Python编程基础教程

本书是Python编程方面的入门教程。全书共20章，通过浅显易懂的语言和丰富实用的示例，介绍了对象、条件语句、循环、函数、迭代器、生成器、文件处理、字符串处理、面向对象范型、类、继承、运算符重载、异常处理、数据结构、栈、队列、链表、二叉搜索树等编程知识，并介绍了NumPy、Matplotlib等库的应用。 本书不仅适合Python初学者阅读，也适合高等院校计算机相关专业的学生参考。

H.巴辛（H.Bhasin）是一位专业程序员，著有Programing in C#、 Design and Analysis of Algorithms等。

第 1章 Python简介 1

1.1　简介 1

1.2　Python的特点 2

1.2.1　容易 2

1.2.2　输入并运行 2

1.2.3　语法 2

1.2.4　混合性 3

1.2.5　动态类型 3

1.2.6　内置对象类型 3

1.2.7　大量的库和工具 3

1.2.8　可移植性 3

1.2.9　免费 3

1.3　编程范型 3

1.3.1　过程式编程 3

1.3.2　面向对象编程 4

1.3.3　函数式编程 4

1.4　Python的发展历史和应用

前景 4

1.4.1　发展历史 4

1.4.2　应用前景 4

1.5　安装Anaconda 5

1.6　小结 9

1.6.1　术语 9

1.6.2　知识要点 9

1.7　练习 10

1.8　理论回顾 11

第 2章　Python对象 12

2.1　简介 12

2.2　基本数据类型 14

2.2.1　先睹为快 15

2.2.2　分数和小数 16

2.3　字符串 16

2.3.1　分片 18

2.3.2　字符串的不可变性 18

2.4　列表和元组 19

2.4.1　列表 19

2.4.2　元组 20

2.4.3　元组的特点 21

2.5　小结 21

2.5.1　术语 22

2.5.2　知识要点 22

2.6　练习 22

2.7　编程实践 24

第3章 条件语句 25

3.1　简介 25

3.2　if、if-else和if-elif-else结构 25

3.3　if-elif-else阶梯判断 30

3.4　逻辑运算符 30

3.5　三元运算符 31

3.6　get结构 32

3.7　示例 33

3.8　小结 36

3.8.1　语法 36

3.8.2　知识要点 37

3.9　练习 37

3.10　编程实践 39

第4章 循环 41

4.1　简介 41

4.2　while 42

4.3　图案 44

4.4　嵌套循环及其在列表中的

应用 48

4.5　小结 50

4.5.1　术语和语法 51

4.5.2　知识要点 51

4.6　练习 51

4.7　编程实践 53

第5章 函数 54

5.1　简介 54

5.2　函数的特点 54

5.2.1　模块式编程 54

5.2.2　代码的可复用性 54

5.2.3　可管理性 55

5.3　基本术语 55

5.3.1　函数的命名 55

5.3.2　参数 55

5.3.3　返回值 55

5.4　定义和调用 56

5.5　函数的类型 58

5.6　实现搜索 59

5.7　作用域 60

5.8　递归 62

5.8.1　兔子问题 62

5.8.2　使用递归的缺点 64

5.9　小结 64

5.9.1　术语 65

5.9.2　知识要点 65

5.10　练习 65

5.11　编程实践 66

5.12　关于递归的问题 66

5.13　理论回顾 67

5.14　附加题 67

第6章 迭代器、生成器和列表解析 70

6.1　简介 70

6.2　for的强大功能 70

6.3　迭代器 72

6.4　定义一个可迭代的对象 74

6.5　生成器 75

6.6　列表解析 78

6.7　小结 80

6.7.1　术语和函数 81

6.7.2　知识要点 81

6.8　练习 81

6.9　理论回顾 82

6.10　编程实践 82

第7章 文件处理 84

7.1　简介 84

7.2　文件操作机制 85

7.3　open()函数和文件访问模式 85

7.4　用于文件处理的Python函数 87

7.4.1　基本函数 87

7.4.2　与操作系统相关的

方法 88

7.4.3　其他函数和文件

属性 88

7.5　命令行参数 89

7.6　实现和说明 90

7.7　小结 94

7.8　练习 94

7.9　理论回顾 96

7.10　编程实践 97

第8章 字符串 98

8.1　简介 98

8.2　for和while的用法 98

8.3　字符串运算符 100

8.3.1　连接运算符 100

8.3.2　替换运算符 101

8.3.3　成员运算符 101

8.4　处理字符串的函数 102

8.4.1　len()函数 102

8.4.2　capitalize()

