Python编程实战 妙趣横生的项目之旅

《Python编程实战：妙趣横生的项目之旅》基于Python语言，通过项目展示Python的奇妙应用，适合Python初学者学习。在本书中，你将使用Python编程语言模拟探索火星、木星以及银河系遥远的地方，体验诗人的意境，了解高级的金融知识等。你还会学到各种各样的技术，如马尔可夫链分析技术、蒙特卡罗模拟、图像叠加技术、基因遗传算法等。与此同时，你还会学习一些模块的使用方法，例如pygame、Pylint、pydocstyle、Tkinter、python-docx、Matplotlib和pillow等。

《Python编程实战：妙趣横生的项目之旅》基于一些有趣的项目进行讲解，能够让读者在新奇的项目案例中体验学习Python的乐趣。此外，读者还能将自己所学的知识与实际的应用程序开发、数据库设计和解决实际问题联系起来，提升自己的项目实践能力。

李·沃恩（Lee Vaughan）是一位程序员和教育工作者。作为埃克森美孚公司的主管级科学家，他负责构建并审查计算机模型，开发和测试软件，并培训地球科学家和工程师。他还通过自己编写的图书，帮助很多读者磨炼 Python 编程技能，并从中获得乐趣。

第 1章　虚假姓名生成器　1

1.1　项目1：生成假名　1

1.1.1　项目规划与设计　1

1.1.2　策略　2

1.1.3　伪代码　2

1.1.4　代码　3

1.2　本章小结　11

1.3　延伸阅读　12

1.3.1　伪代码编写标准　12

1.3.2　编程规范　12

1.3.3　第三方模块　12

1.4　实践项目　12

1.4.1　儿童黑话　13

1.4.2　简单条形图　13

1.5　挑战项目　13

1.5.1　拉丁文简单条形图　14

1.5.2　中间名　14

1.5.3　挑战不同的项目　14

第 2章　寻找回文　15

2.1　寻找和加载字典文件　15

2.1.1　处理文件打开异常　16

2.1.2　加载字典文件　16

2.2　项目2：寻找回文单词　18

2.2.1　策略和伪代码　18

2.2.2　寻找回文单词的代码　19

2.3　项目3：寻找回文短语　20

2.3.1　策略和伪代码　20

2.3.2　寻找回文短语的代码　22

2.3.3　程序性能分析　24

2.4　本章小结　27

2.5　延伸阅读　27

2.6　实践项目：字典清理　27

2.7　挑战项目：用递归方法查找回文　27

第3章　寻找易位词　28

3.1　项目4：寻找单词的易位词　28

3.1.1　策略和伪代码　28

3.1.2　寻找易位词的代码　30

3.2　项目5：寻找易位短语　31

3.2.1　策略和伪代码　32

3.2.2　寻找易位短语的代码　35

3.3　项目6：寻找伏地魔（Voldemort）——高卢人策略　41

3.4　项目7：寻找伏地魔（Voldemort）——英式蛮力方式　43

3.4.1　策略　43

3.4.2　英式蛮力方式的代码　45

3.5　本章小结　52

3.6　延伸阅读　52

3.7　实践项目：寻找二元字母组　52

3.8　挑战项目：易位词自动生成器　52

第4章　破解美国内战密码　53

4.1　项目8：路由密码　53

4.1.1　策略　55

4.1.2　伪代码　57

4.1.3　解密路由密码的代码　58

4.1.4　破解路由密码　60

4.1.5　增加用户接口　62

4.2　项目9：栅栏密码　67

4.2.1　策略　68

4.2.2　使用栅栏密码加密代码　69

4.2.3　使用栅栏密码解密代码　71

4.3　本章小结　73

4.4　延伸阅读　73

4.5　实践项目　74

4.5.1　黑客林肯　74

4.5.2　判断密码类型　74

4.5.3　以字典的形式存储密钥　74

4.5.4　自动生成可能的密钥　75

4.5.5　路由换位密码：暴力破解　75

4.6　挑战项目　76

4.6.1　路由密码编码器　76

4.6.2　三栏式栅栏密码　77

第5章　编写英国内战密码　78

5.1　项目10：Trevanion密码　78

