Python宝典 by 杨佩璐 宋强.pdf

宝 典 丛 书 Python 宝典 杨佩璐 宋强 等编著 内 容 简 介 Python 是目前流行的脚本语言之一。本书由浅入深、循序渐进地为读者讲解了如何使用 Python 进行编程开发。全书内容共分三篇，分为入门篇、高级篇和案例篇。入门篇包括 Python 的认识和安装、开发工具简介、Python 基本语法、数据结构与算法、多媒体编程、系统应用、图像处理和 GUI 编程等内容。高级篇包括用Python 操作数据库、进行 Web 开发、网络编程、科学计算、多线程编程等内容。案例篇选择了 3 个案例演示了 Python 在 Windows 系统优化、大数据处理和游戏开发方面的应用。本书针对 Python 的常用扩展模块给出了详细的语法介绍，并且给出了典型案例，通过对本书的学习，读者能够很快地使用 Python 进行编程开发。本书适合 Python 初学者、程序设计人员、编程爱好者、本科及大专院校学生，以及需要进行对科学的计算的工程人员阅读。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 宝典/杨佩璐等编著.北京：电子工业出版社，2014.5（宝典丛书）ISBN 978-7-121-22562-8.P.杨.软件工具程序设计.TP311.56 中国版本图书馆 CIP 数据核字（2014）第 047661 号 策划编辑：张月萍 责任编辑：徐津平 印 刷：三河市鑫金马印装有限公司 装 订：三河市鑫金马印装有限公司 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：7871092 1/16 印张：31.5 字数：850千字 印 次：2014年5月第1次印刷 定 价：79.80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。质量投诉请发邮件至，盗版侵权举报请发邮件至。服务热线：（010）88258888 前言 III 前 言 Python 是一种功能强大的脚本语言。使用 Python 可以完成从文本处理到创建复杂的三维图形等各种工作。在企业级应用中，由于 Python 具有简洁的语法和丰富的扩展模块，因此，使用 Python可以大幅缩短开发周期，节约成本。另外，Jython 还可以在 Java 中使用 Python，通过 Python 的灵活性来提高 Java 在企业级应用的效率。在 Web 方面，有很多基于 Python 的流行 Web 框架，如 Zope/Plone、Django、TurboGear等。通过这些 Web 框架，程序员可以使用 Python 快速构建安全、功能强大的网站。在数值计算与工程应用方面，Python 与传统的 C 和 Fortran 相比，更加灵活、简洁，并且可以十分方便地创建 GUI 界面。通过使用 SciPy 模块和 Matplotlib 绘图库可以进行数值计算，实现工程数据的可视化。如何学习本书 本书内容共分三篇 26 章，分别为入门篇、高级篇和案例篇。入门篇为第 1 章至第 15 章，从初识 Python 开始，由浅入深地介绍了 Python 的安装、开发工具的使用、Python 数据类型与基本语句、可复用的函数与模块、数据结构与算法、面向对象的Python、异常处理与程序调试、Python 多媒体编程、使用 PIL 处理图片、系统编程、使用 Python的 GUI 编程等内容。其中，第 11 章至第 15 章专门对 Python 的几种 GUI 编程工具进行了讲解，读者可以比较各种 GUI 编程工具，根据自己的兴趣及以前所学的知识，选择适合自己使用的 GUI 编程工具。高级篇为第 16 章至第 23 章，主要介绍了用 Python 操作数据库、进行 Web 开发、网络编程、科学计算、多线程编程等内容。其中，第 22 章介绍了 Python 的扩展和嵌入，需要读者有 C/C+的相关背景，如果读者不会使用 C/C+进行编程，可以跳过该章。在大部分开发场景中，不掌握这部分知识也不影响用 Python 编程。案例篇为第 24 章至第 26 章，每章介绍一个案例，包括用 Python 优化 Windows、用 Python处理大数据和用 Python 开发植物大战僵尸游戏。通过对这 3 个案例的学习，可进一步巩固读者前面所学的知识。本书以 Python 3.x 为基础进行讲解，并在与 Python 2.x 有区别的地方加上了相关介绍，使Python 2.x 和 Python 3.x 的读者都能使用本书。本书特色 内容全面，对 Python 各方面的知识都做了系统详尽的讲解。Python IV 结构清晰，全书整体结构上遵循从易到难、由浅入深的顺序。内容新颖，结合当前最新的 Python 3.x 版本进行讲解。实用性强，本书在各章节中都有大量程序示例，并在最后一篇详细讲解了 3 个不同方向的开发实例。实例丰富，对于每一个知识点，书中都通过相应的示例进行讲解。适合的读者 Python 初学者 程序设计人员 编程爱好者 本科及大专院校学生 需要进行科学计算的工程人员 本书由杨佩璐（山东中医药大学）、宋强（安阳工学院）共同编写，其中杨佩璐编写了本书的第 113 章，宋强编写了本书的第 1420 章，同时参与编写的还有徐新其、张俊华、赵桂芹、张增强、刘桂珍、李杰、曾智海、代得新、邵星星、过建军、王正江、朱林鑫、张伟杰、田亮亮，在此一并表示感谢。在本书的编写过程中，编者竭尽全力，不敢有丝毫疏忽，并对所有程序都进行了上机调试，但由于 Python 发展非常迅速，仍会有不同版本的差别，因此需要读者多加注意。另外，书中难免有不足之处，望广大读者批评指正。