AI助力Python編程做與學（簡體書）

本書以智能時代為背景，介紹如何利用人工智能技術輔助Python的開發，更好更高效地解決實際問題。全書內容分為5章：讓Python在機器上跑起來、熟悉Python語言、用Python對接API、掌握編寫代碼的能力、用Python程序實現人機交互。本書以任務為驅動，並且案例都來源於生活和工作的實際場景。“做”與“學”相結合，將理論知識和實際操作呈現給讀者，生動有趣地介紹了從安裝Python等入門知識，到用簡短代碼解決各種應用場景中的大問題的技能提升。內容系統全面。本書適合學習Python語言編程的入門讀者閱讀，也適合Python編程技能提升的讀者使用。

以任務為驅動，用“做”和“學”結合的方式，講理論知識和實際操作緊密結合，不枯燥、不乏味，讓讀者直接感受到學以致用。作者將人工智能技術直接導入Python編程裡，讓Python功能更強大，代碼更簡潔。

Python語言在過去幾十年中發展迅速，成為如今最流行的編程語言之一。Python既易於學習，又極具擴展性。它支持面向物件編程，結合豐富的庫支持，廣泛應用於網絡開發、數據分析、人工智能等諸多領域。
順應人工智能和大數據的發展，本書以智能時代為背景，介紹如何利用人工智能技術輔助Python開發，不再需要過多精益求精的語法和編程技巧，只需通過修改、調試，使用智能工具來拼湊出應用程序。本書旨在幫助讀者在最短時間內上手Python，並且能夠迅速開發出實際應用。相信這種新的開發模式將徹底顛覆傳統的開發思想。
本書注重以項目為驅動，構建了完整的案例體系。各章案例應用面廣，都來源於生活和工作的實際場景。本書案例降低了學習難度，並且書中代碼簡潔，行數少，功能強大，讀者能夠快速上手。本書內容不僅有基礎知識，還將人工智能技術納入案例，拓寬讀者視野。
具體特點如下。
·豐富的案例應用，涵蓋日常工作生活各個場景，從文字識別、視頻下載到物流跟蹤等，幫助讀者快速把握Python在實際項目中的運用。
·每個案例都有“做”和“學”兩個部分，通過實實在在的案例讓讀者第一時間體驗 Python 解決問題的力量，而後再以簡潔易懂的語法講解幫助內化知識。在這種“做”和“學”並重的章節設置中，“做”部分通過簡單、通俗的代碼實現功能，激發學習熱情；“學”部分則結合實例講解相關語法知識點，有利於深入理解。
·案例代碼行數短小，體現極致式表達能力。大部分案例可以僅用很少的幾行代碼實現，直觀展示Python高效簡潔的特點。這不僅可幫助讀者快速上手，也培養了讀者用少量代碼實現功能的能力。
·引入智能化思想，運用人工智能輔助開發，讓開發效率翻倍。讀者不僅可以進行傳統開發，還可以通過API接入各大模型平臺，無須學習複雜細致的語法知識，就可以完成開發任務。
·每章均配有“練一練”項目，它可以幫助讀者主動運用知識，鞏固學習效果。督導讀者思考拓展案例，助力知識應用和歸納。
·每章結束有詳細總結，回顧本章學習重點和難點。通過復盤回顧驅動讀者總結本章所學內容，系統梳理知識點，提升知識掌握度。
本書適合學習Python語言編程的入門讀者閱讀，也適合Python編程技能提升的讀者使用。
由於時間倉促，書中難免有不妥之處，望請讀者批評指正！

編者　

導讀 為什麼要學習Python 001

第1章 讓Python在機器上跑起來 003
1.1 跟我做：安裝Anaconda 004
1.1.1 跟我學：Python虛環境 005
1.1.2 跟我學：用Anaconda界面管理Python虛環境 006
1.1.3 跟我學：用Anaconda命令行管理Python虛環境 007
1.2 跟我做：安裝Python開發工具 007
1.3 跟我做：一行命令創建FTP服務器，並共享計算機文件 008
1.3.1 跟我學：主動模式下連接FTP服務器的方法 010
1.3.2 跟我學：了解Python命令後面的參數 012
1.3.3 跟我學：什麼是模塊 012
1.3.4 跟我學：第三方模塊的安裝方法 013
1.3.5 跟我做：為Anaconda添加國內鏡像 014
1.4 跟我做：在Spyder中編寫代碼，獲取本機IP 015
1.4.1 跟我學：快速了解Spyder運行功能 017
1.4.2 使用Python的“幫助” 018
1.4.3 跟我做：用命令行啟動Python程序，並傳入參數 019
1.4.4 跟我做：用Spyder啟動Python程序，並傳入參數 019
1.4.5 練一練：完成一個被動模式的FTP服務器 020
1.5 總結 021