5.1.1　策略和伪代码　80

5.1.2　Trevanion密码的代码　81

5.2　项目11：编写空密码　84

5.2.1　清单型空密码的代码　85

5.2.2　清单型空密码程序的输出　86

5.3　本章小结　87

5.4　延伸阅读　87

5.5　实践项目　87

5.5.1　营救玛丽　87

5.5.2　科尔切斯特脱险　88

第6章　隐写术　89

6.1　项目12：隐藏维吉尼亚密码　89

6.1.1　程序运行平台　90

6.1.2　策略　91

6.1.3　伪代码　96

6.1.4　代码　97

6.1.5　添加维吉尼亚密码　100

6.1.6　检测隐藏消息　101

6.2　本章小结　104

6.3　延伸阅读　104

6.4　实践项目：检查空行数　105

6.5　挑战项目：使用Monospace字体　105

第7章　用遗传算法培育大鼠　106

7.1　在所有解中寻找解　106

7.2　项目13：培育超级老鼠大军　107

7.2.1　策略　107

7.2.2　培育超级大鼠的代码　110

7.2.3　项目小结　115

7.3　项目14：破解高科技保险柜　117

7.3.1　策略　118

7.3.2　保险柜破解器的代码　119

7.4　本章小结　122

7.5　延伸阅读　122

7.6　挑战项目　122

7.6.1　为老鼠建立“后宫”　123

7.6.2　创建更高效的破解器　123

第8章　统计俳句音节数　124

8.1　日本俳句　124

8.2　项目15：统计音节数　125

8.2.1　策略　126

8.2.2　管理缺失单词　128

8.2.3　音节计数程序代码　134

8.2.4　编写检查音节计数程序的程序　136

8.3　本章小结　137

8.4　延伸阅读　137

8.5　实践项目：音节计数器对比字典文件计数器　137

第9章　用马尔可夫链分析技术编写俳句　139

9.1　项目16：马尔可夫链分析　139

9.1.1　策略　141

9.1.2　伪代码　144

9.1.3　训练语料库　145

9.1.4　程序调试　146

9.1.5　程序代码　147

9.1.6　输出结果　156

9.2　本章小结　159

9.3　延伸阅读　159

9.4　挑战项目　160

9.4.1　新词生成器　160

9.4.2　图灵测试　160

9.4.3　俳句判断　161

9.4.4　马尔可夫音乐　161

第 10章　我们孤独吗——探索费米悖论　162

10.1　项目17：模拟银河系　162

10.1.1　策略　163

10.1.2　估算文明的数量　163

10.1.3　选择无线电气泡大小　164

10.1.4　得出探测概率计算公式　165

10.1.5　计算探测概率的代码　167

10.1.6　建立图形模型　171

10.1.7　结果分析　182

10.2　本章小结　183

10.3　延伸阅读　183

10.4　实践项目　184

10.4.1　遥远的银河　184

10.4.2　建立银河系帝国　184

10.4.3　预测可探测性的迂回方法　186

10.5　挑战项目　186

10.5.1　创造条状螺旋银河系　186

10.5.2　为你的星系添加可居住区　186

第 11章　蒙蒂·霍尔问题　188

11.1　蒙特卡罗模拟　188

11.2　项目18：验证萨凡特说法的正确性　190

11.2.1　策略　190

11.2.2　验证萨凡特说法的代码　191

11.3　项目19：蒙蒂霍尔游戏　193

11.3.1　面向对象程序设计简介　193

11.3.2　策略和伪代码　196

11.3.3　蒙蒂霍尔游戏代码　197

11.4　本章小结　207

11.5　延伸阅读　207

11.6　实践项目：生日悖论　207

第 12章　储蓄安全　208

12.1　项目20：模拟退休生活　208

12.1.1　策略　209

12.1.2　伪代码　215

12.1.3　获取历史收益数据　216

12.1.4　程序代码　217