函数 103

8.4.3　find()函数 103

8.4.4　count()函数 103

8.4.5　endswith()函数 104

8.4.6　encode()函数 104

8.4.7　decode()函数 104

8.4.8　其他函数 105

8.5　小结 106

8.5.1　术语 106

8.5.2　知识要点 106

8.6　练习 107

8.7　理论回顾 108

8.8　编程实践 109

第9章 面向对象范型简介 110

9.1　简介 110

9.2　创建新的类型 111

9.3　属性和函数 112

9.3.1　属性 112

9.3.2　函数 112

9.4　面向对象编程的要素 114

9.4.1　类 115

9.4.2　对象 115

9.4.3　封装 115

9.4.4　数据隐藏 116

9.4.5　继承 116

9.4.6　多态 117

9.4.7　可复用性 117

9.5　小结 117

9.5.1　术语 118

9.5.2　知识要点 118

9.6　练习 119

9.7　理论回顾 120

9.8　探索和设计 120

第 10章 类和对象 121

10.1　简介 121

10.2　定义类 122

10.3　创建对象 122

10.4　数据成员的作用域 123

10.5　嵌套 125

10.6　构造函数 126

10.7　构造函数重载 127

10.8　析构函数 129

10.9　小结 130

10.9.1　术语 131

10.9.2　知识要点 131

10.10　练习 131

10.11　理论回顾 133

10.12　编程实践 133

第 11章 继承 135

11.1　继承和组合 135

11.1.1　继承和方法 136

11.1.2　组合 138

11.2　继承的重要性及其类型 141

11.2.1　继承的必要性 142

11.2.2　继承的类型 143

11.3　方法 149

11.3.1　绑定的方法 149

11.3.2　未绑定的方法 150

11.3.3　方法是可调用的

对象 151

11.3.4　超类的重要性和

用法 152

11.3.5　使用super调用基类

函数 152

11.4　在继承树中搜索 153

11.5　类接口和抽象类 155

11.6　小结 156

11.6.1　术语 157

11.6.2　知识要点 157

11.7　练习 157

11.8　理论回顾 159

11.9　编程实践 159

第 12章 运算符重载 161

12.1　简介 161

12.2　回顾__init__ 161

12.3　重载二元运算符的方法 164

12.4　以分数为例重载二元

运算符 164

12.5　重载 =运算符 168

12.6　重载>和<运算符 169

12.7　重载__boolEan__运算符——

__bool__与__len__的优先级 170

12.8　析构函数 172

12.9　小结 173

12.9.1　术语 173

12.9.2　知识要点 173

12.10　练习 173

12.11　理论回顾 174

12.12　编程实践 175

第 13章 异常处理 177

13.1　简介 177

13.2　重要性和机制 178

13.2.1　try/catch的

例子 179

13.2.2　手动引发异常 180

13.3　Python中内置的异常 180

13.4　过程 181

13.4.1　异常处理—— 

try/except 182

13.4.2　引发异常 182

13.5　构造用户友好的异常 183

13.6　异常处理的示例 184

13.7　小结 186

13.7.1　语法 187

13.7.2　知识要点 187

13.8　练习 187

13.9　理论回顾 188

13.10　编程实践 189

第 14章 数据结构简介 190

14.1　简介 190

14.2　抽象数据类型 192

14.3　算法 193

14.4　数组 194

14.5　迭代算法和递归算法 197

14.5.1　迭代算法 198

14.5.2　递归算法 200

14.6　小结 202

14.6.1　术语 202

14.6.2　知识要点 202

14.7　练习 203

