Python编程基础

前 言

随着互联网的飞速发展，积累了大量可供分析的数据，对这些数据进行处理、分析和预测的能力也显著提升（包括云计算提供的强大分布式运算能力、摩尔定律下每一个计算单元成本的持续降低、以神经网络为代表的深度学习算法的应用），使我们得到了超乎想象的人工智能。人工智能、大数据和云计算如今得到了突飞猛进的发展，Python也越来越火。调查显示，Python已经成了发展*快的主流编程语言。Python以数据科学而闻名，它拥有极其丰富且稳定的数据科学工具环境，从而助推其成为大数据和云计算中*流行的语言之一。
《Python编程基础》是Python编程的基础教程，基于当前Python的*版本3.7。本书针对Python零基础和有一定编程基础的人员，能够让读者快速入门，同时夯实Python编程基础。本书还配置了Python编程进阶知识：Python面向对象编程、文件I/O、函数式编程等，还为希望进阶Python编程的读者配备了相应的知识与示例。
《Python编程基础》以任务为导向，引入相关Python编程基础知识，进而讲解任务的具体实现，同时包含丰富的实例和练习，让读者能够快速入门，快速上手。本书具有如下特点：
1）基于Python的*版本3.7，以任务为导向，循序渐进，利于读者入门和掌握。
2）每章结尾有小结，下一章开头有内容回顾，温故而知新。
3）含有Python高级编程知识及简单项目练习，为读者进阶打下基础。
《Python编程基础》首先引入简单的Hello World程序任务，让读者认识Python，并介绍编程环境的安装与配置，以及如何实现Hello World程序。接着，介绍Python的基础知识—值、变量、数据类型、表达式和运算；以及程序流程控制—if语句、循环语句；同时给出丰富的实践练习。随后介绍了函数、面向对象编程、文件I/O和异常等更深入的知识。*后一章，探讨Python高级编程：魔法参数，map、reduce和filter高阶函数，以及装饰器等。本书基础知识翔实，包含丰富的、循序渐进的实践项目，特别适合Python入门开发人员。
《Python编程基础》由重庆电子工程职业学院王正霞、河南工业职业技术学院李巧君主编。王正霞编写任务1和任务2；李巧君编写任务3、任务6和任务7；重庆电子工程职业学院李俊翰编写任务4和任务8；重庆电子工程职业学院胡心雷老师编写任务9；河南工业职业技术学院闫兵编写任务5。
由于作者水平有限，书中疏漏之处在所难免，敬请读者批评指正。

编 者

《Python编程基础》是Python编程的基础教程，基于当前Python的*新版本3.7。本书基础知识翔实，包含丰富的、循序渐进的实践项目。首先，介绍了简单的Hello World程序任务，让读者认识Python，并介绍编程环境的安装与配置，以及如何实现Hello World程序。接着介绍Python的基础知识—值、变量、数据类型、表达式和运算，以及程序流程控制—if语句、循环语句，同时给出了丰富的实践练习。随后介绍了函数、面向对象编程、文件I/O和异常等更深入的知识。*后探讨了Python的高级编程：魔法参数，map、reduce和filter高阶函数，以及装饰器等。
《Python编程基础》适合高等职业院校计算机相关专业的学生，也适合Python零基础以及有一定编程基础的人员，能够让读者快速入门，同时夯实Python编程基础。