12.2　本章小结　229

12.3　延伸阅读　229

12.4　挑战项目　229

12.4.1　一图值千金　229

12.4.2　组合投资　230

12.4.3　我的运气　230

12.4.4　财富值排序　230

第 13章　模拟外星火山　231

13.1　项目21：艾奥之羽　231

13.1.1　认识pygame　232

13.1.2　策略　233

13.1.3　代码　235

13.1.4　运行模拟程序　244

13.2　本章小结　245

13.3　延伸阅读　245

13.4　实践项目：抛射　245

13.5　挑战项目　246

13.5.1　羽流冠　246

13.5.2　“泉源”——粒子运动轨迹　246

13.5.3　弹丸　247

第 14章　用探测器绘制火星地图　248

14.1　与游戏有关的航天及动力学知识　248

14.1.1　万有引力定律　248

14.1.2　开普勒行星运动定律　249

14.1.3　轨道力学　250

14.1.4　向后飞行　250

14.1.5　提升和降低轨道高度　250

14.1.6　走内线　251

14.1.7　圆化椭圆形轨道　251

14.1.8　用霍曼转移提升和降低轨道　252

14.1.9　利用单次切向点火提升和降低轨道高度　253

14.1.10　利用螺旋转移实现轨道高度螺旋式改变　254

14.1.11　实现同步轨道　254

14.2　项目22：火星轨道飞行器游戏　254

14.2.1　策略　255

14.2.2　游戏资源　257

14.2.3　程序代码　258

14.3　本章小结　279

14.4　挑战项目　279

14.4.1　设置游戏启动画面　279

14.4.2　智能仪表　280

14.4.3　无线电黑障　280

14.4.4　游戏评分　280

14.4.5　策略指南　280

14.4.6　大气制动　281

14.4.7　入侵警报　282

14.4.8　越过极地　282

第 15章　用行星叠加技术完善天体摄影图片　283

15.1　项目23：叠加木星照片　283

15.1.1　认识pillow模块　284

15.1.2　操作文件和目录　285

15.1.3　从视频获取图片　287

15.1.4　策略　288

15.1.5　代码　288

15.2　本章小结　299

15.3　延伸阅读　299

15.4　挑战项目：消失之法　299

附录　实践项目解决方案　302

第 1章　虚假姓名生成器　302

第 2章　寻找回文　303

第3章　寻找易位词　303

第4章　破解美国内战密码　304

第5章　编写英国内战密码　308

第6章　隐写术　310

第8章　统计俳句音节数　311

第 10章　我们孤独吗——探索费米悖论　312

第 11章　蒙蒂·霍尔问题　316

第 13章　模拟外星火山　317

《Python编程实战：妙趣横生的项目之旅》基于Python语言，通过项目展示Python的奇妙应用，适合Python初学者学习。在本书中，你将使用Python编程语言模拟探索火星、木星以及银河系遥远的地方，体验诗人的意境，了解高级的金融知识等。你还会学到各种各样的技术，如马尔可夫链分析技术、蒙特卡罗模拟、图像叠加技术、基因遗传算法等。与此同时，你还会学习一些模块的使用方法，例如pygame、Pylint、pydocstyle、Tkinter、python-docx、Matplotlib和pillow等。

《Python编程实战：妙趣横生的项目之旅》基于一些有趣的项目进行讲解，能够让读者在新奇的项目案例中体验学习Python的乐趣。此外，读者还能将自己所学的知识与实际的应用程序开发、数据库设计和解决实际问题联系起来，提升自己的项目实践能力。

李·沃恩（Lee Vaughan）是一位程序员和教育工作者。作为埃克森美孚公司的主管级科学家，他负责构建并审查计算机模型，开发和测试软件，并培训地球科学家和工程师。他还通过自己编写的图书，帮助很多读者磨炼 Python 编程技能，并从中获得乐趣。