Python语言程序设计基础教程

Python是一种面向对象的解释型计算机程序设计语言，同时也支持面向过程的编程。具有丰富和强大的标准库及第三方可扩展库，可扩展性非常好。据TIOBE的编程语言排行榜统计，截至2021年8月，Python 已经成为继C语言之后的第二大语言。
Python语言有很多优点: 简单易学、免费开源、高层语言、可移植性强、面向对象、可扩展性、可嵌入型、丰富的库、规范的代码等。因此，在系统编程、图形界面开发、科学计算、文本处理、数据库编程、Web开发、自动运维、多媒体应用、游戏开发、大数据、金融分析、人工智能等方面得到广泛应用。目前，不仅计算机相关专业人员选择使用Python语言快速开发，非计算机专业人员也纷纷选择Python语言帮助自己解决专业问题。
“程序设计基础”是高校普遍开设的一门计算机基础课程，它既面向计算机专业的学生，也面向非计算机专业的学生。该课程的主要目标是通过程序设计语言的学习，使学生掌握一种计算机语言的基本语法和规则，掌握程序设计的基本方法和编程技能，并学会使用该语言通过编程解决一些实际的问题。
本书作者长期从事非计算机专业的“程序设计基础”课程的教学，积累了丰富的教学经验。把多年的教学体验融入本书的编写中，力争做到如下几点。
(1) 对每个知识点提供相关的程序实例，使读者能更直观地理解和掌握Python语言的基本语法和程序设计方法，并逐步提升解决问题的能力。
(2) 每一章后面提供了适量的习题，便于读者检验自己的学习情况，及时发现学习过程中存在的问题并及时解决。
(3) 针对重点和难点知识，给出了大量的分析和注释，力争把重点和难点讲透讲懂，并给出应用实例。
本书共分为9章，各章节内容如下。
第1章的主要内容有计算机工作原理简介，程序和程序设计语言的概念及分类，程序的执行方式；Python语言的概述，Python开发工具IDLE的下载、安装、运行；通过几个简单的例子学习，使读者掌握Python语言的基本语法规则；Python中模块的概念，模块的下载、安装、导入以及math和random模块的使用。
第2章的主要内容有基本数据类型常量的表示形式，变量的定义；各种运算符的功能、优先级和结合性，表达式的书写规范；后对常用的内置函数进行讲解。
第3章的主要内容有算法的概念，算法的表示方法，如传统的流程图、NS流程图等；选择结构程序设计，如双分支、单分支、多分支和嵌套的if语句等；循环结构程序设计，如while和for循环语句、break和continue循环跳转语句以及else语句；多重循环结构程序的设计；异常处理的概念及分类、异常处理控制语句try语句的各种类型。
第4章的主要内容有组合数据类型的概念及分类；列表的创建、访问、切片以及列表的运算和操作函数、方法等；元组的创建、访问、切片以及元组的运算和操作函数及方法；集合的创建、访问以及集合的运算和操作函数及方法；字典的创建、访问和操作函数及方法等。
第5章的主要内容有函数的概念、定义、调用、返回值；函数的参数传递，位置参数、关键字参数、默认值参数、可变长参数；变量的作用域即全局变量、局部变量和非局部变量；lambda函数的定义和使用。
第6章的主要内容有字符串的创建、访问、切片以及字符串的运算和操作函数及方法；正则表达式的模式设计、正则表达式的常用函数等。
第7章的主要内容有文件的基本处理；数据维度的概念、表示、处理及文件管理等。
第8章的主要内容有面向对象的概念及与面向过程的区别；类的定义，实例对象的创建；对象属性和对象方法的使用；继承与多态的概念；方法重载等。
第9章的主要内容有与科学计算和数据可视化相关的numpy、pandas和matplotlib三个扩展库的介绍和使用。
本书由江西师范大学计算机信息工程学院的任课教师编写，具体分工如下: 傅清平老师负责第1、2、4章、第3章的3.3节和3.4节以及附录A的编写；李雪斌老师负责第3章的3.1节和3.2节及第7～9章的编写；徐文胜老师负责第5、6章的编写。全书由傅清平老师统稿和定稿。
本书在编写和出版过程中得到了许多人的帮助，包括领导的支持和关心、同事的意见和建议及家人的理解和支持。清华大学出版社的领导和编校人员为本书的出版提供了无私的帮助，在此一并表示真诚的感谢！
本书在编写过程中，参考了大量的书籍和资料，在此谨向这些文献资料的作者表示衷心的感谢！
由于作者的时间和水平有限，书中难免存在疏漏和不足之处，恳请广大读者批评指正。

编者2021年8月

本书以程序设计为主线，以编程应用为驱动，理论联系实际，通过丰富的实例分析详细介绍了Python程序设计的思想及方法。全书叙述严谨、案例丰富、由浅入深、难易适中、重点突出。 全书共分为9章，内容包括Python概述，Python基本数据类型、表达式和内置函数，程序控制结构，组合数据类型，函数，字符串和正则表达式，文件，Python面向对象编程，科学计算与可视化。为避免学习过程的枯燥、乏味，本书精选了一些实用性强、趣味性足的实例。这些实例增强了全书的可读性和学生的参与性，便于学生在轻松愉快的氛围中学习。 本书适合作为高等学校各专业Python程序设计课程的教材，也可以作为广大编程爱好者的自学读物，还可以作为各类计算机等级考试的辅导用书。本书配套的电子资源包括PPT、书中例题代码和习题参考答案等，均可在清华大学出版社官网免费下载。

傅清平,1994年参加工作，近年来主要讲授《数据库原理》、《数据结构》、《C语言程序设计》、《C编程基础》、《Python程序设计》和《大学计算机基础》等课程。
作为主编、副主编和参编人员编写的教材分别在清华大学、中国铁道和江西高教等出版社出版多个版次的各种教材共计十五本。所编写的教材反映良好，《C语言程序设计》（第三版）和《C语言程序设计实验教程》被评为“十一五”规划教材，荣获江西省普通高校第三届优秀教材一等奖。所编写教材多次荣获得学校优秀教材评选二等奖和三等奖。
参与国家自然基金项目2项，主持和参与省级课程10余项，发表论文10余篇。

本书作者长期从事非计算机专业的“程序设计基础”课程的教学，积累了丰富的教学经验。把多年的教学体验融入到本教材的编写中去，力争做到: 
① 对每一个知识点提供相关的程序实例，使读者能更直观地理解和掌握Python语言的基本语法和程序设计方法，并逐步提升解决问题的能力。 
② 每一章后面提供了适量的习题，便于读者检验自己的学习情况，及时发现学习过程中存在的问题并及时解决。 
③ 针对重点和难点知识，给出了大量的分析和注释，力争把重点和难点讲透讲懂，并给出应用实例。