Python程序设计——深入理解计算机系统的语言

随着Python语言在国内的流行，各大高校和培训机构都开设了Python语言程序设计课程。之前我们与清华大学出版社合作出版了《Python语言程序设计》，随着Python版本的迭代升级，书中一些知识点已经有些陈旧，亟待更新。应广大读者的要求，我们编写本书。
本书是智捷课堂开发的又一本立体化图书，配套了课件源代码和相关服务。本书知识点讲解细致，结构安排合理，非常适合零基础读者学习。认真学习完本书后，相信读者可以独立开发Python网络爬虫、数据分析及数据可视化等项目。
本书特色
本书特色如下： 
(1) IDE使用业界流行的PyCharm 工具。
(2) 采用Python 3.8解释器。
(3) 介绍搭建自己的Web服务器。
(4) 数据库采用MySQL 8。
读者对象
本书是一本Python编程语言入门图书。无论是计算机相关专业的大学生还是从事软件开发工作的职场人，本书都适合。
源代码下载
书中提供了300多个完整示例和两个完整项目案例的源代码，读者可以在清华大学出版社网站本书页面下载。
配套源代码大部分都是通过PyCharm工具创建的，可以用PyCharm工具打开。如果读者的PyCharm工具显示如图1所示的欢迎界面，则单击Open按钮，打开如图2所示的“打开文件或项目”对话框，找到对应章节的文件夹并打开即可。如果已进入PyCharm 工具，可以通过菜单FileOpen命令打开如图2所示的“打开文件或项目”对话框。

致谢
感谢清华大学出版社的盛东亮为本书提出了宝贵意见； 感谢智捷课堂团队的赵志荣、赵大羽、关锦华、闫婷娇、刘佳笑和赵浩丞参与部分内容的写作； 感谢赵浩丞从专业角度修改书中图片； 感谢我的家人容忍我的忙碌，并给我关心和照顾，使我能投入全部精力专心编写本书。
由于Python更新迭代很快，而作者水平有限，书中难免存在瑕疵和不妥之处，恳请读者提出宝贵意见，以便再版时改进。
关东升2022年5月

本书是一部学习Python 编程语言的教材。全书共分21 章,内容包括引言、开发环境搭建、第1 个 Python 程序、Python 语法基础、数据类型、运算符、控制语句、数据结构、函数、面向对象编程、异常处理、常 用模块、正则表达式、文件操作与管理、数据交换格式、数据库编程、网络编程、图形用户界面编程和Python 多线程编程等。每章后面都安排若干同步练习题,并在附录A 中提供了参考答案。 本书既可作为高等学校计算机软件技术课程的教材,也可作为社会培训机构的培训教材,还可作为广 大Python 初学者和Python 开发人员的参考用书。

关东升: 一个在IT领域摸爬滚打20多年的资深程序员、知名培训专家、畅销书作家。曾参与设计和开发北京市公交一卡通大型项目，以及国家农产品追溯系统、金融系统微博等移动客户端项目，并在App Store发布多款游戏和应用软件。长期为中国移动、中国联通、南方航空、中石油、工商银行、平安银行和天津港务局等企事业单位提供培训服务。先后出版了《iOS开发指南》《从零开始学Swift》《Android网络游戏开发实战》《Cocos2d-x实战》《Java从小白到大牛》《Python从小白到大牛》《Kotlin从小白到大牛》等40多部图书。

