Python程序設計基礎與應用(第2版)（簡體書）

前 言
Python語言由Guido van Rossum於1991年推出了第一個公開發行版本，之後迅速得到了各行各業人員的青睞。經過30多年的發展，Python語言已經滲透到統計分析、移動終端開發、科學計算可視化、系統安全、逆向工程、軟件測試與軟件分析、圖形圖像處理、人工智能、機器學習、深度學習等幾乎所有專業和領域。Python語言在各大編程語言排行榜上多年來長期名列前茅。
Python是一種免費、開源、跨平臺的高級動態編程語言，支持命令式編程、函數式編程，完全支持面向物件程序設計，擁有大量功能強大的內置物件、標準庫，以及涉及各行業領域的擴展庫，使得各領域的工程師、科研人員、策劃人員和管理人員能夠快速實現和驗證自己的思路、創意或者推測，還有更多人喜歡用Python編寫程序來完成自己工作中的一些小任務。在有些編程語言中需要編寫大量代碼才能實現的功能，在Python中只需要幾行代碼就可實現，大幅度減少了代碼量，更加容易維護。Python用戶只需要把主要精力放在業務邏輯的設計與實現上，在開發速度和運行效率之間達到了完美的平衡，其精妙之處令人贊嘆。
一個好的Python程序不僅是正確的，更是簡潔的、直觀的、漂亮的、優雅的、方便人們閱讀的，整個代碼處處體現著美，讓人賞心悅目。Python代碼對布局要求非常嚴格，尤其是使用縮進來體現代碼的邏輯關係，這一硬性要求非常有利於學習者和程序員養成一個良好的、嚴謹的習慣。除了能夠快速解決問題之外，代碼布局要求嚴格也是Python被廣泛選作教學語言的重要原因。
早在多年前，Python就已經成為卡耐基梅隆大學、麻省理工學院、加州大學伯克利分校、哈佛大學、多倫多大學等國外知名大學計算機專業或非計算機專業的程序設計入門教學語言。近幾年來國內有幾百所高等院校的多個專業陸續開設了Python程序設計有關課程，並且這個數量還在持續快速增加。目前來看，選擇Python作為程序設計入門教學語言或者作為各專業擴展課程，無疑是一個非常明智的選擇。
內容組織與閱讀建議
本書是《Python程序設計基礎與應用》的全新改版，在保持第1版系統全面、案例實用性強、代碼注釋詳細、教學配套資源豐富等特點的同時，根據教學實際，進一步在結構上、內容上、教學配套資源上進行全面升級，全書配備了長達27個小時的微課視頻（共100個，掃碼觀看），數據可視化圖形全彩呈現，並融入了思政元素（參見封面勒口二維碼），質量進一步提升。
全書共13章，主要包括Python編程基礎（第1～10章）和Python應用開發（第11～13章）兩部分內容，全部代碼適用於Python 3.5/3.6/3.7/3.8/3.9/3.10以及更高版本。
第 1 章 Python概述。簡單介紹Python語言與版本、開發環境安裝與配置、編程規範、擴展庫安裝方法、標準庫物件與擴展庫物件的導入與使用，以及_ _name_ _屬性的作用和應用。
第 2 章 內置物件、運算符、表達式、關鍵字。講解Python常用內置物件、運算符與表達式、常用內置函數和Python關鍵字。
第 3 章 Python序列結構。講解列表、列表推導式、切片操作，元組與生成器表達式，字典，集合和序列解包。
第 4 章 選擇結構與循環結構。講解條件表達式的常見形式，單分支、雙分支、多分支選擇結構以及嵌套的選擇結構，for循環與while循環，break與continue語句。
第 5 章 函數。講解函數定義與調用語法、不同類型的函數參數、傳遞參數時的序列解包、變量作用域、lambda表達式和生成器函數。
第 6 章 面向物件程序設計。講解類的定義與使用，數據成員與成員方法、屬性，繼承，特殊方法與運算符重載。
第 7 章 字符串。講解字符串編碼格式、轉義字符與原始字符串、字符串格式化的不同形式、字符串常用方法與操作、字符串常量，以及擴展庫jieba和pypinyin的用法等。
第 8 章 正則表達式。講解正則表達式語法、正則表達式模塊re的用法和Match物件等。
