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普通高等教育“十三五”规划教材 高等学校规划教材 Python 大学教程 吕云翔 赵天宇 张 元 编 著 内 容 简 介 本书介绍了使用 Python 语言进行程序设计的方法及其应用。全书共 14 章，分为三部分。第一部分为基础篇（第 15 章），主要介绍 Python 的基础语法，包括 Python语言的概述，Python 的基本数据类型、变量、运算符、表达式等概念，三种程序的基本控制结构，函数、列表、元组、集合与字典四种简单数据结构。第二部分为进阶篇（第 610 章），主要介绍 Python 的一些高级特性和功能，包括模块和包的使用，字符串的处理，Python 的面向对象编程，异常处理和文件处理。第三部分为应用篇（第 1114 章），主要介绍 Python 在某些领域的应用方法，包括 GUI 程序开发、数据管理和数据库管理、Web 开发及多任务编程。本书既可以作为高等院校计算机与软件相关专业的教材，也可以作为软件从业人员的学习指导用书。未经许可，不得以任何方式复制或抄袭本书之部分或全部内容。版权所有，侵权必究。图书在版编目（CIP）数据 Python 大学教程/吕云翔，赵天宇，张元编著.北京：电子工业出版社，2017.9 ISBN 978-7-121-31944-0.P.吕 赵 张.软件工具程序设计高等学校教材.TP311.561 中国版本图书馆 CIP 数据核字（2017）第 139815 号 策划编辑：戴晨辰 责任编辑：裴 杰 印 刷：装 订：出版发行：电子工业出版社 北京市海淀区万寿路 173 信箱 邮编 100036 开 本：7871 092 1/16 印张：16.5 字数：486 千字 版 次：2017 年 9 月第 1 版 印 次：2017 年 9 月第 1 次印刷 定 价：42.00 元 凡所购买电子工业出版社图书有缺损问题，请向购买书店调换。若书店售缺，请与本社发行部联系，联系及邮购电话：（010）88254888，88258888。质量投诉请发邮件至 ，盗版侵权举报请发邮件至 。本书咨询联系方式：。前 言 Python 是一种解释型、支持面向对象特性的、动态数据类型的高级程序设计语言。自从 20 世纪 90 年代 Python 公开发布以来，经过二十多年的发展，Python 以其语法简洁而高效、类库丰富而强大、适合快速开发等原因，成为当下最流行的脚本语言之一，也广泛应用到了统计分析、计算可视化、图像工程、网站开发等许多专业领域。相比于 C+、Java 等语言来说，Python 更加易于学习和掌握，并且可以利用其大量的内置函数与丰富的扩展库来快速实现许多复杂的功能。在 Python 语言的学习过程中，仍然需要通过不断地练习与体会来熟悉 Python 的编程模式，尽量不要将其他语言的编程风格用在 Python 中，而要从自然、简洁的角度出发，以免设计出低效率的 Python 程序。本书的主要特色如下。知识技术全面准确：本书主要针对国内计算机相关专业的高校学生以及程序设计爱好者们，详细介绍了 Python 语言的各种规则和规范，以便让读者能够全面掌握这门语言，从而设计出优秀的程序。内容架构循序渐进：本书的知识脉络清晰明了，基础篇主要介绍 Python 的基本语法规则，提高篇主要讲解一些更加深层的概念，而应用篇则说明 Python 在具体应用场景中应当如何使用。本书内容由浅入深，便于读者理解和掌握。代码实例丰富完整：对于书中每一个知识点都会配有一些示例代码并辅助相关说明文字及运行结果，还会在某些章节中对一些经典的程序设计问题进行深入的讲解和探讨。读者可以参考源程序上机操作，加深体会。本书的配套教学课件及其他资源读者可登录华信教育资源网（）注册后免费下载。本书中所有代码均能在 Python 2.7.11 中成功运行；对其稍加调整后也可以适用于 Python 3.x。本书由吕云翔、赵天宇、张元编著，曾洪立、吕彼佳和姜彦华进行了素材整理和配套资源的制作。由于 Python 的教学方法本身还在探索之中，加之编者的水平和能力有限，本书难免有疏漏之处，恳请各位同仁和广大读者批评指正，也希望各位能就实践过程中的经验和心得与编者进行交流（编者邮箱：）。编 者 目 录 基 础 篇 第 1 章 Python 语言概述.2 1.1 Python 简史.2 1.2 Python 的语言特点.3 1.3 搭建 Python 开发环境.4 1.3.1 Python 的下载与安装.4 1.3.2 Python 命令行的使用.8 1.4 Python 的开发工具.8 1.4.1 IDLE.9 1.4.2 PyCharm.9 1.4.3 Eclipse.10 1.5 第一个 Python 程序Hello,World.11 1.6 Python 的编码规范.12 1.6.1 命名规则.12 1.6.2 代码缩进.12 1.6.3 使用空行分隔代码.13 1.6.4 语句的分隔.13 小结.14 习题.14 第 2 章 Python 基本概念.15 2.1 基本数据类型.15 2.2 变量.17 2.2.1 变量的命名.17 2.2.2 变量的创建.18 2.3 运算符.19 2.3.1 算术运算符.19 2.3.2 关系运算符.19 2.3.3 逻辑运算符.20 2.3.4 位运算符.20 Python 大学教程 Page VI2.3.5 身份运算符.21 2.3.6 成员运算符.21 2.4 表达式.22 2.4.1 算术表达式.22 2.4.2 优先级.22 2.5 赋值语句.23 2.5.1 赋值运算符.23 2.5.2 增强型赋值运算符.24 2.6 常用模块与函数.25 2.6.1 常用内置函数.25 2.6.2 常用模块及函数.27 2.7 基本输入/输出.28 2.7.1 基本输出.29 2.7.2 基本输入.29 小结.31 习题.31 第 3 章 Python 