Python基础教程(微课版)

Python是一种解释型的、面向对象的、带有动态语义的高级程序设计语言。在使用Python时，开发人员可以保持自己的代码风格，可以使用更清晰易懂的程序来实现想要的功能。对于一个没有任何编程经历的人来说，既简单又强大的Python就是完美的选择。
随着云计算、大数据、人工智能等技术的迅速崛起，对Python人才的迫切需求和现实中Python人才的匮乏让长期沉默的Python语言瞬间备受青睐，  《Python基础教程(微课版)》作为教材，可以说是应运而生。随着技术的快速发展，Python的版本也在更新迭代，不断推出新版本，目前主流的版本为
Python 3系列，每推出一个Python新版本都会增加不少新特性。  《Python基础教程(微课版)》基于Python 3.11编写而成，可以满足想学习和了解Python最新版本及其特性的读者。
  《Python基础教程(微课版)》专门为Python新手量身定做，是编者学习和使用Python过程中的体会和经验总结，涵盖实际开发中的所有重要知识点，内容详尽，代码可读性和可操作性强。
  《Python基础教程(微课版)》主要介绍Python语言的类型和对象、运算符和表达式、编程结构和控制流、函数、序列、多线程编程、正则表达式、面向对象编程、文件和目录操作、数据库编程、网络操作和邮件收发等。在讲解每个知识点时，先讲解理论，后列举实际示例，各章还安排了习题，以帮助读者将所学应用到实际中，做到学以致用。
  《Python基础教程(微课版)》的特色是，使用通俗易懂的描述和丰富的代码示例，提高  《Python基础教程(微课版)》的可读性，将复杂问题简化，使学习Python变得轻松。
  《Python基础教程(微课版)》共分14章，各章内容安排如下。
第1章主要介绍Python的起源、应用场合、前景以及Python 3的新特性。
第2章主要介绍Python的基础知识，为后续章节学习相关内容做铺垫。
第3章重点介绍字符和序列(列表、元组、集合等)。
第4章重点介绍流程控制语句，主要包括分支结构、循环结构。
第5章主要介绍正则表达式。
第6章重点介绍函数。函数是组织好的、可重用的、用来实现单一或相关功能的代码段。
第7章重点介绍面向对象编程技术。Python从设计之初就是一门面向对象的语言，提供了一些语言特性以支持面向对象编程。
第8章重点介绍模块，从import语句开始介绍，然后逐步深入。
第9章介绍如何处理各种异常和错误，以及创建和自定义异常类。
第10章重点介绍如何使用Python在硬盘上创建、读取和保存文件，以及目录的创建、删除、遍历等。
第11章主要介绍Python多线程编程。
第12章重点介绍Python数据库编程，并实现简单的增删改查操作。
第13章重点介绍Python网络编程。
第14章介绍如何使用Django框架创建一个投票管理系统，以及如何打包和发布该系统。
  《Python基础教程(微课版)》分为14章，由闽南理工学院的林志灿、涂晓彬、林智欣合作编写完成。其中林志灿编写了第1、3、5、12、14章，涂晓彬编写了第2、4、6、8、11章，林智欣编写了第7、9、10、13章。由于作者水平有限，书中难免存在不足之处，欢迎广大读者批评指正。我们的信箱是992116@qq.com，电话是010-62796045。
  《Python基础教程(微课版)》配套的电子课件、实例源文件、习题答案和思维导图可以到http://www.tupwk.com.cn/downpage网站下载，也可以扫描下方的“配套资源”二维码获取。扫描下方的“看视频”二维码可以直接观看教学视频。
编　者
2023年9月

《Python基础教程(微课版)》专门针对Python新手量身定做，涵盖Python 3实际开发中经常用到的重要知识点，内容主要包括Python语言的类型和对象、运算符和表达式、编程结构和控制流、函数、序列、多线程编程、正则表达式、面向对象编程、文件和目录操作、数据库编程、网络编程和邮件收发、Django框架和项目范例。在介绍知识点的过程中，理论和实践相结合。书中还安排了不少实践示例，以帮助读者巩固所学，能够学以致用。《Python基础教程(微课版)》内容丰富、结构合理、思路清晰、语言简洁流畅、示例翔实。 《Python基础教程(微课版)》可作为高等院校Python程序设计课程的教材，也可作为Python Web应用开发人员的参考资料。《Python基础教程(微课版)》配套的电子课件、实例源文件、习题答案和思维导图可以到http://www.tupwk.com.cn/downpage网站下载，也可以扫描前言中的“配套资源”二维码获取。扫描前言中的“看视频”二维码可以直接观看教学视频。