第2章 熟悉Python語言 022
2.1 跟我做：2行代碼將漢字轉成拼音，幫小學生復習生字 023
2.1.1 跟我學：快速掌握列表類型 023
2.1.2 跟我學：活用print語法與字符串 024
2.1.3 跟我學：精通模塊的多種導入方式 029
2.1.4 跟我做：從GitHub上直接導入模塊 031
2.1.5 跟我做：一行代碼實現所有模塊自動導入 032
2.2 跟我做：3行代碼實現OCR——圖片轉文字 033
2.2.1 跟我學：Python中的“序列”類型操作 035
2.2.2 跟我學：列表推導式 036
2.3 跟我做：6行代碼將運行結果導入到Word文檔中 037
2.3.1 跟我學：了解字符串類型的常用函數 038
2.3.2 跟我學：f-string形式的格式化用法 039
2.3.3 跟我學：了解字符串中的轉義字符 041
2.4 跟我做：4行代碼實現TTS——朗讀文字 044
2.4.1 跟我學：用for語句了解更多TTS模塊屬性 044
2.4.2 跟我學：精通Python語法中的循環處理及使用策略 045
2.4.3 練一練：用TTS自定義聲音朗讀英文 047
2.4.4 跟我學：了解Python中的類 048
2.4.5 跟我學：類的實例化 049
2.4.6 跟我學：了解Python中的子類 051
2.4.7 跟我做：以類的方式將PPT中的文字提取到Word裡 053
2.5 跟我做：3行代碼實現可以上傳圖片的web網站 055
2.5.1 跟我學：了解Python語言中變量的本質——物件 057
2.5.2 練一練：嘗試使用Python語言中與類型相關的其他函數 059
2.6 總結 059
2.6.1 練一練：編寫程序實現生字測試試卷 059
2.6.2 練一練：編寫程序實現自動聽寫訓練 059
2.6.3 練一練：借助ChatGPT實現一個給小朋友讀故事的機器人 060

第3章 用Python對接API 062
3.1 跟我做：使用API接入ChatGPT——實現程序可控的聊天機器人 063
3.1.1 跟我學：了解ChatGPTAPI模塊的返回格式——字典類型 064
3.1.2 跟我學：了解openai模塊的更多功能 066
3.1.3 跟我學：了解更多國內AIGC大模型平臺所提供的API服務 066
3.2 跟我做：3行代碼實現摳圖功能 069
3.2.1 跟我學：基於網絡請求的方法調用API 071
3.2.2 練一練：利用網絡請求調用API的方式實現將人物照片轉成動漫 071
3.2.3 跟我學：用Python語言對文件進行操作 073
3.2.4 跟我學：使用with語句簡化代碼 076
3.2.5 跟我做：本地部署摳圖模型 077
3.3 跟我做：4行代碼下載任意視頻 079
3.3.1 跟我做：格式化URL的視頻信息 083
3.3.2 跟我做：用Pandas模塊處理URL的視頻信息 085
3.3.3 練一練：借助ChatGPT完成手動下載音、視頻文件，並進行合並 088
3.3.4 跟我做：4行代碼實現自動發送郵件 089
3.3.5 練一練：製作一個在線服務，提取視頻文件並轉存到郵箱 092
3.4 跟我做：本地部署語音識別模型，並提供API服務 092
3.4.1 跟我做：從麥克風錄音，並對其進行語音識別 094
3.4.2 跟我學：了解Python中的函數 096
3.4.3 跟我學：了解Base64編碼 097
3.4.4 跟我學：了解Python中的異常處理 100
3.4.5 跟我做：4行代碼從音頻文件中提取文字 105
3.5 跟我做：本地部署大語言模型，並實現類似ChatGPT功能 107
3.5.1 跟我學：用量化技術降低大語言模型對算力的需求 110
3.5.2 跟我學：更靈活地運行大語言模型 111
3.5.3 跟我做：實現基於web界面的本地大語言模型 115
3.5.4 跟我做：部署本地大語言模型並提供與ChatGPT相同的API服務 117
3.5.5 跟我學：了解Python中的requirements.txt 120
3.5.6 跟我學：了解獲取更多前沿大模型的渠道 122
3.6 總結 122
3.6.1 練一練：本地部署圖像修復工具，支持擦除並替換圖片上的任何東西 123
3.6.2 練一練：實現一個提取視頻字幕的全自動工具 123

