学习Python（第6版）

欢迎阅读《学习Python 中文版》（第6 版）。本书使用Python 语言来讲解编程概念和传授解决问题的技能，不要求你之前有任何编程经验。通过容易理解的例子、伪代码、流程图和其他工具，你将学会如何设计程序的逻辑，然后用Python 实现这些程序。本书是编程入门课程或以Python 为语言的编程逻辑和设计课程的理想选择。
和Starting Out With 系列的其他所有书籍一样，本书的特点是内容清晰、友好、易懂。另外，书中提供丰富的示例程序，它们都简洁而实用。一些例子比较短，强调了当前的特定编程主题，另一些例子侧重于问题的解决，涉及的东西会多一些。每章都提供一个或多个称为“聚光灯”的案例学习，对一个具体问题进行逐步分析，并展示如何解决这个问题。
首先讲控制结构，然后讲类
虽然Python 是一种完全面向对象的编程语言，但你不必理解面向对象的概念就可以开始用Python 进行编程。本书首先介绍数据存储、输入和输出、控制结构、函数、序列/列表、文件I/O 以及创建标准库的类的对象等基础知识。然后，介绍如何编写类，探索继承和多态性的主题以及如何编如何编写递归函数。最后，介绍如何开发简单的、事件驱动的GUI 应用程序。
第6 版的变化
本书沿用第5 版的写作风格，同时也做了不少补充和改进，总结如下：
• 针对Python 3.11 进行全面更新 本书使用最高到Python 3.11 版的语言特性
• with 语句 第6 章现在引入with 语句来作为打开文件的一种方式，全书增加了许多with 语句与文件结合使用的例子
• 多重赋值 这一版在第2 章引入了多重赋值的概念
• 单行if 语句 第3 章专门用一节来解释单行if 语句
• 条件表达式 第3 章介绍了条件表达式和三元操作符
• 海象操作符和赋值表达式 第3 章新增一节来讲述海象操作符和赋值表达式，这一章提供在if 语句中使用赋值表达式的例子，第4 章提供在while 循环中使用赋值表达式的例子
• while 循环作为计数控制循环 第4 章新增一节来讲述计数器变量和如何使用while 语句编写计数控制循环
• 单行while 循环 第4 章新增一节来讲述单行while 循环
• 为循环结构使用break 语句、continue 语句和else 语句 第4 章新增一节来讲述如何为循环使用break 和continue，以及如何为循环使用else 子句，后者为Python 独有
• 仅关键字参数 第5 章讨论仅关键字参数以及如何在函数中实现它们
• 仅位置参数 第5 章讨论仅位置参数以及如何在函数中实现它们
• 默认实参 第5 章新增一节来讲述函数的默认实参
• 为列表使用count 和sum 第7 章讨论如何为列表使用count 方法和sum 函数
• 在元组中存储可变对象 第7 章新增一节来讲述元组的“不可变”性，以及如何在元组中存储“可变”对象
• 字典合并和更新操作符 第9 章新增一节来讨论字典的合并和更新操作符。
各章内容概览
第1 章“计算机和编程概述”
本章首先以具体和容易理解的方式来诠释计算机如何工作、数据如何存储和处理，以及我们为什么要用高级语言来写程序。然后介绍Python 语言、交互模式、脚本模式以及Python 自带的IDLE 开发环境。
第2 章“输入、处理和输出”
本章介绍程序开发周期、变量、数据类型以及用顺序结构来写的简单程序，学生将学习如何编写简单的程序，从键盘读取输入，进行数学运算，并生成格式化的屏幕输出。然后还要介绍作为程序设计工具的伪代码和流程图。本章最后介绍海龟图形库（选读）。
第3 章“判断结构和布尔逻辑”
在本章中，学生将学习关系操作符和布尔表达式，并了解如何用判断结构控制程序的执行流程。本章要讨论if 语句、if-else 语句和if-elif-else 语句，还要讨论嵌套判断结构和逻辑操作符。本章包括一个选读的海龟图形小节，讨论了如何使用判断结构来测试海龟的状态。
第4 章“重复结构”
本章介绍如何使用while 和for 这两个循环结构，讨论计数器、累加器和哨兵，讨论如何利用循环结构来校验输入。本章最后的选读小节讨论如何在循环中利用海龟图形库来绘制图形。
第5 章“函数”
