Python程序設計(第3版)（簡體書）

John Zelle是美國Wartburg大學數學和電腦系教授。他負責教授Python程式設計課程，並且結合多年的教學經驗編寫了本書，在美國高校受到普遍的歡迎。他還從事VR、AI等方面的研究，發表了一些機器學習方面的論文。

第 1章　電腦和程式 1

學習目標 1

1．1　通用機器 1

1．2　程式的力量 2

1．3　什麼是電腦科學 2

1．4　硬體基礎 3

1．5　編程語言 4

1．6　Python的“魔法” 6

1．7　Python程式內部 10

1．8　混沌與電腦 12

1．9　小結 13

1．10　練習 14

復習問題 14

第 2章　編寫簡單程式 17

學習目標 17

2．1　軟體發展過程 17

2．2　示例程式：溫度轉換器 18

2．3　程式要素 19

2．3．1　名稱 19

2．3．2　運算式 20

2．4　輸出語句 22

2．5　賦值語句 23

2．5．1　簡單賦值 23

2．5．2　賦值輸入 24

2．5．3　同時賦值 26

2．6　確定迴圈 27

2．7　示例程式：終值 29

2．8　小結 31

2．9　練習 32

復習問題 32

第3章　數字計算 35

學習目標 35

3．1　數值資料類型 35

3．2　類型轉換和舍入 38

3．3　使用math庫 40

3．4　累積結果：階乘 42

3．5　電腦算術的局限性 44

3．6　小結 46

3．7　練習 47

復習問題 47

第4章　物件和圖形 52

學習目標 52

4．1　概述 52

4．2　物件的目標 53

4．3　簡單圖形編程 53

4．4　使用圖形物件 56

4．5　繪製終值 60

4．6　選擇座標 64

4．7　互動式圖形 66

4．7．1　獲取滑鼠點擊 67

4．7．2　處理文本輸入 68

4．8　graphics模組參考 70

4．8．1　GraphWin對象 70

4．8．2　圖形物件 71

4．8．3　Entry對象 74

4．8．4　顯示圖像 74

4．8．5　生成顏色 75

4．8．6　控制顯示更新（高檔） 75

4．9　小結 76

4．10　練習 76

復習問題 76

第5章　序列：字串、列表和檔 81

學習目標 81

5．1　字串資料類型 81

5．2　簡單字串處理 84

5．3　列表作為序列 86

5．4　字串表示和消息編碼 87

5．4．1　字串表示 87

5．4．2　編寫編碼器 88

5．5　字串方法 89

5．5．1　編寫解碼器 89

5．5．2　更多字串方法 92

5．6　列表也有方法 93

5．7　從編碼到加密 94

5．8　輸入/輸出作為字串操作 95

5．8．1　示例應用程式：

日期轉換 95

5．8．2　字串格式化 97

5．8．3　更好的零錢計數器 99

5．9　文件處理 99

5．9．1　多行字串 100

5．9．2　文件處理 100

5．9．3　示例程式：批次處理

用戶名 103

5．9．4　文件對話方塊（可選） 103

5．10　小結 105

5．11　練習 106

復習問題 106

第6章　定義函數 111

學習目標 111

6．1　函數的功能 111

6．2　函數的非正式討論 112

6．3　帶有函數的終值程式 115

6．4　函數和參數：令人興奮的

細節 116

6．5　返回值的函數 119

6．6　修改參數的函數 122

6．7　函數和程式結構 126

6．8　小結 128

6．9　練習 129

復習問題 129

第7章　判斷結構 133

學習目標 133

7．1　簡單判斷 133

7．1．1　示例：溫度警告 133

7．1．2　形成簡單條件 135

7．1．3　示例：條件程式執行 136

7．2　兩路判斷 137

7．3　多路判斷 140

7．4　異常處理 142

7．5　設計研究：三者大 144

7．5．1　策略1：比較每個值和

所有其他值 145

7．5．2　策略2：判斷樹 146

7．5．3　策略3：順序處理 147

7．5．4　策略4：使用Python 148

7．5．5　一些經驗 148

7．6　小結 149

7．7 練習 149

復習問題 149

第8章　迴圈結構和布林值 153

學習目標 153

8．1　for迴圈：快速回顧 153

8．2　不定迴圈 154

8．3　常見迴圈模式 155

8．3．1　互動式迴圈 155

8．3．2　哨兵迴圈 156

8．3．3　文件迴圈 158

8．3．4　嵌套迴圈 160

8．4　布林值計算 161

8．4．1　布耳運算符 161

8．4．2　布林代數 163

8．5　其他常見結構 165

8．5．1　後測試迴圈 165

8．5．2　迴圈加一半 166

8．5．3　布林運算式作為判斷 166

8．6　示例：一個簡單的事件迴圈 169

8．7　小結 172

