Python编程基础

亲爱的同学：
比尔?盖茨曾在一篇写给大学生的毕业寄语中把当今时代称为“一个非常好的时代”，盖茨直言如果在今天让他寻找一个能对世界产生巨大影响的机会，他会毫不犹豫地考虑人工智能。未来30年，智能技术将深入到社会的方方面面，彻底重塑传统制造业。企业如果不能从规模化、标准化向个性化、智慧化转型，将很难存活下去。人工智能技术再先进，如果不能和制造业结合推动转型升级，也将失去意义。可以知道的是，人工智能与各个行业相结合，可能会发生一系列奇妙的化学反应，迸发出不一样的火花。我们都坐在了人工智能这趟刚刚出发的高速列车上，不知会被带往何处。
人工智能的本质是计算机模拟人的意识、思维的信息过程。简单来说，就是能够做出和人类智能相似反应的智能机器，这个领域还包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。总体而言，它是为了让人们的生活更加方便而服务的。为了更好地使用计算机来处理一些有用的事物，我们必须学习一门计算机编程语言。Python语言具有上手快速、功能强大的优点，从而在人工智能的浪潮中脱颖而出，成为广受欢迎的人工智能编程语言，被很多专家和学者使用。
编程语言作为人类和机器交流的一种工具，在人工智能时代承担着更加重要的使命。学好Python语言能够让我们在未来社会的发展中处于一个更加有利的位置，同时我们也可以将Python语言作为一种改变周围环境的工具，让未来社会因人工智能而变得更加丰富多彩。编写本书的目的是培养中学生独立思考和解决问题的能力，使他们能够更加快速地了解Python这门编程语言。
本书内容主要包括Python语言的发展历程、编程语言基础知识、Python语言中常用的数据结构以及操作方法、变量的定义以及操作方法、条件判断和分支操作、列表、循环操作、元组和字典、函数、对象和类、模块、创建图像界面的方法。
本书由人工智能领域的老师集体编写，周颖老师负责第2～4章的编写工作；庄浩老师负责第5～8章以及第12章的编写工作；徐卫老师负责第9～11章的编写工作；赵力教授负责第1章的编写工作并审阅了全书。
作为一本人工智能编程语言的中学教材，本书还有许多不足之处，欢迎同学们在使用过程中提出改进的建议。
希望在未来的生活和学习中，同学们能够有敢于创新和突破的勇气和信心。

编者

人工智能的普及将是未来的发展趋势，本书作为青少年人工智能编程语言教材，尽可能通俗易懂且全面地解释Python语言的基础知识。
全书共12章，介绍了从Python语言基础到使用Python创建图像界面的知识。第1章首先从总体上介绍了Python语言的发展历程和与编程语言相关的知识。第2、3章介绍了Python语言中常用的数据结构以及操作方法。第4章介绍了一种基本的抽象方法，即变量，并介绍了程序和外部环境沟通的方法，即输入操作。第5章介绍了一种使程序更加多样化的方式，即通过条件判断进行分支操作。第6章介绍了列表，这种数据结构可以用于同时处理多个数据。第7章介绍了循环操作。第8章介绍了元组和字典这两种数据结构。第9～11章分别介绍了三种抽象的方法。第12章介绍了创建图像界面的方法。每章都有对应的习题供读者进一步思考。
本书既可作为中学生信息技术课程的教材，也可作为青少年自学人工智能基础和Python编程基础的参考书。

庄浩，中学高级教师，苏州市教育工作者、苏州市教育局“共产党员”、苏州市直属学校德育工作者、苏州市区“指导学生自学先进教师”、江苏省化学奥林匹克高级教练员。近年来，有多篇论文在省市级期刊发表或获奖，在江苏省基础教育青年教师教学基本功大赛（高中化学）中获得省一等奖、苏州市教师把握学科能力竞赛中获大市一等奖、苏州市高中化学教师评优课比赛中获得大市一等奖。曾任校督导室主任，并多年担任学校教务处主任和年级部主任等职务，积累了丰富的教育教学管理经验，现任江苏省苏州第十中学校副校长。

周颖 中小学正高级教师，现任江苏省苏州第十中学校校长。江苏省中学语文特级教师，教育硕士。*首期卓越校长领航工程名校长领航班成员，江苏省“333”培养工程第二层次培养对象，苏州市语文学科带头人，苏州市教育系统共产党员，苏州大学教育硕士专业学位研究生指导教师。近年来在《人民教育》等核心刊物发表论文十余篇，主持多项、省级及市级课题，开设省市级示范课十余次，多次在省内外及市级以上开设专题讲座。