本章首先介绍如何编写和调用不返回值的函数（void）（译注：和其他语言不同，Python 并没有专门提供void 关键字。），解释使用函数对程序进行模块化的好处并讨论自上而下设计方法。然后讨论如何向函数传递实参，讨论常用的库函数——例如用于生成随机数的函数。在讨论完如何调用库函数和使用其返回值之后，将讨论如何编写和调用自定义函数。最后讨论如何使用模块来组织函数。选读小节讨论如何使用函数对海龟图形代码进行模块化。
第6 章“文件和异常”
本章介绍顺序文件输入和输出，学生将学习如何读写大型数据集，并将数据作为字段和记录来存储。最后讨论异常，并展示如何编写异常处理代码。
第7 章“列表和元组”
本章介绍Python 的“序列”概念，并探讨两种常见的 Python 序列：列表和元组，学生将学习如何使用列表进行类似于数组的操作——例如在列表中存储对象、遍历列表、查找列表中的数据项以及对列表项进行求和/ 求平均值。本章讨论列表推导式、切片以及许多列表方法。我们兼顾一维列表和二维列表。本章还讨论如何用matplotlib 包提供的功能将列表数据绘制成图表。
第8 章“深入字符串”
本章更深入地讨论字符串处理，讨论了字符串切片和遍历字符串中的单独字符的算法，并介绍如何用几个内置函数和字符串方法来进行字符和文本处理。本章还有字符串标记化（tokenizing）和解析CSV 文件的例子。
第9 章“字典和集合”
本章介绍字典和集合数据结构，讨论如何在字典中以“键值对”的形式存储数据、查找值、更改现有值、添加新的键值对、删除键值对以及如何写字典推导式，还要学习如何在集合中将值作为具有唯一性的元素来存储，并执行常见的集合操作——例如并集（union）、交集（intersection）、差集（difference） 和对称差集（symmetric difference），还要介绍了集合推导式，最后讨论对象序列化（Python 称为“腌制”），并介绍Python 的pickle 模块。
第10 章“类和面向对象编程”
本章比较过程式和面向对象编程实践，讨论类和对象的基本概念，讨论属性、方法、封装和数据隐藏、__init__ 方法（类似于构造函数）、取值方法（accessor）和赋值方法（mutator）。学生将学习如何用UML对类进行建模，以及如何从特定的问题中找出合适的类。
第11 章“继承”
本章继续研究类，讨论继承和多态性，所涉及的主题包括超类（基类）、子类（派生类）、__init__ 方法在继承中的作用、方法重写和多态性。
第12 章“递归”
本章讨论递归以及如何用它优雅地解决一些令人挠头的问题，展示了递归调用的一个可视化跟踪并讨论递归应用程序，介绍如何用递归算法来完成许多任务——包括计算阶乘，寻找最大公约数（GCD），对列表中的一系列数值进行求和。另外，还要介绍了经典的汉诺塔例子，这个问题特别适合用递归来求解。
第13 章“GUI 编程”
本章讨论如何使用 Python 的tkinter 模块来设计 GUI 应用程序，讨论许多基本组件，例如标签、按钮、文本输入框、单选钮、复选框、列表框和对话框等，介绍事件在GUI应用程序中如何工作，以及如何编写回调函数来处理事件，最后还讨论了Canvas（画布）组件以及如何使用它来绘制直线、矩形、椭圆、弧线、多边形和文本。
第14 章“数据库编程”
本章介绍数据库编程。首先讲述数据库的基本概念——例如表、行和主键，然后讨论如何在Python 中使用SQLite 连接数据库，讨论SQL，学生将学习如何执行查询以及如何执行语句来查找行、添加新行、更新现有行和删除行。本章演示执行CRUD（创建、读取、更新和删除）操作的应用程序，最后讨论关系数据库。
附录 A“安装 Python”
本附录解释如何下载和安装最新的 Python 发行版。
附录B“IDLE 简介”
本附录概述随同Python 安装的IDLE 集成开发环境。
附录 C“ASCII 字符集”
本附录列出完整ASCII 字符集供参考。
附录D“预定义颜色名称”
本附录列出可用于海龟图形库、matplotlib 和 tkinter 的预定义颜色名称。
附录 E“import 语句”
本附录讨论使用 import 语句的各种方法。例如，可以使用import 语句来导入模块、类、函数或者为模块指定别名。