第1章引言
1.1Python语言历史
1.2Python语言设计哲学——Python之禅
1.3Python语言特点
1.4Python语言应用前景
第2章准备开发环境
2.1安装Python解释器
2.2PyCharm开发工具
2.2.1下载和安装
2.2.2设置Python解释器
2.3文本编辑工具
2.4本章小结
2.5上机实验
第3章编写第1个Python程序
3.1使用Python Shell
3.2使用PyCharm实现
3.2.1创建项目
3.2.2创建Python代码文件
3.2.3编写代码
3.2.4运行程序
3.3文本编辑工具 Python解释器实现
3.3.1编写代码
3.3.2运行程序
3.4代码解释
3.5本章小结
第4章Python语法基础
4.1标识符和关键字
4.1.1标识符
4.1.2关键字
4.2变量和常量
4.2.1变量
4.2.2常量
4.3注释
4.4语句
4.5模块
4.6包
4.6.1创建包
4.6.2包导入
4.7本章小结
4.8同步练习
第5章数据类型
5.1数字类型
5.1.1整数类型
5.1.2浮点类型
5.1.3复数类型
5.1.4布尔类型
5.2数字类型相互转换
5.2.1隐式类型转换
5.2.2显式类型转换
5.3字符串类型
5.3.1字符串表示方式
5.3.2字符串格式化
5.3.3字符串查找
5.3.4字符串与数字相互转换
5.4本章小结
5.5同步练习
第6章运算符
6.1算术运算符
6.1.1一元运算符
6.1.2二元运算符
6.2关系运算符
6.3逻辑运算符
6.4位运算符
6.5赋值运算符
6.6其他运算符
6.6.1同一性测试运算符
6.6.2成员测试运算符
6.7运算符优先级
6.8本章小结
6.9同步练习
第7章控制语句
7.1分支语句
7.1.1if结构
7.1.2ifelse结构 
7.1.3elif结构 
7.1.4三元运算符替代品——条件表达式
7.2循环语句
7.2.1while语句
7.2.2for语句
7.3跳转语句
7.3.1break语句
7.3.2continue语句
7.3.3while和for中的else语句
7.4使用范围
7.5本章小结
7.6同步练习
7.7上机实验： 计算水仙花数
第8章序列
8.1序列概述
8.1.1索引操作 
8.1.2序列的加和乘
8.1.3序列切片
8.2元组
8.2.1创建元组
8.2.2访问元组
8.2.3遍历元组
8.3列表
8.3.1列表创建
8.3.2追加元素
8.3.3插入元素
8.3.4替换元素
8.3.5删除元素
8.3.6其他常用方法
8.3.7列表推导式
8.4本章小结
8.5同步练习
8.6上机实验： 使用列表推导式
第9章集合
9.1可变集合
9.1.1创建可变集合
9.1.2修改可变集合
9.1.3遍历集合
9.2不可变集合
9.3集合推导式
9.4本章小结
9.5同步练习
9.6上机实验： 使用集合推导式
第10章字典
10.1创建字典
10.1.1使用大括号创建字典
10.1.2使用dict()函数创建字典
10.2修改字典
10.3访问字典
10.4遍历字典
10.5字典推导式
10.6本章小结
10.7同步练习
10.8上机实验： 使用字典推导式
第11章函数与函数式编程
11.1定义函数
11.2函数参数
11.2.1使用关键字参数调用函数
11.2.2参数默认值
11.2.3单星号(*)可变参数
11.2.4双星号(**)可变参数
11.3函数返回值
11.3.1无返回值函数
11.3.2多返回值函数
11.4函数变量作用域
11.5生成器
11.6嵌套函数
11.7函数式编程基础
11.7.1高阶函数与函数类型
11.7.2函数作为其他函数返回值使用
11.7.3函数作为其他函数参数使用
11.7.4匿名函数与lambda表达式
11.8函数式编程的三大基础函数
11.8.1过滤函数filter()
11.8.2映射函数map()
11.8.3聚合函数reduce()
11.9装饰器
11.9.1一个没有使用装饰器的示例
11.9.2使用装饰器
11.9.3同时使用多个装饰器
11.9.4给装饰器传递参数
11.10本章小结
11.11同步练习
11.12上机实验： 找出素数
第12章面向对象编程
12.1面向对象概述
12.2面向对象三个基本特性
12.2.1封装性
12.2.2继承性
12.2.3多态性
12.3类和对象
12.3.1定义类
12.3.2创建和使用对象
12.3.3实例变量
12.3.4类变量
12.3.5构造方法
12.3.6实例方法
12.3.7类方法
12.3.8静态方法
12.4封装性
12.4.1私有变量
12.4.2私有方法
12.4.3定义属性
12.5继承性
12.5.1继承概念
12.5.2重写方法
12.5.3多继承
12.6多态性
12.6.1多态概念
12.6.2类型检查
12.6.3鸭子类型
12.7Python根类——object
12.7.1__str__()方法
12.7.2对象比较方法
12.8本章小结
12.9同步练习
12.10上机实验： 设计多继承骡子类
第13章异常处理
13.1一个异常示例
13.2异常类继承层次
13.3常见异常
13.3.1AttributeError异常
13.3.2OSError异常
13.3.3IndexError异常
13.3.4KeyError异常
13.3.5NameError异常
13.3.6TypeError异常
13.3.7ValueError异常
13.4捕获异常
13.4.1tryexcept语句
13.4.2多except代码块
13.4.3tryexcept语句嵌套
13.4.4多重异常捕获
13.5异常堆栈跟踪
13.6释放资源
13.6.1finally代码块
13.6.2else代码块
13.6.3with as代码块自动资源管理
13.7自定义异常类
13.8显式抛出异常
13.9本章小结
13.10同步练习
13.11上机实验： 释放资源
第14章常用模块
14.1math模块