第1章  初识Python 1
 1.1　Python概述 1
1.1.1　Python起源 2
1.1.2　Python版本 2
1.1.3　Python应用 3
 1.2　搭建Python开发环境 4
1.2.1　下载Python 4
1.2.2　安装Python 4
1.2.3　启动Python 6
1.2.4　多版本Python及虚拟环境的安装 7
 1.3　Python开发环境的使用 10
1.3.1　使用自带的IDLE 11
1.3.2　常用的第三方开发工具 11
1.3.3　官网交互式环境 11
 1.4　初学者常见的问题 12
1.4.1　为什么提示“python不是内部或外部命令……” 12
1.4.2　如何在Python交互模式下运行.py文件 13
 1.5　本章实战 13
1.5.1　IDLE的简单使用 13
1.5.2　pip工具的使用 15
1.5.3　初始化环境 16
 1.6　本章小结 16
 1.7　思考与练习 16
第2章 Python语言基础 17
 2.1　Python语法特点 17
2.1.1　注释 18
2.1.2　代码规范 20
 2.2　标识符与保留字 22
2.2.1　标识符 22
2.2.2　保留字 23
 2.3　使用变量 24
2.3.1　变量的定义 24
2.3.2　变量的类型 25
 2.4　基本数据类型 25
2.4.1　数字类型 25
2.4.2　字符串类型 27
2.4.3　布尔类型 29
2.4.4　数据类型转换 29
 2.5　运算符 30
2.5.1　算术运算符 30
2.5.2　比较运算符 32
2.5.3　赋值运算符 32
2.5.4　逻辑运算符 34
2.5.5　位运算符 34
2.5.6　成员运算符 35
2.5.7　身份运算符 36
2.5.8　运算符的优先级 36
 2.6　基本输入输出 38
2.6.1　使用input()函数输入 38
2.6.2　使用print()函数输出 38
 2.7　本章实战 39
2.7.1　求和 39
2.7.2　求平方根 40
2.7.3　求水仙花数 41
2.7.4　判断素数 42
 2.8　本章小结 43
 2.9　思考与练习 44
第3章  字符与序列 45
 3.1　字符串的常见操作 46
3.1.1　字符串长度的计算 47
3.1.2　字母的大小写转换 47
3.1.3　字符串的分隔 48
3.1.4　字符串的拼接 49
3.1.5　字符串查找 52
3.1.6　字符串替换 52
3.1.7　统计字符出现的次数 53
3.1.8　去除字符串中的空格和特殊字符 53
3.1.9　格式化字符串 54
3.1.10　encode()和decode()方法 55
 3.2　序列 56
3.2.1　索引 56
3.2.2　切片 57
3.2.3　序列相加 58
3.2.4　序列相乘 59
3.2.5　检查某个元素是否是序列的成员 59
3.2.6　计算序列的长度、最大值和最小值 60
 3.3　列表序列 60
3.3.1　删除列表元素 61
3.3.2　访问列表元素 62
3.3.3　更新与扩展列表 62
3.3.4　对列表元素进行统计 63
3.3.5　对列表进行排序 64
3.3.6　列表推导式 65
 3.4　元组 67
3.4.1　元组的创建 67
3.4.2　访问元组元素 69
3.4.3　连接元组 69
3.4.4　删除元组 69
3.4.5　元组的运算符 70
3.4.6　生成器 70
3.4.7　元组与列表的区别 71
 3.5　字典 72
3.5.1　字典的创建 72
3.5.2　访问字典 72
3.5.3　修改字典 73
3.5.4　删除字典元素 73
3.5.5　字典的内置方法 73
3.5.6　字典的遍历 74
 3.6　集合 75
3.6.1　集合的创建 75
3.6.2　集合的常见操作 76
3.6.3　集合的内置方法 78
 3.7　本章实战 79
 3.8　本章小结 80
 3.9　思考与练习 81
第4章  流程控制语句 83
 4.1　分支结构 83
4.1.1　单分支if结构 83