控制结构.33 3.1 三种基本控制结构.33 3.2 选择结构.33 3.2.1 单选择结构if 语句.33 3.2.2 双选择结构if-else 语句.35 3.2.3 多选择结构if-elif-else 语句.36 3.2.4 选择结构的嵌套.38 3.3 实例：使用选择结构进行程序设计.39 3.3.1 鉴别合法日期.39 3.3.2 判断两个圆的位置关系.41 3.4 循环结构.45 3.4.1 while 循环.45 3.4.2 for 循环.47 3.4.3 break 语句与 continue 语句.48 3.4.4 循环结构的嵌套.49 3.5 实例：使用循环结构进行程序设计.50 3.5.1 计算质数.50 3.5.2 计算 的近似值.51 小结.53 习题.53 第 4 章 函数.54 4.1 函数的定义.54 目 录 page VII4.2 定义函数.54 4.3 调用函数.55 4.4 变量的作用域.56 4.5 函数的参数.57 4.5.1 形参与实参.57 4.5.2 默认参数.58 4.5.3 位置参数和关键字参数.59 4.5.4 可变长度参数.60 4.6 返回多个值.61 4.7 实例：将功能封装为函数.61 4.7.1 鉴别合法日期.61 4.7.2 封装 turtle 模块图形函数.63 4.8 递归.65 4.9 实例：使用递归解决问题.67 4.9.1 实例：计算斐波那契数.67 4.9.2 实例：汉诺塔.68 4.10 lambda 表达式.71 4.11 生成器.72 小结.73 习题.73 第 5 章 Python 数据结构.75 5.1 列表.75 5.1.1 列表的基本操作.75 5.1.2 列表相关的函数.78 5.1.3 在函数中使用列表.79 5.1.4 列表查找.81 5.1.5 列表排序.83 5.1.6 多维列表.86 5.2 元组.87 5.2.1 元组的基本操作.87 5.2.2 元组封装与序列拆封.89 5.2.3 元组与列表的比较.90 5.3 集合.90 5.3.1 集合的基本操作.90 5.3.2 子集与超集.91 5.3.3 集合运算.92 5.3.4 集合与列表的比较.93 5.4 字典.93 5.4.1 字典的基本操作.94 Python 大学教程 Page VIII 5.4.2 字典相关的函数.95 5.5 实例：使用数据结构进行程序设计.96 5.5.1 计算质数.96 5.5.2 词频统计.98 小结.99 习题.99 进 阶 篇 第 6 章 使用模块.101 6.1 模块的创建.101 6.2 模块的导入.102 6.3 包.103 6.3.1 模块组织成包.103 6.3.2 从包中导入.104 6.3.3 包内引用.104 6.4 第三方包的安装.105 小结.105 习题.106 第 7 章 字符串与正则表达式.107 7.1 字符串的基本操作.107 7.2 字符串相关函数.108 7.3 格式化字符串.110 7.4 实例：使用字符串进行程序设计.112 7.4.1 检测回文串.112 7.4.2 字符串的简单加密.113 7.5 字符编码.117 7.5.1 字符编码方式.117 7.5.2 使用 Python 处理中文.118 7.6 正则表达式.119 7.6.1 正则表达式简介.120 7.6.2 使用 re 模块处理正则表达式.122 7.7 实例：使用正则表达式进行程序设计.124 7.7.1 用户注册信息格式校验.124 7.7.2 模拟 scanf 函数.126 小结.127 习题.127 第 8 章 面向对象编程.129 8.1 面向对象的概念.129 目 录 page IX8.2 类与对象.129 8.2.1 定义一个类.130 8.2.2 构造类的对象.131 8.2.3 定义私有成员.133 8.3 运算符重载.134 8.4 实例：进行面向对象的程序设计.138 8.4.1 Circle 类的实现.138 8.4.2 Fraction 类的实现.142 8.5 继承.145 小结.148 习题.148 第 9 章 异常处理.150 9.1 异常的概念.150 9.2 异常的抛出与捕获.151 9.2.1 使用 raise 关键字抛出异常.151 9.2.2 使用 try.except 捕获异常.152 9.2.3 使用 else 和 finally 子句处理异常.153 9.3 自定义异常.154 9.4 使用断言.155 小结.155 习题.156 第 10 章 文件处理.157 10.1 文件的创建与读写.157 10.1.1 文件的创建与打开.157 10.1.2 文件的写入.158 10.1.3 文件的读取.159 10.1.4 设置文件读取指针.160 10.2 文件和目录操作.161 10.2.1 文件操作.161 10.2.2 目录操作.162 10.2.3 文件和目录操作实例.163 10.3 Python 的流对象.169 10.3.1 标准输入.169 10.3.2 标准输出.170 10.3.3 日志输出.170 10.4 实例：处理文件.171 10.4.1 获取文件属性.171 10.4.2 实例：获取 MP3 文件的元数据.173 Python 大学教程 Page X 小结.175 习题.175 应 用 篇 第 11 章 使用 Python 进行 GUI 开发.177 11.1 GUI 编程.177 11.2 Tkinter 的主要组件.178 11.2.1 标签.178 11.2.2 框架.179 11.2.3 按钮.180 11.2.4 输入框.180 11.2.5 单选按钮和复选按钮.181 11.2.6 列表框与滚动条.183 11.2.7 画布.184 11.2.8 标准对话框.186 11.3 实例：使用 Tkinter 进行 GUI 编程三连棋游戏.188 11.3.1 用户界面设计.