Python編程基礎(chǔ)案例與實踐教程

目 錄
第 1 章 學習編程從 Python 開始 1
任務(wù) 1.1 認識 Python 2
1.1.1 程序設(shè)計語言 2
1.1.2 編譯與解釋 3
1.1.3 Python 的歷史 3
1.1.4 Python 的特點 4
1.1.5 Python 的應用 4
課堂練習 5
任務(wù) 1.2 掌握 Python 的開發(fā)環(huán)境 5
1.2.1 下載和安裝 Python 5
1.2.2 Python 的 IDLE 集成開發(fā)環(huán)境 7
1.2.3 PyCharm 集成開發(fā)環(huán)境 8
1.2.4 任務(wù)的實現(xiàn) 11
任務(wù) 1.3 運行 Python 程序 12
1.3.1 Python 程序的運行過程 12
1.3.2 Python 程序的運行方式 12
1.3.3 任務(wù)的實現(xiàn) 14
課堂練習 15
任務(wù) 1.4 Python 程序設(shè)計方法與示例 15
1.4.1 程序設(shè)計方法 15
1.4.2 程序示例 16
1.4.3 Python 的幫助文檔 19
1.4.4 任務(wù)的實現(xiàn) 20
實訓 21
實訓 1 在 PyCharm 環(huán)境下求圓柱體表面積 21
實訓 2 根據(jù)三角形的兩條邊長及其夾角計算第三條邊長 21
小結(jié) 22
課后習題 22
第 2 章 Python 的基礎(chǔ)語法 24
任務(wù) 2.1 掌握 Python 程序的書寫規(guī)范 25
2.1.1 Python 語句 25
2.1.2 代碼塊與縮進 25
2.1.3 注釋 26
2.1.4 任務(wù)的實現(xiàn) 26
任務(wù) 2.2 掌握標識符和常用的關(guān)鍵字 27
2.2.1 標識符 27
2.2.2 關(guān)鍵字 27
課堂練習 28
任務(wù) 2.3 掌握 Python 的數(shù)據(jù)類型和變量 28
2.3.1 數(shù)據(jù)類型 28
2.3.2 變量 31
2.3.3 任務(wù)的實現(xiàn) 31
課堂練習 32
任務(wù) 2.4 Python 運算符的應用 32
2.4.1 算術(shù)運算符 33
2.4.2 關(guān)系運算符 33
2.4.3 邏輯運算符 34
2.4.4 賦值運算符 34
2.4.5 位運算符* 35
2.4.6 運算符的優(yōu)先級 36
2.4.7 任務(wù)的實現(xiàn) 37
課堂練習 37
實訓 38
實訓 1 計算一元二次方程 ax 2 +bx+c = 0 的實數(shù)根 38
實訓 2 計算平面上兩點間的距離 39
小結(jié) 39
課后習題 40
第 3 章 Python 的字符串操作 42
任務(wù) 3.1 實現(xiàn)字符串的格式控制 43
3.1.1 字符串常量 43
3.1.2 轉(zhuǎn)義字符 43
3.1.3 字符串格式化 44
3.1.4 任務(wù)的實現(xiàn) 46
課堂練習 46
任務(wù) 3.2 字符串的操作 47
3.2.1 字符串的操作符 47
3.2.2 操作字符串的方法 48
3.2.3 任務(wù)的實現(xiàn) 51
課堂練習 52
任務(wù) 3.3 實現(xiàn)數(shù)據(jù)的輸入和輸出 52
3.3.1 輸入函數(shù) 53
3.3.2 輸出函數(shù) 53
實訓 54
實訓 1 英文詩歌中的數(shù)據(jù)統(tǒng)計 54
實訓 2 美元與人民幣的雙向轉(zhuǎn)換程序 55
小結(jié) 56
課后習題 56
第 4 章 Python 程序的流程 58
任務(wù) 4.1 結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計 59
4.1.1 程序流程圖 59
4.1.2 結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計的 3 種流程 59
任務(wù) 4.2 應用分支結(jié)構(gòu)實現(xiàn)流程控制 60
4.2.1 簡單分支結(jié)構(gòu)：if 語句 60
4.2.2 選擇分支結(jié)構(gòu)：if…else 語句 60
4.2.3 多重分支結(jié)構(gòu)：if…elif…else 語句 61
4.2.4 分支的嵌套 62
4.2.5 任務(wù)的實現(xiàn) 62
課堂練習 63
任務(wù) 4.3 應用循環(huán)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)代碼重復執(zhí)行 63
4.3.1 遍歷循環(huán)：for 語句 64
4.3.2 條件循環(huán)：while 語句 65
4.3.3 循環(huán)的嵌套 66
4.3.4 任務(wù)的實現(xiàn) 67
課堂練習 68
任務(wù) 4.4 更靈活的流程控制 68
4.4.1 跳轉(zhuǎn)語句 68
4.4.2 pass 語句 69
4.4.3 循環(huán)結(jié)構(gòu)中的 else 語句 70
4.4.4 任務(wù)的實現(xiàn) 70
課堂練習 71
實訓 71
實訓 1 使用蒙特卡羅方法計算圓周率 71
實訓 2 設(shè)計一個登錄驗證程序 73
項目 統(tǒng)計學生成績程序的實現(xiàn) 73
小結(jié) 74
課后習題 75
第 5 章 Python 的組合數(shù)據(jù)類型 78
任務(wù) 5.1 序列類型 79
5.1.1 序列類型的操作符 79
5.1.2 序列類型的常用方法 80
5.1.3 任務(wù)的實現(xiàn) 80