附录F“用format() 函数格式化输出”
本附录讨论format() 函数的用法， 介绍了如何使用它的格式说明符（format specifier）来控制数值的显示方式。
附录G“用pip 工具安装模块”
本附录讨论如何使用 pip 工具安装来自 Python Package Index（PyPI）的第三方模块。
附录 H“知识检查点答案”
本附录针对散布于全书的“知识检查点”给出答案。
本书的组织方式
本书以循序渐进的方式讲授编程。每一章都涵盖一组主要的主题，并随着讲解的进行逐步建立起知识体系。尽管各章很容易按照现有的顺序讲授/ 自学，但在讲授/ 自学顺序上有一些灵活性。下图展示了各章的依赖性。每个方框都代表一章或多章。箭头从一章指向在它之前必须掌握的前一章内容。
本书特色
本书具有以下特色内容：
概念陈述 本书的每个主题小节都从陈述一个概念开始，概括当前小节的主要内容
示例程序 每一章都提供大量或完整或不完整的示例程序，每个旨在强调当前的主题而设计的
聚光灯 每一章都有一个或多个“聚光灯”案例研究，会详细地、逐步骤地分析问题，并告诉学生如何解决这些问题
视频讲解 专门为本书开发的“视频讲解”（VideoNote）网上视频，可在https://media.pearsoncmg.com/ph/esm/ecs_gaddis_sowpython_6e/cw/ 观看。该图标分布于全书，提醒学生观看针对特定主题的视频。由于是英文版视频，所以本书的“视频讲解”保留了视频的英文名称，方便在上述页面上查找
注意 全书多处提供类似段落，用于简要解释与当前主题相关的有趣或常被误解的要点
提示 旨在告诉学生用于处理不同编程问题的最佳技术
警告 旨在提醒学生注意可能导致程序出错或数据丢失的编程技术或做法
检查点 散布于每一章，旨在检查学生是否已经掌握了一个新的主题
复习题 每章都提供了一套全面而多样的复习题和练习，包括选择题、判断题、算法工作台和简答题
编程练习 每一章都提供大量编程练习，旨在巩固学生对当前所学主题的掌握程度补充材料
• 学生资源 出版商为本书提供了许多学生资源。以下资源可从https://media.pearsoncmg.com/ph/esm/ecs_gaddis_sowpython_6e/cw/ 获取：
◆ 书中所有示例程序的源代码
◆ 英文版勘误（中文版资讯和勘误请访问https://bookzhou.com）
◆ 本书配套的英文版VideoNote（视频讲解）
• 中文版资源 本书的源代码大部分都进行了中文本地化，包括注释、程序中显示的文本等。除此之外，还对一些bug 进行了修正。请访问https://bookzhou.com 并根据需要下载中文版资源。
• 教师资源 以下补充材料仅向提出申请的在校教师提供：
◆ 所有复习题的答案
◆ 所有编程练习的答案
◆ 各章的PowerPoint 幻灯片
◆ 题库
请访问培生教育教师资源中心（www.pearsonhighered.com/irc）或联系当地培生教育代表（或发送电子邮件coo@netease.com），了解如何获取这些资料。

《学习Python（第6版）》深入浅出地讨论了大部分Python 编程主题。利用从本书中学到的Python 知识，读者可以掌握高质量软件研发背后的逻辑。书中采用一种易懂的、循序渐进的方法来介绍基本的编程概念，先从控制结构、函数和列表等概念开始，再深入讨论类。这有助于确保读者理解基本的编程概念，并知道如何解决现实中的问题。书中每一章都包括清晰美观的代码清单、真实世界的例子和大量练习。
《学习Python（第6版）》针对Python 3.11 进行了全面更新，新增或改进了大量主题，尤其适合想要高效掌握Python 新特性的读者。

托尼·加迪斯(Tony Gaddis)
美国国家教职员工和组织发展研究所( NISOD)优秀教师和北卡罗莱纳社区大学年度优秀教师，从事计算机教学工作超过二十年，具有相当丰富的教学经验。他是畅销教材系列Starting Out with的主要负责人，此系列覆盖C  、Java、C#、Python和Alice等主流编程语言。

周靖
