Python程序設計基礎(原書第4版)（簡體書）

本書旨在教會讀者如何使用Python語言進行程序設計以及解決問題。書中配有大量淺顯易懂的實例、偽代碼、流程圖，各章還附有學習案例，旨在通過逐步解析的方式幫助讀者掌握解決問題的方法。本書從計算機的工作原理、數據的存與備份等基礎知識引入，先對Python語言的交互模式、腳本模式以及IDLE環境進行概述，然後依次介紹Python的決策結構和布爾邏輯、文件和異常、列表和元組、類和面向對象編程等知識，最後還介紹了事件驅動的GUI編程。

托尼‧加迪斯，海伍德社區學院高級講師。

出版者的話
譯者序
前言
第1章　計算機與編程 1
1.1　簡介 1
1.2　硬件和軟件 2
1.2.1　硬件 2
1.2.2　軟件 4
1.3　計算機如何存儲數據 5
1.3.1　存儲數字 6
1.3.2　存儲字符 7
1.3.3　高級數字存儲 8
1.3.4　其他類型的數據 8
1.4　程序如何工作 9
1.4.1　從機器語言到匯編語言 11
1.4.2　高級語言 11
1.4.3　關鍵字、操作符和語法概述 12
1.4.4　編譯器和解釋器 13
1.5　使用Python 14
1.5.1　安裝Python 14
1.5.2　Python解釋器 14
1.5.3　交互模式 15
1.5.4　在腳本模式下編寫和運行Python程序 16
1.5.5　IDLE編程環境 16
複習題 17
第2章　輸入、處理與輸出 20
2.1　設計一個程序 20
2.1.1　程序開發週期 20
2.1.2　設計過程中的更多技術細節 21
2.1.3　理解程序將要完成的任務 21
2.1.4　決定為完成任務所需採取的步驟 21
2.1.5　偽碼 22
2.1.6　流程圖 22
2.2　輸入、處理與輸出 23
2.3　用print函數顯示輸出 24
2.4　注釋 26
2.5　變量 27
2.5.1　用賦值語句創建變量 27
2.5.2　變量命名規則 29
2.5.3　用print函數顯示多項內容 30
2.5.4　變量再賦值 30
2.5.5　數值數據類型和數值文本 31
2.5.6　用數據類型str來存儲字符串 32
2.6　從鍵盤讀取輸入 34
2.7　執行計算 37
2.7.1　浮點數除法與整數除法 39
2.7.2　運算符的優先級 39
2.7.3　用圓括號將運算分組 40
2.7.4　指數運算符 42
2.7.5　求餘運算符 42
2.7.6　將數學公式轉換成程序語句 43
2.7.7　混合數據類型的表達式與數據類型轉換 45
2.7.8　長語句拆分 46
2.8　關於數據輸出的更多介紹 47
2.8.1　抑制print函數的換行功能 47
2.8.2　指定一個輸出項分隔符 47
2.8.3　轉義字符 48
2.8.4　用運算符+來顯示多個輸出項 49
2.8.5　數據格式化 49
2.8.6　科學記數法形式的格式化 50
2.8.7　插入逗號分隔符 51
2.8.8　指定最小域寬 51
2.8.9　格式化浮點數為百分數形式 52
2.8.10　格式化整數 52
2.9　有名常量 53
2.10　機器龜圖形庫簡介 54
2.10.1　使用機器龜來畫線 55
2.10.2　機器龜的轉向 55
2.10.3　將機器龜的朝向設置為特定的角度 57
2.10.4　獲取機器龜的當前朝向 57
2.10.5　畫筆的抬起和放下 57
2.10.6　繪製圓和點 58
2.10.7　修改畫筆的寬度 59
2.10.8　改變畫筆的顏色 59
2.10.9　修改背景的顏色 59
2.10.10　重新設置屏幕 59
2.10.11　指定圖形窗口的大小 59
2.10.12　移動機器龜到指定的位置 60
2.10.13　獲取機器龜的當前位置 60
2.10.14　控制機器龜的動畫速度 61
2.10.15　隱藏機器龜 61
2.10.16　在圖形窗口中顯示文本 61
2.10.17　圖形填充 62
2.10.18　用命令turtle.done()來保持圖形窗口的開放狀態 63
複習題 70
第3章　選擇結構與布爾邏輯 76
3.1　if語句 76
3.1.1　布爾表達式與關係運算符 77
3.1.2　綜合應用 79
3.2　if-else語句 82
3.3　字符串比較 84
3.4　嵌套的選擇結構與if-elif-else語句 88
3.4.1　測試一組條件 91