第 9 章 文件與文件夾操作。講解文件操作基本知識，文本文件內容操作方法，os模塊、os.path模塊與shutil模塊的用法，遞歸遍歷並處理文件夾的原理，以及Excel、Word等常見類型文件的操作。
第 10 章 異常處理結構。介紹異常的概念及常見表現形式、常用異常處理結構，以及斷言語句與上下文管理語句。
第 11 章 網絡爬蟲入門與應用。介紹HTML和JavaScript基礎，標準庫urllib以及擴展庫Scrapy、BeautifulSoup、requests在網絡爬蟲程序設計中的應用。
第 12 章 pandas數據分析與處理。講解使用Python擴展庫pandas進行數據分析的基本操作、數據分析案例與pandas的應用。
第 13 章 matplotlib數據可視化。介紹使用Python擴展庫matplotlib進行數據可視化的相關技術，包括折線圖、散點圖、餅狀圖、柱狀圖、雷達圖和箱線圖等的繪製，以及坐標軸、圖例等設置。
本書適用讀者
本書可以作為（但不限於）非計算機專業研究生、本科、專科程序設計課程教材，計算機專業程序設計基礎課程教材，以及Python愛好者自學用書。
配套資源
本書為選用教材的老師提供教學PPT、源碼、大綱、教案、習題、習題答案等全套教學資源，可通過微信公眾號“Python小屋”獲取，或發送郵件至dongfuguo2005@126.com與作者聯繫獲取

目 錄
出版說明
前言

第1章 Python概述1
1.1 Python語言簡介1
1.2 Python版本簡介1
1.3 Python開發環境安裝與配置2
1.3.1 IDLE2
1.3.2 Anaconda34
1.4 Python編程規範5
1.5 擴展庫安裝方法6
1.6 標準庫與擴展庫中物件的
導入與使用7
1.6.1 import包名/模塊名[ as 別名]7
1.6.2 from包名/模塊名import模塊名/
物件名[ as 別名]7
1.6.3 from包名/模塊名import *8
1.7 Python程序的_ _name_ _屬性8
本章小結9
本章習題9
第2章 內置物件、運算符、表達式、
關鍵字10
2.1 Python常用內置物件10
2.1.1 常量與變量11
2.1.2 整數、實數、復數12
2.1.3 字符串13
2.1.4 列表、元組、字典、集合13
2.2 Python運算符與表達式14
2.2.1 算術運算符14
2.2.2 關係運算符15
2.2.3 成員測試運算符16
2.2.4 集合運算符16
2.2.5 邏輯運算符17
2.2.6 補充說明17
2.3 Python常用內置函數用法18
2.3.1 類型轉換與判斷20
2.3.2 最值與求和22
2.3.3 基本輸入/輸出23
2.3.4 排序與逆序24
2.3.5 枚舉與迭代24
2.3.6 map()函數、reduce()函數、filter()
函數25
2.3.7 range()函數27
2.3.8 zip()函數27
2.4 Python關鍵字簡要說明28
本章小結29
本章習題29
第3章 Python序列結構30
3.1 Python序列概述30
3.2 列表30
3.2.1 列表創建與刪除31
3.2.2 列表元素訪問31
3.2.3 列表常用方法32
3.2.4 列表物件支持的運算符33
3.2.5 內置函數對列表的操作34
3.2.6 列表推導式35
3.2.7 切片37
3.3 元組與生成器表達式38
3.3.1 元組創建與元素訪問38
3.3.2 元組與列表的異同點39
3.3.3 生成器表達式39
3.4 字典40
3.4.1 字典創建與刪除40
3.4.2 字典元素的訪問41
3.4.3 字典元素的添加、修改與刪除42
3.4.4 字典應用案例43
3.5 集合44
3.5.1 集合物件的創建與刪除44
3.5.2 集合操作與運算44
3.5.3 集合應用案例45
3.6 序列解包48
本章小結49
本章習題49