8．8　練習 173

復習問題 173

第9章　模擬與設計 177

學習目標 177

9．1　模擬短柄壁球 177

9．1．1　一個模擬問題 177

9．1．2　分析與規格說明 178

9．2　偽亂數 178

9．3　自頂向下的設計 180

9．3．1　頂層設計 180

9．3．2　關注點分離 182

9．3．3　第 二層設計 182

9．3．4　設計simNGames 183

9．3．5　第三層設計 184

9．3．6　整理完成 186

9．3．7　設計過程總結 188

9．4　自底向上的實現 188

9．4．1　單元測試 188

9．4．2　模擬結果 189

9．5　其他設計技術 190

9．5．1　原型與螺旋式開發 190

9．5．2　設計的藝術 191

9．6　小結 191

9．7 練習 192

復習問題 192

第 10章　定義類 196

學習目標 196

10．1　對象的快速復習 196

10．2　示例程式：炮彈 197

10．2．1　程式規格說明 197

10．2．2　設計程式 197

10．2．3　程式模組化 199

10．3　定義新類 200

10．3．1　示例：多面骰子 201

10．3．2　示例：Projectile類 203

10．4　用類資料處理 205

10．5　對象和封裝 207

10．5．1　封裝有用的抽象 207

10．5．2　將類放在模組中 208

10．5．3　模組文檔 208

10．5．4　使用多個模組 210

10．6　控制項 210

10．6．1　示例程式：擲骰

副程式 211

10．6．2　創建按鈕 211

10．6．3　構建骰子類 213

10．6．4　主程序 215

10．7　動畫炮彈 216

10．7．1　繪製動畫窗口 217

10．7．2　創建ShotTracker 218

10．7．3　創建輸入對話方塊 219

10．7．4　主事件迴圈 220

10．8　小結 221

10．9　練習 222

復習問題 222

第 11章　資料集合 227

學習目標 227

11．1　示例問題：簡單統計 227

11．2　應用列表 228

11．2．1　列表和陣列 229

11．2．2　列表操作 229

11．2．3　用列表進行統計 231

11．3　記錄的列表 235

11．4　用列表和類設計 237

11．5　案例分析：Python計算器 241

11．5．1　計算器作為對象 241

11．5．2　構建介面 241

11．5．3　處理按鈕 243

11．6　案例研究：更好的炮彈動畫 246

11．6．1　創建發射器 246

11．6．2　追蹤多次射擊 248

11．7　無順序集合 251

11．7．1　字典基礎 251

11．7．2　字典操作 252

11．7．3　示例程式：詞頻 253

11．8　小結 257

11．9　練習 257

復習問題 257

第 12章　面向物件設計 262

學習目標 262

12．1　OOD的過程 262

12．2　案例研究：壁球模擬 263

12．2．1　候選物件和方法 264

12．2．2　實現SimStats 265

12．2．3　實現RBallGame 266

12．2．4　實現Player 267

12．2．5　完整程式 268

12．3　案例研究：骰子撲克 270

12．3．1　程式規格說明 271

12．3．2　識別候選對象 271

12．3．3　實現模型 272

12．3．4　基於文本的UI 275

12．3．5　開發GUI 277

12．4　OO概念 282

12．4．1　封裝 282

12．4．2　多態 283

12．4．3　繼承 283

12．5　小結 284

12．6　練習 285

復習問題 285

第 13章　演算法設計與遞迴 287

學習目標 287

13．1　查找 287

13．1．1　簡單的查找問題 287

13．1．2　策略1：線性查找 288

13．1．3　策略2：二分查找 288

13．1．4　比較演算法 289

13．2　遞迴問題解決 290

13．2．1　遞迴定義 291

13．2．2　遞迴函數 292

13．2．3　示例：字串反轉 293

13．2．4　示例：重組詞 294

13．2．5　示例：快速指數 295

13．2．6　示例：二分查找 296

13．2．7　遞迴與迭代 296

13．3　排序演算法 298

13．3．1　天真的排序：選擇

排序 298

13．3．2　分而治之：歸併排序 299

13．3．3　排序比較 301

13．4　難題 303

13．4．1　漢諾依塔 303

13．4．2　停機問題 306

13．4．3　結論 308

13．5　小結 308

13．6　練習 309

復習問題 309

附錄A Python快速參考 314

附錄B 術語表 323