3.4.2　if-elif-else語句 93
3.5　邏輯運算符 94
3.5.1　運算符and 95
3.5.2　運算符or 95
3.5.3　短路定值 96
3.5.4　運算符not 96
3.5.5　再次分析判定貸款資格的程序 96
3.5.6　又一個判定貸款資格的程序 97
3.5.7　用邏輯運算符檢查數據範圍 98
3.6　布爾變量 99
3.7　機器龜圖形庫：判斷機器龜的狀態 100
3.7.1　獲取機器龜的位置 100
3.7.2　獲取機器龜的朝向 100
3.7.3　檢測畫筆是否被放下 101
3.7.4　判斷機器龜是否可見 101
3.7.5　獲取當前顏色 101
3.7.6　獲取畫筆的線寬 102
3.7.7　獲取機器龜的畫線速度 102
複習題 107
第4章　循環結構 114
4.1　循環結構簡介 114
4.2　while循環：條件控制的循環 115
4.2.1　while循環是先測試的循環 117
4.2.2　無限循環 119
4.3　for循環：計數控制的循環 120
4.3.1　在for循環中使用range函數 122
4.3.2　在循環內部使用目標變量 123
4.3.3　讓用戶控制循環迭代 126
4.3.4　生成一個取值範圍從高到低的迭代序列 127
4.4　計算累加和 128
4.5　標記 131
4.6　驗證輸入的循環 133
4.7　嵌套循環 137
4.8　機器龜圖形庫：用循環語句進行繪圖設計 142
複習題 145
第5章　函數 150
5.1　函數簡介 150
5.1.1　使用函數模塊化程序的好處 150
5.1.2　void函數和有返回值函數 151
5.2　定義和調用void函數 152
5.2.1　函數名 152
5.2.2　定義和調用函數 152
5.2.3　Python的縮進 155
5.3　使用函數設計程序 156
5.3.1　使用函數流程圖化程序 156
5.3.2　自頂向下的設計 157
5.3.3　層次圖 157
5.3.4　暫停執行直到用戶按
　Enter鍵 160
5.4　局部變量 160
5.5　向函數傳遞參數 162
5.5.1　參數變量的作用域 164
5.5.2　傳遞多個參數 165
5.5.3　改變參數 166
5.5.4　關鍵字參數 168
5.6　全局變量和全域常量 169
5.7　有返回值的函數簡介：生成隨機數 172
5.7.1　標準庫函數和import語句 173
5.7.2　產生隨機數 173
5.7.3　交互模式下的隨機數實驗 176
5.7.4　randrange、random和uniform函數 179
5.7.5　隨機數種子 179
5.8　自己編寫有返回值的函數 181
5.8.1　充分利用return語句 182
5.8.2　如何使用有返回值的函數 182
5.8.3　使用IPO圖 184
5.8.4　返回字符串 187
5.8.5　返回布爾值 188
5.8.6　返回多個值 189
5.9　math模塊 190
5.10　在模塊中存儲函數 192
5.11　機器龜圖形庫：使用函數模塊化代碼 195
複習題 200
第6章　文件和異常 208
6.1　文件輸入和輸出簡介 208
6.1.1　文件類型 209
6.1.2　文件訪問方法 210
6.1.3　文件名和文件對象 210
6.1.4　打開文件 211
6.1.5　指定文件的位置 211
6.1.6　將數據寫入文件 212
6.1.7　從文件讀取數據 213
6.1.8　將換行符連接到字符串 215
6.1.9　讀取字符串並刪除其中的換行符 216
6.1.10　將數據追加到已有文件 217
6.1.11　讀寫數值數據 218
6.2　使用循環處理文件 221
6.2.1　使用循環讀取文件並檢查文件的結尾 221
6.2.2　使用Python的for循環讀取多行 223
6.3　處理記錄 227
6.4　異常 237
6.4.1　處理多個異常 242
6.4.2　使用except語句捕獲所有異常 243
6.4.3　顯示異常的默認錯誤信息 244
6.4.4　else語句 245
6.4.5　f?inally語句 246
6.4.6　如果異常沒有被處理怎麼辦 247
複習題 247
第7章　列表和元組 251
7.1　序列 251
7.2　列表簡介 251
7.2.1　重複運算符 252