微软最有价值专家(MVP)，具有深厚的程序开发功底和良好的文学素养，翻译风格严谨、准确、朴实、流畅，深受读者欢迎。代表译著有《Visual C#从入门到精通》(第10版)、《C# 12.0本质论》(第8版)、《深入CLR》(第4版)、《 Windows核心编程》(第5版)、《C  入门经典》（第10版)和《学习C  20(中文版)》等。

第1 章 计算机和编程概述    1
1.1 概述       1
1.2 硬件和软件     2
1.2.1 硬件          2
1.2.2 中央处理器          3
1.2.3 主存          3
1.2.4 辅助存储设备      4
1.2.5 输入设备        5
1.2.6 输出设备        5
1.2.7 软件          5
检查点          6
1.3 计算机如何存储数据      6
1.3.1 存储数字        7
1.3.2 存储字符        8
1.3.3 高级数字存储      9
1.3.4 其他类型的数据         9
检查点        10
1.4 程序如何工作     10
1.4.1 从机器语言到汇编语言   12
1.4.2 高级语言      13
1.4.3 关键字、操作符和语法：概述     14
1.4.4 编译器和解释器       15
检查点        17
1.5 使用Python         17
1.5.1 安装Python        17
1.5.2 Python 解释器       17
1.5.3 IDLE 编程环境         20
复习题       21
第2 章 输入、处理和输出       25
2.1 设计程序       25
2.1.1 程序开发周期       25
2.1.2 关于设计过程的更多说明     26
2.1.3 伪代码          27
2.1.4 流程图          28
检查点        28
2.2 输入、处理和输出        28
2.3 用print 函数显示输出       29
检查点        31
2.4 注释         31
2.5 变量         32
2.5.1 用赋值语句创建变量       33
2.5.2 多重赋值      35
2.5.3 变量命名规则       35
2.5.4 用print 函数显示多项内容   37
2.5.5 变量重新赋值       37
2.5.6 数值数据类型和字面值   38
2.5.7 用str 数据类型存储字符串   39
2.5.8 让变量引用不同数据类型     40
检查点        40
2.6 从键盘读取输入        41
检查点        44
2.7 执行计算       45
2.7.1 浮点和整数除法       47
2.7.2 操作符优先级       48
2.7.3 用圆括号分组       49
2.7.4 求幂操作符        50
2.7.5 求余操作符        51
2.7.6 将数学公式转换为编程语句       52
2.7.7 混合类型的表达式和数据类型转换      54
2.7.8 将长语句拆分为多行       55
检查点        56
2.8 字符串连接         56
检查点        57
2.9 print 函数进阶知识        58
2.9.1 阻止print 函数的换行功能   58
2.9.2 指定分隔符        58
2.9.3 转义序列      59
检查点        60
2.10 用f 字符串格式化输出         60
2.10.1 占位符表达式         61
2.10.2 格式化值          61
2.10.3 浮点数四舍五入     62
2.10.4 插入逗号分隔符     63
2.10.5 将浮点数格式化为百分比   64
2.10.6 用科学计数法格式化     64
2.10.7 格式化整数      64
2.10.8 指定最小域宽         65
2.10.9 值的对齐          66
2.10.10 指示符的顺序       68
2.10.