14.1.1舍入函数
14.1.2幂和对数函数
14.1.3三角函数
14.2random模块
14.3datetime模块
14.3.1datetime、date和time类
14.3.2日期和时间计算
14.3.3日期和时间格式化与解析
14.3.4时区
14.4本章小结
14.5同步练习
14.6上机实验： 输入与转换日期
第15章正则表达式
15.1正则表达式中的字符
15.1.1元字符
15.1.2字符转义
15.1.3开始与结束字符
15.2字符类
15.2.1定义字符类
15.2.2字符类取反
15.2.3区间
15.2.4预定义字符类
15.3量词
15.3.1使用量词
15.3.2贪婪量词和懒惰量词
15.4分组
15.4.1定义分组
15.4.2命名分组
15.4.3反向引用分组
15.4.4非捕获分组
15.5re模块中的重要函数
15.5.1search()和match()函数
15.5.2findall()和finditer()函数
15.5.3字符串分割
15.5.4字符串替换
15.6编译正则表达式
15.6.1已编译正则表达式对象
15.6.2编译标志
15.7本章小结
15.8同步练习
15.9上机实验： 找出HTML中图片
第16章文件操作与管理
16.1文件操作
16.1.1打开文件
16.1.2关闭文件
16.1.3文本文件读写
16.1.4二进制文件读写
16.2os模块
16.3os.path模块
16.4本章小结
16.5同步练习
16.6上机实验： 读写日期
第17章数据交换格式
17.1XML数据交换格式
17.1.1XML文档结构
17.1.2解析XML文档
17.1.3使用XPath
17.2JSON数据交换格式
17.2.1JSON文档结构
17.2.2JSON数据编码
17.2.3JSON数据解码
17.3本章小结
17.4同步练习
17.5上机实验： 解析结构化文档
第18章数据库编程
18.1数据持久化技术概述
18.2MySQL数据库管理系统
18.2.1数据库安装和配置
18.2.2登录服务器
18.2.3常见的管理命令
18.3Python DBAPI
18.3.1建立数据连接
18.3.2创建游标
18.4实例： User表CRUD操作
18.4.1安装PyMySQL库
18.4.2数据库编程一般过程
18.4.3数据查询操作
18.4.4数据修改操作
18.5NoSQL数据存储
18.5.1dbm数据库的打开和关闭
18.5.2dbm数据存储
18.6本章小结
18.7同步练习
18.8上机实验： 从结构化文档迁移数据到数据库
第19章网络编程
19.1网络基础
19.1.1网络结构
19.1.2TCP/IP
19.1.3IP地址
19.1.4端口
19.2TCP Socket低层次网络编程
19.2.1TCP Socket通信概述
19.2.2TCP Socket通信过程
19.2.3TCP Socket编程API
19.2.4实例： 简单聊天工具
19.2.5实例： 文件上传工具
19.3UDP Socket低层次网络编程
19.3.1UDP Socket编程API
19.3.2实例： 简单聊天工具
19.3.3实例： 文件上传工具
19.4访问互联网资源
19.4.1URL概念 
19.4.2HTTP/HTTPS
19.4.3搭建自己的Web服务器
19.4.4使用urllib库
19.4.5发送GET请求
19.4.6发送POST请求
19.4.7实例： 图片下载器
19.5本章小结
19.6同步练习
19.7上机实验： 解析来自Web的结构化数据
第20章图形用户界面编程
20.1Python图形用户界面开发工具包
20.2wxPython安装
20.3wxPython基础
20.3.1wxPython类层次结构
20.3.2个wxPython程序
20.3.3wxPython界面构建层次结构
20.3.4界面设计工具
20.4事件处理
20.4.1一对一事件处理
20.4.2一对多事件处理
20.5布局管理
20.5.1不要使用布局
20.5.2Sizer布局管理器
20.6wxPython基本控件
20.6.1静态文本和按钮
20.6.2文本输入控件
20.6.3复选框
20.6.4单选按钮
20.6.5下拉列表
20.6.6列表
20.6.7静态图片控件
20.7实例： 图书信息网格
20.8本章小结
20.9同步练习
20.10上机实验： 展示Web数据
第21章Python多线程编程
21.1基础知识
21.1.1进程
21.1.2线程
21.2使用threading模块
21.3创建线程
21.3.1自定义函数作为线程体
21.3.2继承Thread线程类实现线程体
21.4线程管理
21.4.1等待线程结束
21.4.2线程停止
21.5线程安全
21.5.1临界资源问题
21.5.2多线程同步
21.6线程间通信
21.6.1使用Condition实现线程间通信
21.6.2使用Event实现线程间通信
21.7本章小结
21.8同步练习
21.9上机实验： 网络爬虫
附录A同步练习参考答案

本书特点：
? 致力于培养读者的理论基础与实践能力；
? 实例设计紧密结合真实企业项目开发；
? 开发环境采用企业级开发工具PyCharm；
? 实例设计的数据库采用MySQL 8；
? 帮助读者掌握搭建自己的Web服务器方法。
配书资源：
微课视频 赠送《Python从小白到大牛》畅销书微课视频，帮助读者掌握Python编程技术。
程序代码 提供200多个实例程序代码，均已通过验证调试。
教学课件 提供全书20章的教学课件，供普通院校教师教学参考。
开源工具 提供本书配套开源工具软件，便于读者动手编程实践使用。
教学大纲 便于普通院校教师教学参考，并供学生梳理本书知识脉络。
考试大纲 便于普通院校教师考试参考，并指导学生复习课程测试。
实训项目 提供综合实训项目及程序代码，便于课程设计参考。
测试题库 提供测试题库，便于学生练习与巩固本书知识。
考试题库 提供考试题库，便于教师组织课程测试参考。