7.2.2　使用for循環在列表上迭代 253
7.2.3　索引 253
7.2.4　len函數 254
7.2.5　列表是可變的 254
7.2.6　連接列表 256
7.3　列表切片 257
7.4　使用in操作符在列表中查找元素 259
7.5　列表方法和有用的內置函數 261
7.5.1　del語句 265
7.5.2　min和max函數 265
7.6　複製列表 266
7.7　處理列表 267
7.7.1　計算列表中的數值之和 269
7.7.2　計算列表中數值的平均值 269
7.7.3　將列表作為參數傳遞給函數 270
7.7.4　從函數返回一個列表 271
7.7.5　處理列表和文件 274
7.8　二維列表 277
7.9　元組 280
7.9.1　重點是什麼 281
7.9.2　列表和元組間的轉換 282
7.10　使用matplotlib包畫出列表數據 282
7.10.1　導入pyplot模塊 283
7.10.2　繪製折線圖 283
7.10.3　繪製條形圖 290
7.10.4　繪製餅圖 293
複習題 296
第8章　深入字符串 302
8.1　字符串的基本操作 302
8.1.1　訪問字符串中的單個字符 302
8.1.2　字符串連接 305
8.1.3　字符串是不可變的 306
8.2　字符串切片 307
8.3　測試、搜索和操作字符串 311
8.3.1　使用in和not in測試字符串 311
8.3.2　字符串方法 311
8.3.3　重複操作符 318
8.3.4　分割字符串 319
複習題 321
第9章　字典和集合 326
9.1　字典 326
9.1.1　創建字典 326
9.1.2　從字典中檢索值 327
9.1.3　使用in和not操作符測試字典中的值 327
9.1.4　向已有字典中添加元素 328
9.1.5　刪除元素 329
9.1.6　獲取字典中元素的數量 329
9.1.7　字典中數據類型的混合 330
9.1.8　創建空字典 331
9.1.9　使用for循環遍歷字典 331
9.1.10　常用字典方法 332
9.2　集合 344
9.2.1　創建集合 345
9.2.2　獲取集合中元素的數量 345
9.2.3　添加和刪除元素 346
9.2.4　使用for循環在集合上迭代 347
9.2.5　使用in和not in操作符判斷集合中的值 348
9.2.6　求集合的並集 348
9.2.7　求集合的交集 349
9.2.8　求兩個集合的差集 349
9.2.9　求集合的對稱差集 350
9.2.10　求子集和超集 350
9.3　序列化對象 354
複習題 359
第10章　類與面向對象編程 365
10.1　面向過程和面向對象程序設計 365
10.1.1　對象可重用性 366
10.1.2　一個常見的對象例子 366
10.2　類 367
10.2.1　類定義 368
10.2.2　隱藏屬性 373
10.2.3　在模塊中存儲類 375
10.2.4　BankAccount類 376
10.2.5　_?_str_?_方法 379
10.3　使用實例 381
10.3.1　Accessor和Mutator方法 385
10.3.2　傳遞對象作為參數 388
10.4　設計類的技巧 400
10.4.1　統一建模語言 400
10.4.2　使用類解決問題 400
10.4.3　確定一個類的任務 405
10.4.4　這僅僅是開始 408
複習題 408
第11章　繼承 413
11.1　繼承簡介 413
11.1.1　泛化和特殊化 413
11.1.2　繼承和is a關係 413
11.1.3　UML圖中的繼承 420
11.2　多態 424
複習題 430
第12章　遞歸 432
12.1　遞歸簡介 432
12.2　遞歸求解問題 434
12.2.1　使用遞歸計算階乘 434
12.2.2　直接遞歸和間接遞歸 436
12.3　遞歸算法示例 437
12.3.1　遞歸求解列表中元素的和 437
12.3.2　斐波那契數列 438
12.3.3　求最大公約數 439
12.3.4　漢諾塔 440
12.3.5　遞歸與循環 443
複習題 443
第13章　GUI編程 446
13.1　GUI 446
13.2　tkinter模塊 447
13.3　Labe