4.1.2　双分支if…else结构 84
4.1.3　多分支if…elif…else结构 84
 4.2　循环结构 85
4.2.1　while循环 85
4.2.2　while死循环 86
4.2.3　while…else语句 86
4.2.4　for循环 87
4.2.5　循环控制语句 87
4.2.6　循环嵌套 88
 4.3　本章实战 89
4.3.1　判断闰年 89
4.3.2　使用snaps库制作数字闹钟 90
 4.4　本章小结 90
 4.5　思考与练习 90
第5章  正则表达式 92
 5.1　认识正则表达式 92
5.1.1　元字符 93
5.1.2　预定义字符 93
5.1.3　特殊分组用法 94
 5.2　re模块中的常用功能函数 95
5.2.1　re.compile函数 95
5.2.2　re.match函数 95
5.2.3　re.search函数 96
5.2.4　re.findall函数 97
5.2.5　re.finditer函数 97
5.2.6　re.split函数 98
5.2.7　re.sub函数 98
5.2.8　re.subn函数 99
5.2.9　注意事项 99
 5.3　本章实战 100
 5.4　本章小结 102
 5.5　思考与练习 102
第6章  函数 103
 6.1　函数的创建和调用 103
6.1.1　创建函数 103
6.1.2　调用函数 104
 6.2　参数传递 106
6.2.1　不可变类型参数和可变类型参数 106
6.2.2　参数形式 107
 6.3　返回值 111
6.3.1　return语句 111
6.3.2　返回多个值 111
 6.4　变量的作用域 112
6.4.1　全局变量和局部变量 113
6.4.2　global和nonlocal关键字 113
 6.5　匿名函数(lambda) 114
 6.6　Collatz序列 115
 6.7　本章小结 116
 6.8　思考与练习 116
第7章  面向对象编程 117
 7.1　面向对象编程概述 117
7.1.1　面向对象编程中的术语介绍 118
7.1.2　类的定义 118
7.1.3　类的使用 119
7.1.4　类的方法 120
 7.2　深入介绍类 120
7.2.1　类的构造方法 121
7.2.2　类的访问权限 124
 7.3　封装 129
 7.4　继承与多态 132
7.4.1　类的单继承 132
7.4.2　类的多继承 133
7.4.3　构造函数的继承 134
7.4.4　方法重写 135
7.4.5　继承下的多态 135
 7.5　类的专有方法 138
 7.6　本章实战 144
 7.7　本章小结 145
 7.8　思考与练习 146
第8章  模块 148
 8.1　模块 148
8.1.1　标准模块 149
8.1.2　import语句 149
8.1.3　搜索路径 150
8.1.4　from…import语句 151
8.1.5　创建模块 152
8.1.6　安装第三方模块 152
 8.2　模块的高级技术 153
8.2.1　__name__属性 153
8.2.2　dir函数 154
 8.3　Python中的包 155
8.3.1　包的定义 155
8.3.2　包的导入 155
8.3.3　包的组织 156
 8.4　常用的内置模块 156
8.4.1　collections 156
8.4.2　base64 159
8.4.3　struct 160
8.4.4　hashlib 161
8.4.5　itertools 163
8.4.6　XML 164
8.4.7　HTMLParser 166
 8.5　本章实战 166
8.5.1　创建模块 166
8.5.2　安装模块 170
 8.6　本章小结 171
 8.7　思考与练习 171
第9章  异常处理和程序调试 172
 9.1　异常 173
9.1.1　错误与异常的概念 173
9.1.2　Python内置异常 173
9.1.3　requests模块的相关异常 175
9.1.4　用户自定义异常 176
 9.2　异常处理 176
9.2.1　捕获所有异常 177
9.2.2　捕获指定异常 177
9.2.3　捕获多个异常 178
9.2.4　异常中的else 178
9.2.5　异常中的finally 178
9.2.6　使用raise语句主动抛出异常 179
