156
習(xí)題 156
第10章 網(wǎng)絡(luò)編程應(yīng)用 158
10.1 Socket編程 158
10.1.1 套接字模塊 158
10.1.2 編寫一個(gè)簡(jiǎn)單的服務(wù)器 160
10.2 郵件服務(wù)程序 161
10.2.1 發(fā)送普通電子郵件 162
10.2.2 發(fā)送HTML電子郵件 163
10.2.3 發(fā)送帶附件的電子郵件 164
10.2.4 在HTML文本中添加圖片 165
習(xí)題 166
第11章 Web開發(fā) 168
11.1 Web服務(wù)簡(jiǎn)介 168
11.1.1 HTTP協(xié)議 169
11.1.2 HTTP跟蹤 170
11.1.3 HTTP格式 170
11.2 超文本 171
11.2.1 HTML 171
11.2.2 CSS 172
11.2.3 JavaScript 174
11.3 WSGI接口 175
11.3.1 WSGI接口介紹 175
11.3.2 運(yùn)行WSGI服務(wù) 176
11.4 Web框架 178
11.4.1 Flask框架簡(jiǎn)介 178
11.4.2 Flask框架應(yīng)用 178
11.5 模板 181
11.5.1 模板的功能 181
11.5.2 MVC框架 181
11.5.3 MVC應(yīng)用 182
習(xí)題 184
參考文獻(xiàn) 185

1. 嵌入式人工智能技術(shù)應(yīng)用（數(shù)字教材） [主編 胡娜 楊國(guó)勇 晏廷榮]
2. Java面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì) [主編 姜春磊 陳虹潔]
3. C語言程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)與實(shí)訓(xùn)（第二版） [主編 倪燃]
4. Python程序設(shè)計(jì)及實(shí)踐教程 [肖朝暉]
5. C語言程序設(shè)計(jì) [魏琴 劉祖珉 趙仕波 肖陽春]
6. C語言程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教程 [張小剛 司春景]
7. 電氣控制與PLC程序設(shè)計(jì)（第二版） [胡冠山]
8. Java Web項(xiàng)目化設(shè)計(jì)實(shí)踐教程 [邱云 曾陳萍]
9. 人工智能開發(fā)框架應(yīng)用 [主編 王明超 蘆婭云]
10. C語言程序設(shè)計(jì)（第三版） [主編 丁紅 王立新 蔡開立]
11. 民航客艙服務(wù)實(shí)用英語教程 [主編 田靜 徐亞玲]
12. Python數(shù)據(jù)分析 [主編　馮志輝　趙磊　李放]
13. 大學(xué)信息技術(shù) [曾翰穎 編著]
14. Python程序設(shè)計(jì)與應(yīng)用（第二版） [主編 張廣淵]
15. 多維視域下的高校籃球教學(xué)創(chuàng)新研究 [張利超 李寧 著]
16. 創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練實(shí)踐教程 [主編 王日華 陳武 黃喆誠(chéng)]
17. 實(shí)用運(yùn)籌學(xué) [主編　邢育紅　于晉臣]
18. 電子技術(shù)（第二版） [主編 覃愛娜 李飛]
19. C程序設(shè)計(jì)實(shí)踐教程 [劉衛(wèi)國(guó)]
20. C程序設(shè)計(jì)（慕課版） [劉衛(wèi)國(guó)]
21. 程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)實(shí)踐教程（C/C++語言版） [張桂芬 葛麗娜]
22. C++案例項(xiàng)目精講 [主編 楊國(guó)興]
23. 勞動(dòng)爭(zhēng)議處理實(shí)務(wù) [主編 王秀卿 羅靜]
24. 工程數(shù)學(xué) [主編 郭立娟 王海]
25. 語音識(shí)別理論與實(shí)踐 [主編　莫宏偉]
26. 武術(shù)基礎(chǔ)教程 [主編 李代勇 謝志民]
27. 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn)教程 [主編 張浩軍 趙玉娟]
28. 畫法幾何與機(jī)械制圖習(xí)題集（多學(xué)時(shí)） [主編 趙軍]
29. SwiftUI完全開發(fā) [李智威 著]
30. 電工電子技術(shù)基礎(chǔ) [主編 劉 軍 楊國(guó)龍 劉天成]