编者 2014 年 1 月 目录 V 目 录 第 1 部分 入门篇 第 1 章 初识 Python.2 1.1 Python 是什么.2 1.2 Python 有什么优点.3 1.3 其他程序设计语言中的 Python.4 1.4 快速搭建 Python 开发环境.5 1.4.1 哪些系统中可使用 Python.5 1.4.2 Python 的下载和安装.6 1.4.3 用 VS2008 编译 Python 源码.8 1.4.4 Python 开发工具：Vim.9 1.4.5 Python 开发工具：Emacs.13 1.4.6 Python 开发工具：PythonWin.16 1.4.7 其他的 Python 开发工具.17 1.5 第一个 Python 程序.19 1.5.1 从“Hello，Python!”开始.19 1.5.2 Python 的交互解释器.20 1.6 本章小结.21 第 2 章 Python 起步必备.22 2.1 Python 代码的组织形式.22 2.1.1 用缩进来分层.22 2.1.2 两种代码注释的方式.23 2.1.3 Python 语句的断行.23 2.2 Python 的基本输入输出函数.25 2.2.1 接收输入的 input 函数.25 2.2.2 输出内容的 print 函数.26 2.3 Python 对中文的支持.27 2.3.1 Python 3之前版本如何使用中文.27 2.3.2 更全面的中文支持.29 2.4 简单实用的 Python 计算器.29 2.4.1 直接进行算术运算.30 2.4.2 math 模块提供丰富的数学函数.30 2.4.3 Python 对大整数的支持.31 2.5 本章小结.32 第 3 章 Python 数据类型与基本语句.33 3.1 Python 数据类型：数字.33 3.1.1 整型和浮点型.33 3.1.2 运算符.34 3.2 Python 数据类型：字符串.36 3.2.1 Python 中的字符串.36 3.2.2 字符串中的转义字符.36 3.2.3 操作字符串.37 3.2.4 字符串的索引和分片.39 3.2.5 格式化字符串.40 3.2.6 字符串、数字类型的转换.40 3.2.7 原始字符串（Raw String）.41 3.3 Python 数据类型：列表和元组.42 3.3.1 创建和操作列表.42 3.3.2 创建和操作元组.43 3.4 Python 数据类型：字典.43 3.5 Python 数据类型：文件.44 3.6 Python 的流程控制语句.46 3.6.1 分支结构：if 语句.46 3.6.2 循环结构：for 语句.48 3.6.3 循环结构：while 语句.50 3.7 本章小结.51 第 4 章 可复用的函数与模块.52 4.1 Python 自定义函数.52 4.1.1 函数声明.52 4.1.2 函数调用.53 4.2 参数让函数更有价值.54 4.2.1 有默认值的参数.54 4.2.2 参数的传递方式.55 4.2.3 如何传递任意数量的参数.56 4.2.4 用参数返回计算结果.57 4.3 变量的作用域.57 4.4 最简单的函数：用 lambda 声明函数.58 4.5 可重用结构：Python 模块.59 Python VI 4.5.1 Python 模块的基本用法.59 4.5.2 Python 在哪里查找模块.61 4.5.3 是否需要编译模块.62 4.5.4 模块也可独立运行.63 4.5.5 如何查看模块提供的函数名.64 4.6 用包来管理多个模块.65 4.7 本章小结.66 第 5 章 数据结构与算法.67 5.1 表、栈和队列.67 5.1.1 表.67 5.1.2 栈.68 5.1.3 队列.70 5.2 树和图.72 5.2.1 树.72 5.2.2 二叉树.73 5.2.3 图.76 5.3 查找与排序.78 5.3.1 查找.78 5.3.2 排序.79 5.4 本章小结.82 第 6 章 面向对象的 Python.83 6.1 面向对象编程概述.83 6.1.1 Python 中的面向对象思想.83 6.1.2 类和对象.84 6.2 在 Python 中定义和使用类.84 6.2.1 类的定义.85 6.2.2 类的使用.86 6.3 类的属性和方法.87 6.3.1 类的属性.87 6.3.2 类的方法.88 6.4 类的继承.91 6.4.1 使用继承.91 6.4.2 Python 的多重继承.92 6.5 在类中重载方法和运算符.94 6.5.1 方法重载.94 6.5.2 运算符重载.95 6.6 在模块中定义类.97 6.7 本章小结.98 第 7 章 异常处理与程序调试.99 7.1 异常的处理.99 7.1.1 用 try 语句捕获异常.99 7.1.2 常见异常的处理.101 7.1.3 多重异常的捕获.102 7.2 用代码抛出异常.103 7.2.1 用 raise 抛出异常.103 7.2.2 assert简化的 raise 语句.104 7.2.3 自定义异常类.105 7.3 使用 pdb 调试 Python 脚本.106 7.3.1 运行语句.106 7.3.2 运行表达式.107 7.3.3 运行函数.107 7.3.4 设置硬断点.108 7.3.5 pdb 调试命令.109 7.4 在 PythonWin 中调试程序.111 7.5 本章小结.113 第 8 章 Python 多媒体编程.114 8.1 使用 PyOpenGL 绘制三维图形.114 8.1.1 安装 PyOpenGL.114 8.1.2 使用 PyOpenGL 创建窗口.115 8.1.3 绘制文字.116 8.1.4 绘制二维图形.118 8.1.5 绘制三维图形.120 8.1.6 纹理映射.122 8.2 播放音频文件.125 8.2.1 使用 DirectSound.125 8.2.2 使用 WMPlayer.OCX.126 8.3 PyGame.128 8.3.1 安装 Py