9.2.7　使用traceback模块查看异常 180
 9.3　程序调试 181
9.3.1　调试 181
9.3.2　断言 182
9.3.3　logging 183
9.3.4　pdb 183
9.3.5　pdb.set_trace() 185
9.3.6　IDE 186
 9.4　单元测试 186
9.4.1　单元测试概述 186
9.4.2　运行单元测试 188
9.4.3　setUp()与tearDown()方法 188
 9.5　文档测试 189
 9.6　本章小结 191
 9.7　思考与练习 191
第10章  目录和文件操作 192
 10.1　基本文件操作 192
10.1.1　打开和关闭文件 192
10.1.2　文件模式 194
10.1.3　缓冲 195
 10.2　基本文件方法 196
10.2.1　读和写 196
10.2.2　重命名 200
10.2.3　序列化和反序列化 201
 10.3　目录操作 206
10.3.1　路径 207
10.3.2　目录内容 209
10.3.3　获取文件信息 210
10.3.4　重命名、移动、复制和删除文件 211
10.3.5　创建和删除目录 211
10.3.6　文件通配符 212
 10.4　轮换文件 213
 10.5　本章小结 214
 10.6　思考与练习 215
第11章  多线程编程 216
 11.1　进程和线程 216
11.1.1　进程 216
11.1.2　线程 217
11.1.3　多进程和多线程 217
 11.2　使用线程 218
11.2.1　全局解释器锁 218
11.2.2　退出线程 219
11.2.3　Python的线程模块 219
 11.3　_thread模块 219
 11.4　threading模块 222
11.4.1　守护线程 222
11.4.2　Thread对象 223
 11.5　线程同步 227
 11.6　Queue模块 229
 11.7　线程与进程的比较 230
11.7.1　线程切换 231
11.7.2　计算密集型与IO密集型 231
11.7.3　异步IO 232
 11.8　本章实战 232
11.8.1　斐波那契数列、阶乘和加和 232
11.8.2　使用队列解决生产者/消费者模型 234
11.8.3　子进程的使用 235
11.8.4　进程池的使用 236
11.8.5　多个子进程间的通信 237
 11.9　本章小结 238
 11.10　思考与练习 239
第12章  数据库编程 240
 12.1　使用dbm创建持久字典 241
12.1.1　选择dbm模块 241
12.1.2　创建持久字典 241
12.1.3　访问持久字典 242
12.1.4　dbm与关系数据库的适用场合 244
 12.2　关系数据库与SQL 244
12.2.1　SQL语言 245
12.2.2　创建数据库 247
12.2.3　定义表 248
 12.3　使用Python的DB API 249
12.3.1　下载DB API模块 249
12.3.2　创建连接 249
12.3.3　数据库的CRUD操作 250
12.3.4　使用事务并提交结果 255
12.3.5　检查模块的功能和元数据 256
12.3.6　处理错误 256
 12.4　使用mysql-connector 257
12.4.1　连接MySQL数据库 257
12.4.2　创建数据库 258
12.4.3　创建数据表 258
12.4.4　主键设置 259
12.4.5　插入数据 260
12.4.6　查询数据 261
12.4.7　where条件语句 262
12.4.8　排序 263
12.4.9　limit语句 264
12.4.10　删除记录 265
12.4.11　更新数据 265
12.4.12　删除数据表 266
 12.5　本章小结 267
 12.6　思考和练习 267
第13章  网络编程 270
 13.1　网络编程概述 270
 13.2　TCP/IP简介 271
13.2.1　TCP/IP协议族概述 271
13.2.2　应用层 271
13.2.3　传输层 274
13.2.4　网络层 275
13.2.5　IP地址与端口 276
 13.3　发送电子邮件 277
13.3.1　使用Python发送邮件 277
13.3.2　使用Python发送HTML格式的邮件 279
13.3.