前言
任务1 Python入门—编写Hello World程序
1.1 任务描述
1.2 了解Python
1.2.1 Python简介
1.2.2 Python的起源与发展
1.2.3 Python解释器
1.2.4 Python的特点
1.2.5 Python 3与Python 2的区别
1.3 Python编程环境搭建
1.3.1 Windows系统平台Python的安装与配置
1.3.2 Linux系统平台Python的安装与配置
1.4 开启Python之旅
1.4.1 Python交互式命令行执行打印帮助信息程序
1.4.2 Python IDE简介
1.4.3 PyCharm的安装
1.4.4 使用PyCharm创建*个项目
1.4.5 Hello World程序的编写和运行
1.4.6 注释代码
1.4.7 代码缩进
1.5 任务实现
1.6 小结
1.7 习题
任务2 Python基础—计算器程序
2.1 任务描述
2.2 值和变量
2.2.1 变量和变量赋值
2.2.2 标识符
2.2.3 使用PyCharm创建PythonPractices项目
2.2.4 输出计算器帮助内容
2.2.5 等待用户输入
2.3 内置数据类型
2.3.1 数值类型
2.3.2 字符串
2.3.3 列表
2.3.4 元组
2.3.5 字典
2.3.6 集合
2.3.7 序列
2.4 表达式和运算
2.4.1 算术运算符
2.4.2 布尔值
2.4.3 布尔运算符
2.4.4 比较运算符
2.4.5 运算优先级
2.5 任务实现
2.6 小结
2.7 习题
任务3 程序流程控制—用户密码验证程序
3.1 任务描述
3.2 if语句
3.2.1 判断两个数值大小的程序
3.2.2 if 语句基本结构与示例
3.2.3 if…else语句基本结构与示例
3.2.4 多路分支
3.2.5 分支嵌套
3.3 循环
3.3.1 阶乘运算程序
3.3.2 for循环基本结构
3.3.3 计算1～100奇数之和
3.3.4 while循环基本结构
3.3.5 range函数
3.3.6 break、continue和pass
3.3.7 循环中的else语句
3.4 任务实现
3.5 小结
3.6 习题
任务4 函数—猜数字程序
4.1 任务描述
4.2 使用函数
4.2.1 函数使用简介
4.2.2 标准数学函数
4.2.3 时间函数
4.2.4 随机数
4.3 自定义函数
4.3.1 函数定义
4.3.2 main 函数
4.3.3 函数参数
4.3.4 函数返回值
4.3.5 嵌套函数
4.3.6 lambda函数
4.4 模块和包
4.4.1 构建模块和包
4.4.2 import 语句
4.4.3 from import语句
4.4.4 from import * 语句
4.4.5 导入模块和包程序
4.4.6 命名空间和作用域
4.4.7 模块搜索路径
4.5 任务实现
4.6 小结
4.7 习题
任务5 程序调试与测试—调试猜数字程序
5.1 任务描述
5.2 调试
5.2.1 语法错误
5.2.2 运行时错误
5.2.3 语义错误
5.3 调试技巧
5.3.1 使用pdb进行调试
5.3.2 使用PyCharm进行调试
5.3.3 使用日志功能进行调试
5.4 unittest单元测试框架
5.4.1 单元测试简介
5.4.2 unittest 单元测试框架介绍
5.4.3 使用详解
5.5 小结
5.6 习题
任务6 面向对象编程—学生信息管理程序
6.1 任务描述
6.2 面向对象编程概述
6.3 类和对象
6.3.1 类与对象简介
6.3.2 类属性
6.3.3 访问的权限
6.3.4 案例：Student类属性
6.4 类的方法
6.4.1 实例方法
6.4.2 类方法
6.4.3 静态方法
6.4.4 案例：Student类方法
6.5 对象初始化
6.5.1 构造方法与析构方法
6.5.2 对象的初始化
6.5.3 self参数
6.5.4 案例：日期类
6.6 继承
6.6.1 派生与继承
6.6.2 构造函数的继承
6.6.3 属性方法的继承
6.6.4 案例：日期时间类
6.7 任务实现
6.8 小结
6.9 习题
任务7 文件I/O—文件批量处理程序
7.1 任务描述
7.2 文件基本知识
7.2.1 认识文件
7.2.2 文件打开
7.2.3 文件路径
7.3 文件读写
7.3.1 文件读取的方法
7.3.2 文件读取的应用
7.3.3 文件写入的方法
7.3.4 文件写入的应用
7.4 shutil和os模块
7.4.1 shutil模块
7.4.2 os模块
7.5 任务实现
7.6 小结
7.7 习题
任务8 异常处理—优化猜数字程序
8.1 任务描述
8.2 了解异常
8.2.1 异常简介
8.2.2 异常类
8.3 异常处理
8.3.1 捕获所有异常
8.3.2 捕获指定异常
8.3.3 捕获多个异常
8.4 抛出异常
8.4.1 raise语句
8.4.2 assert语句
8.5 定义清理操作
8.6 自定义异常
8.6.1 异常类继承树
8.6.2 创建自定义异常类
8.7 任务实现
8.8 小结
8.9 习题
任务9 Python进阶—函数运行时间统计
9.1 任务描述
9.2 魔法参数*args和**kwargs
9.2.1 *args的用法
9.2.2 **kwargs的用法
9.2.3 调用函数时使用*args和**kwargs参数
9.3 map，filter和reduce函数
9.3.1 map函数
9.3.2 filter函数
9.3.3 reduce函数
9.4 装饰器
9.4.1 什么是装饰器
9.4.2 函数作为参数
9.4.3 自定义装饰器
9.4.4 语法糖
9.5 任务实现
9.6 小结
9.7 习题
参考文献

配套资源；电子课件和习题答案