第4章 掌握編寫代碼的能力 124
4.1 跟我做：15行代碼實現拼接身份證反正面的web程序 125
4.1.1 跟我學：為函數添加默認參數 126
4.1.2 跟我學：掌握函數調用的更多方式? 127
4.2 跟我做：用封裝模塊的方式為圖片加水印? 132
4.2.1 跟我學：了解模塊的屬性 134
4.2.2 跟我做：17行代碼為加水印函數添加web交互功能? 135
4.2.3 跟我學：了解模塊的導入限制? 136
4.2.4 跟我做：為圖片添加隱藏水印? 137
4.3 跟我做：30行代碼實現人臉檢測 138
4.3.1 跟我學：了解更高效的數據處理模塊——NumPy 140
4.3.2 跟我學：全面掌握圖像處理模塊——Pillow 141
4.3.3 跟我做：40行代碼實現按證件照尺寸裁剪圖片 146
4.3.4 跟我學：掌握Python中的文件名處理 148
4.4 跟我做：20行代碼為1寸照片換底色 150
4.4.1 跟我學：全面掌握NumPy模塊 151
4.4.2 跟我學：用GPU優化NumPy模塊的運算速度 160
4.4.3 跟我做：9行代碼實現美顏功能 162
4.4.4 跟我做：10行代碼實現基於web的微調美顏功能? 163
4.5 總結 165
4.5.1 練一練：實現一個端到端的證件照製作web程序? 166

第5章 用Python程序實現人機交互 167
5.1 跟我做：用Python實現交互式前端，管理自己的運動計劃 168
5.1.1 跟我學：了解條件判斷語句（if、else）的妙用 170
5.1.2 跟我學：認識Python中的匿名函數——lambda 171
5.1.3 跟我學：了解匿名函數與可迭代函數 172
5.1.4 跟我學：了解Python中的偏函數、工廠函數、閉合函數以及裝飾器語法 175
5.2 跟我做：用Python實現大屏程序 180
5.2.1 跟我學：快速上手Flask框架 182
5.2.2 跟我學：了解大屏程序的數據加載過程 184
5.2.3 跟我學：掌握類方法中的super()函數 187
5.2.4 跟我學：使用裝飾器實現類的私有化 190
5.2.5 跟我學：了解Flask與HTML模板的數據交互 196
5.2.6 跟我做：改變大屏程序的顯示圖表 198
5.3 跟我做：用Python開發基於桌面的GUI交互工具 202
5.3.1 跟我做：將Python代碼變成可執行文件，提升使用體驗 205
5.3.2 跟我做：為Python程序添加管理員運行權限 207
5.3.3 跟我做：用AIGC設計LOGO，並打包exe程序 208
5.3.4 跟我學：用Cython提升Python代碼的運行速度 210
5.4 跟我做：借助ChatGPT完成基於Python的安卓應用 212
5.4.1 跟我做：用ChatGPT開發手機撥測App 215
5.4.2 跟我學：了解Python中異步函數的使用 220
5.5 跟我做:用向量數據庫檢索本地文件 222
5.5.1 跟我學：掌握不同場景下的文本拆分方法 225
5.5.2 跟我做：讓大語言模型通過查資料的方式來回答問題 227
5.5.3 跟我學：了解Python中的類型注解 229
5.5.4 跟我學：了解智能時代的大模型應用——檢索增強型生成技術 230
5.6 總結 231
5.6.1 練一練：製作自己的RAG機器人 231