Python语言及其应用

Python作为计算机软件专业的新课程，在许多领域得到了广泛的应用。本书面向Python的初学者，选择基于Turtle库的图形动画游戏“运动中的中国结”作为教学案例，将案例的各个模块分解成每个知识点贯穿在各章节中，用以讲述Python的基本知识。除Python语言的基本知识外，本书还对图像处理、数据分析、网络爬虫等方面进行了知识讲解和案例分析，以进一步将Python语言知识进行综合运用，从而提高读者的实践及应用能力。
本书共9章，主要包括Python的基本语法、模块化程序设计、程序控制结构、列表与元组、字典、字符串与文件、正则表达式、网络爬虫、图像处理、数据分析等内容。每章以任务为导向，将相关知识点融入每个任务中，并在每章的小结部分对章节的内容进行了归纳和总结。本书配有大量的案例讲解视频，读者可自行扫二维码观看。
本书由宋雅娟、陆公正任主编，尚鲜连、朱敏、程媛任副主编，其中第1章、第3章由宋雅娟编写，第2章、第4章由朱敏编写，第5章、第7章、第9章由陆公正编写，第6章由尚鲜连编写，第8章由程媛编写，全书由宋雅娟负责统稿。
在本书的编写过程中，我们得到了苏州市职业大学计算机软件技术专业所有老师的大力支持和帮助，并为本书提出了宝贵的建议，在此表示衷心的感谢。
在本书的编写过程中，我们参考了许多同行的著作以及示例程序，在此对相关作者表示感谢。同时也感谢为本书提供直接或间接帮助的每一位朋友，正是你们的帮助和鼓励促成了本书的顺利完成。
我们对书中涉及的每一个模块和案例进行了精心地设计和反复的修改，主要目的是让读者快速上手Python这一跨平台程序设计语言，但由于水平有限，书中难免会有不足之处，恳请读者批评、指正。

宋雅娟 

2022年3月

本书以Turtle库的图形动画游戏“运动中的中国结”作为教学案例，按照自顶向下的软件开发过程，在使用函数定义各个模块后，再将各个模块使用控制结构、复合数据类型、文件及字符串内容进行扩展，力图帮助读者实现对各部分知识点的融会贯通。除Python基础知识外，本书还对图像处理、数据分析、网络爬虫等进行了知识讲解和案例分析，以进一步将Python语言知识进行综合运用，从而提高读者的实践及应用能力。 本书适合初学Python语言的读者使用，可作为高等院校的相关专业教材，也可作为对Python感兴趣读者的自学参考用书。

宋雅娟，副教授，计算机软件理论专业博士，从教23年，有大量计算机类语言的教学与开发经验，曾担任《C语言程序设计》省级优秀课负责人，曾主编教材《C语言程序设计实验指导》、副主编教材《VISUAL C   程序设计教程与上机指导》、《C/C  程序设计实验指导》、参编《Visual Basic程序设计》教材。近年来一直从事基于机器学习的科研工作，并承担《Python语言程序设计》的教学工作，完成“视障者按摩技术训练辅助设备”的研发，并获得发明专利2项及省科技进步三等奖1项。

第1章认识Python
任务1.1了解Python
1.1.1Python语言的特点
1.1.2了解Python语言的应用领域
任务1.2Python语言开发环境搭建与使用
任务1.3Python程序运行方式
任务1.4本书综合案例简介
小结
习题
第2章Python基础知识
任务2.1学习Python基本语法
2.1.1注释
2.1.2Python标识符
任务2.2变量与输入/输出控制
任务2.3掌握数据类型
任务2.4运算符与表达式
小结
习题
第3章函数
任务3.1定义函数与调用函数
3.1.1函数定义与调用基础
3.1.2Turtle库函数
任务3.2使用函数参数
3.2.1默认值参数
3.2.2关键字参数
任务3.3掌握变量作用域
3.3.1局部变量
3.3.2全局变量
任务3.4使用lambda函数进行交互控制

任务3.5应用递归函数绘制图形
任务3.6掌握模块与包的用法
3.6.1模块 
3.6.2包
小结
习题
第4章选择与循环
任务4.1选择结构
4.1.1if...else结构
4.1.2多分支语句
4.1.3嵌套if语句
4.1.4任务实现
任务4.2循环结构
4.2.1while循环
4.2.2for循环
4.2.3continue语句、break语句、else语句
4.2.4任务实现
小结
习题
第5章组合数据类型
任务5.1元组的概念及操作
5.1.1元组的定义
5.1.2元组的常用操作
5.1.3元组的函数
5.1.4任务实现
任务5.2列表的概念及操作
5.2.1一维列表的定义
5.2.2一维列表的常用操作
5.2.3一维列表的方法和函数
5.2.4二维列表的定义和使用
5.2.5任务实现
任务5.3字典的概念及操作
5.3.1字典的定义
5.3.2字典的常用操作
5.3.3字典的方法和函数
5.3.4任务实现
任务5.4集合的概念及操作
5.4.1集合的定义
5.4.2集合的常用操作
5.4.3集合的方法和函数
小结
习题
第6章字符串与文件
任务6.1字符串
6.1.1字符串的输入/输出
6.1.2访问字符串中的值
6.1.3字符串的内建函数
6.1.4字符串运算符
6.1.5任务实现
任务6.2文件
6.2.1文件概述
6.2.2文件的打开与关闭
6.2.3文件的读/写操作
6.2.4文件的重命名和删除
6.2.5文件夹的相关操作
6.2.6任务实现
小结
习题
第7章正则表达式和网络爬虫
任务7.1理解正则表达式
7.1.1正则表达式
7.1.2正则表达式模式语法
7.1.3re模块的函数
任务7.2掌握urllib库
7.2.1urllib库概述
7.2.2request模块中的常用方法
7.2.3任务实现
小结
习题
第8章数据分析基础和数据可视化
任务8.1Numpy库
8.1.1Numpy库概述
8.1.2创建ndarray
8.1.3ndarray的基本操作
任务8.2pandas库
8.2.1Series结构
8.2.2DataFrame结构
8.2.3pandas读/写数据
任务8.3Matplotlib数据可视化
8.3.1pyplot子模块
8.3.2绘制基本数据图表方法
任务8.4股票分析案例
小结
习题
第9章PIL库和图像处理
任务掌握并运用PIL库
9.1.1PIL概述
9.1.2PIL库的Image类
9.1.3PIL库的ImageFilter和ImageEnhance类
小结
习题
参考文献

本书以Turtle库的图形动画游戏“运动中的中国结”作为教学案例，按照自顶向下的软件开发过程，在使用函数定义各个模块后，再将各个模块使用控制结构、复合数据类型、文件及字符串内容进行扩展，力图帮助读者实现对各部分知识点的融会贯通。除Python基础知识外，本书还对图像处理、数据分析、网络爬虫等进行了知识讲解和案例分析，以进一步将Python语言知识进行综合运用，从而提高读者的实践及应用能力。 本书适合初学Python语言的读者使用，可作为高等院校的相关专业教材，也可作为对Python感兴趣读者的自学参考用书。

宋雅娟，副教授，计算机软件理论专业博士，从教23年，有大量计算机类语言的教学与开发经验，曾担任《C语言程序设计》省级优秀课负责人，曾主编教材《C语言程序设计实验指导》、副主编教材《VISUAL C   程序设计教程与上机指导》、《C/C  程序设计实验指导》、参编《Visual Basic程序设计》教材。近年来一直从事基于机器学习的科研工作，并承担《Python语言程序设计》的教学工作，完成“视障者按摩技术训练辅助设备”的研发，并获得发明专利2项及省科技进步三等奖1项。