第4章 選擇結構與循環結構50
4.1 條件表達式50
4.2 選擇結構50
4.2.1 單分支選擇結構50
4.2.2 雙分支選擇結構51
4.2.3 多分支選擇結構52
4.2.4 選擇結構的嵌套53
4.3 循環結構53
4.3.1 for循環與while循環53
4.3.2 break與continue語句54
4.4 綜合案例解析55
本章小結59
本章習題59
第5章 函數60
5.1 函數定義與使用60
5.1.1 基本語法60
5.1.2 遞歸函數61
5.2 函數參數62
5.2.1 位置參數62
5.2.2 默認值參數63
5.2.3 關鍵參數63
5.2.4 不定長度參數64
5.2.5 傳遞參數時的序列解包64
5.3 變量作用域65
5.4 lambda表達式66
5.5 生成器函數67
5.6 綜合案例解析68
本章小結79
本章習題79
第6章 面向物件程序設計80
6.1 類的定義與使用80
6.2 數據成員與成員方法81
6.2.1 私有成員與公有成員81
6.2.2 數據成員82
6.2.3 成員方法82
6.2.4 屬性83
6.3 繼承86
6.4 特殊方法88
6.5 綜合案例解析90
本章小結96
本章習題96
第7章 字符串97
7.1 字符串概述97
7.2 字符串編碼格式97
7.3 轉義字符與原始字符串98
7.4 字符串格式化99
7.4.1 使用%運算符進行格式化99
7.4.2 使用format()方法進行字符串
格式化100
7.4.3 格式化的字符串常量101
7.5 字符串常用方法與操作102
7.5.1 find()、rfind()、index()、rindex()、
count()102
7.5.2 split()、rsplit()103
7.5.3 join()103
7.5.4 lower()、upper()、capitalize()、
title()、swapcase()104
7.5.5 replace()、maketrans()、
translate()104
7.5.6 strip()、rstrip()、lstrip()105
7.5.7 startswith()、endswith()105
7.5.8 isalnum()、isalpha()、isdigit()、
isspace()、isupper()、islower()106
7.5.9 center()、ljust()、rjust()106
7.5.10 字符串支持的運算符107
7.5.11 適用於字符串的內置函數108
7.5.12 字符串切片108
7.6 字符串常量108
7.7 中英文分詞109
7.8 漢字到拼音的轉換109
7.9 綜合案例解析110
本章小結112
本章習題112
第8章 正則表達式113
8.1 正則表達式語法113
8.1.1 正則表達式基本語法113
8.1.2 正則表達式擴展語法115
8.2 正則表達式模塊re116
8.3 Match物件117
8.4 綜合案例解析118
本章小結119
本章習題119
第9章 文件與文件夾操作120
9.1 文件的概念及分類120
9.2 文件操作基本知識120
9.2.1 內置函數open()121
9.2.2 文件物件常用方法121
9.2.3 上下文管理語句with122
9.3 文本文件內容操作案例122
9.4 文件夾操作123
9.4.1 os模塊123
9.4.2 os.path模塊124
9.4.3 shutil模塊125
9.4.4 綜合案例解析126
9.5 Excel與Word文件操作案例128
本章小結131
本章習題131
第10章 異常處理結構132
10.1 異常的概念及常見表現形式132
10.2 常用異常處理結構135
10.2.1 tryexcept結構135
10.2.2 tryexceptelse結構136
10.2.3 tryexceptfinally結構136
10.2.4 可以捕捉多種