14.8　理论回顾 204

14.9　编程实践 204

第 15章 栈和队列 206

15.1　简介 206

15.2　栈 206

15.3　栈的动态实现 208

15.4　动态实现栈的另一种

方法 210

15.5　栈的应用 211

15.5.1　反转一个字符串 211

15.5.2　中缀表达式、前缀表达式和后缀表达式 212

15.6　队列 214

15.7　小结 216

15.7.1　术语 216

15.7.2　知识要点 217

15.8　练习 217

15.9　理论回顾 218

15.10　附加题 218

15.11　编程实践 219

第 16章 链表 220

16.1　简介 220

16.2　操作 221

16.3　使用链表实现栈 229

16.4　使用链表实现队列 231

16.5　小结 232

16.5.1　术语 233

16.5.2　知识点 233

16.6　练习 233

16.7　理论回顾 234

16.8　编程实践 235

16.9　探索和设计 235

第 17章 二叉搜索树 236

17.1　简介 236

17.2　定义和术语 236

17.2.1　图的定义和表示 236

17.2.2　树的定义、分类和

表示 237

17.2.3　二叉树的表示 239

17.2.4　树的遍历—— 中序、

前序和后序 240

17.3　二叉搜索树 241

17.3.1　创建和插入 242

17.3.2　遍历 245

17.3.3　元素和

小元素 246

17.4　小结 248

17.4.1　术语 248

17.4.2　知识要点 249

17.5　练习 249

17.6　附加题 250

17.7　编程实践 251

第 18章 NumPy简介 252

18.1　简介 252

18.2　NumPy简介以及基本数组的

创建 253

18.3　生成序列的函数 254

18.3.1　arange() 255

18.3.2　linspace() 255

18.3.3　logspace() 256

18.4　聚合函数 256

18.5　广播 259

18.6　结构化数组 262

18.7　小结 264

18.8　练习 264

18.9　理论回顾 266

18.10　编程实践 266

第 19章 Matplotlib简介 268

19.1　简介 268

19.2　绘制函数 268

19.3　绘制子图 276

19.4　3D绘图 280

19.5　小结 285

19.5.1　术语 285

19.5.2　知识要点 286

19.6　练习 286

19.7　理论回顾 287

19.8　编程实践 287

第 20章 图像处理简介 289

20.1　简介 289

20.2　打开、读取和写入图像 290

20.2.1　打开图像 290

20.2.2　读取图像 291

20.2.3　把图像写入一个

文件中 291

20.2.4　显示图像 291

20.3　contour()函数 292

20.4　裁剪 293

20.5　图像的统计信息 295

20.6　基本变换 295

20.6.1　平移 295

20.6.2　旋转 296

20.6.3　缩放 297

20.7　小结 298

20.7.1　术语 299

20.7.2　知识要点 299

20.8　练习 299

20.9　理论回顾 300

20.10　编程实践 300

附录A Python中的多线程 301

附录B 正则表达式 306

附录C 实践练习和编程问题 312

附录D 实践练习—— 选择题 320

附录E 各章选择题答案 324

本书是Python编程方面的入门教程。全书共20章，通过浅显易懂的语言和丰富实用的示例，介绍了对象、条件语句、循环、函数、迭代器、生成器、文件处理、字符串处理、面向对象范型、类、继承、运算符重载、异常处理、数据结构、栈、队列、链表、二叉搜索树等编程知识，并介绍了NumPy、Matplotlib等库的应用。 本书不仅适合Python初学者阅读，也适合高等院校计算机相关专业的学生参考。

H.巴辛（H.Bhasin）是一位专业程序员，著有Programing in C#、 Design and Analysis of Algorithms等。