前言
第1章 基础知识
1.1 Python介绍1
1.2 安装Python2
1.3 运行Python6
1.4 错误类型10
1.5 算法11
1.6 函数13
1.7 编程规范14
习题17

第2章 字符串
2.1 创建字符串21
2.2 使用print函数26
2.3 串联字符串32
2.4 字符串方法34
2.5 字符串格式化38
习题44

第3章 数值与运算符
3.1 不同类型的数值49
3.2 操作符52
3.3 运算优先级52
3.4 其他操作符54
3.5 科学计数法56
习题58

第4章 变量和输入
4.1 命名变量60
4.2 修改变量61
4.3 命名规则63
4.4 注释64
4.5 程序输入66
习题68

第5章 判断是非
5.1 进行判断71
5.2 if语句72
5.3 相等判断74
5.4 不相等判断75
5.5 大小判断76
5.6 取反操作79
5.7 多个比较运算的结果80
习题82

第6章 列表
6.1 创建列表86
6.2 添加元素87
6.3 获取内容88
6.4 修改内容94
6.5 删除元素95
6.6 列表相加和乘法96
6.7 成员资格99
6.8 一些内建函数100
6.9 常用列表方法101
习题109

第7章 循环
7.1 计数循环112
7.2 条件循环119
7.3 并行迭代121
7.4 嵌套循环122
习题125

第8章 其他集合类型
8.1 元组127
8.2 字典131
习题145

第9章 函数
9.1 创建函数147
9.2 函数调用155
9.3 函数参数156
9.4 lambda表达式161
习题162

第10章 对象和类
10.1 概述164
10.2 类166
10.3 类的属性和方法169
10.4 类的继承175
习题182

第11章 模块
11.1 导入模块185
11.2 编写模块187
11.3 常见的模块188
习题191

第12章 创建图像界面
12.1 图像用户界面192
12.2 Tkinter192
12.3 布局设置197
12.4 其他组件201
习题221
参考文献222

人工智能的普及将是未来的发展趋势，本书作为青少年人工智能编程语言教材，尽可能通俗易懂且全面地解释Python语言的基础知识。
全书共12章，介绍了从Python语言基础到使用Python创建图像界面的知识。第1章首先从总体上介绍了Python语言的发展历程和与编程语言相关的知识。第2、3章介绍了Python语言中常用的数据结构以及操作方法。第4章介绍了一种基本的抽象方法，即变量，并介绍了程序和外部环境沟通的方法，即输入操作。第5章介绍了一种使程序更加多样化的方式，即通过条件判断进行分支操作。第6章介绍了列表，这种数据结构可以用于同时处理多个数据。第7章介绍了循环操作。第8章介绍了元组和字典这两种数据结构。第9～11章分别介绍了三种抽象的方法。第12章介绍了创建图像界面的方法。每章都有对应的习题供读者进一步思考。
本书既可作为中学生信息技术课程的教材，也可作为青少年自学人工智能基础和Python编程基础的参考书。

庄浩，中学高级教师，苏州市教育工作者、苏州市教育局“共产党员”、苏州市直属学校德育工作者、苏州市区“指导学生自学先进教师”、江苏省化学奥林匹克高级教练员。近年来，有多篇论文在省市级期刊发表或获奖，在江苏省基础教育青年教师教学基本功大赛（高中化学）中获得省一等奖、苏州市教师把握学科能力竞赛中获大市一等奖、苏州市高中化学教师评优课比赛中获得大市一等奖。曾任校督导室主任，并多年担任学校教务处主任和年级部主任等职务，积累了丰富的教育教学管理经验，现任江苏省苏州第十中学校副校长。

周颖 中小学正高级教师，现任江苏省苏州第十中学校校长。江苏省中学语文特级教师，教育硕士。*首期卓越校长领航工程名校长领航班成员，江苏省“333”培养工程第二层次培养对象，苏州市语文学科带头人，苏州市教育系统共产党员，苏州大学教育硕士专业学位研究生指导教师。近年来在《人民教育》等核心刊物发表论文十余篇，主持多项、省级及市级课题，开设省市级示范课十余次，多次在省内外及市级以上开设专题讲座。