課堂練習 80
任務(wù) 5.2 使用列表管理數(shù)據(jù) 81
5.2.1 列表的基本操作 81
5.2.2 列表的方法 82
5.2.3 遍歷列表 83
5.2.4 列表推導式 84
5.2.5 任務(wù)的實現(xiàn) 85
課堂練習 85
任務(wù) 5.3 使用元組管理不可變數(shù)據(jù) 86
5.3.1 元組的基本操作 86
5.3.2 元組與列表的轉(zhuǎn)換 87
5.3.3 生成器推導式* 87
5.3.4 序列解包* 87
5.3.5 任務(wù)的實現(xiàn) 89
課堂練習 90
任務(wù) 5.4 使用字典管理鍵值對數(shù)據(jù) 90
5.4.1 字典的基本操作 90
5.4.2 字典的常用方法 92
5.4.3 任務(wù)的實現(xiàn) 95
課堂練習 95
任務(wù) 5.5 集合數(shù)據(jù)類型的應用 96
5.5.1 集合的基本操作 96
5.5.2 集合運算* 98
5.5.3 任務(wù)的實現(xiàn) 99
實訓 99
實訓 1 英文的詞頻統(tǒng)計 99
實訓 2 二分查找的實現(xiàn) 100
項目 模擬實現(xiàn)購物車功能 101
小結(jié) 102
課后習題 103
第 6 章 用函數(shù)實現(xiàn)代碼復用 106
任務(wù) 6.1 定義和調(diào)用函數(shù) 107
6.1.1 函數(shù)的定義 107
6.1.2 函數(shù)的調(diào)用 108
6.1.3 函數(shù)的嵌套 109
6.1.4 任務(wù)的實現(xiàn) 109
課堂練習 110
任務(wù) 6.2 函數(shù)的參數(shù)和返回值 110
6.2.1 函數(shù)的參數(shù) 111
6.2.2 默認參數(shù) 112
6.2.3 可變參數(shù) 113
6.2.4 函數(shù)的返回值 115
6.2.5 lambda 函數(shù) 116
6.2.6 任務(wù)的實現(xiàn) 117
課堂練習 117
任務(wù) 6.3 遞歸函數(shù) 118
6.3.1 遞歸函數(shù)的定義和調(diào)用 118
6.3.2 任務(wù)的實現(xiàn) 119
課堂練習 120
任務(wù) 6.4 變量的作用域 120
6.4.1 局部變量 121
6.4.2 全局變量 121
6.4.3 global 語句 123
課堂練習 123
實訓 124
實訓 1 求兩個數(shù)的最大公約數(shù)和最小公倍數(shù) 124
實訓 2 應用泰勒展開式求 e x 的近似值 125
項目 ISBN 識別碼的計算 126
小結(jié) 128
課后習題 128
第 7 章 Python 的內(nèi)置函數(shù)和標準庫 131
任務(wù) 7.1 Python 的內(nèi)置函數(shù) 132
7.1.1 數(shù)學運算函數(shù) 132
7.1.2 字符串運算函數(shù) 133
7.1.3 轉(zhuǎn)換函數(shù) 133
7.1.4 序列操作函數(shù) 134
7.1.5 Python 操作相關(guān)函數(shù) 138
課堂練習 140
任務(wù) 7.2 應用標準庫實現(xiàn)計算功能 140
7.2.1 math 庫 141
7.2.2 random 庫 142
7.2.3 datetime 庫 143
7.2.4 任務(wù)的實現(xiàn) 147
課堂練習 148
任務(wù) 7.3 應用 turtle 庫繪制圖形 148
7.3.1 turtle 的繪圖坐標系 148
7.3.2 turtle 的畫筆控制函數(shù) 149
7.3.3 turtle 的圖形繪制函數(shù) 149
課堂練習 152
實訓 153
實訓 1 求兩個共點力的合力 153
實訓 2 多邊螺旋圖形的繪制 153
小結(jié) 154
課后習題 155
第 8 章 使用模塊和庫編程 157
任務(wù) 8.1 導入和執(zhí)行模塊 158
8.1.1 模塊的概念 158
8.1.2 導入模塊 159
8.1.3 執(zhí)行模塊 160
8.1.4 模塊搜索路徑 161
8.1.5 __name__屬性 162
8.1.6 包的概念 163
8.1.7 任務(wù)的實現(xiàn) 164
課堂練習 165
任務(wù) 8.2 第三方庫的安裝和應用 166
8.2.1 第三方庫簡介 166
8.2.2 pip 工具的使用 166
8.2.3 Python 常用的第三方庫 168
8.2.4 使用 PyInstaller 庫打包文件 169
8.2.5 任務(wù)的實現(xiàn) 170
課堂練習 171
任務(wù) 8.3 應用 jieba 庫分詞 171
8.3.1 jieba 庫簡介 171
8.3.2 jieba 庫的分詞函數(shù) 172
8.3.3 中文的詞頻統(tǒng)計 173
8.3.4 任務(wù)的實現(xiàn) 176
課堂練習 176
實訓 177
實訓 1 使用 Matplotlib 庫繪制折線圖和條形圖177
實訓 2 統(tǒng)計中文文本文件中的高頻詞 178
小結(jié) 179
課后習題 179
第 9 章 Python 的文件操作 181
任務(wù) 9.1 文件操作概述 182
9.1.1 認識文件的類型和編碼方式 182
9.1.2 打開與關(guān)閉文件 183
課堂練習 184
任務(wù) 9.2 讀/寫文件中的數(shù)據(jù) 184
9.2.1 讀文件數(shù)據(jù)的方法 185
9.2.2 向文件寫數(shù)據(jù)的方法 187
9.2.3 文件指針定位的方法 188
9.2.4 讀/寫二進制文件的方法 189
9.2.5 任務(wù)的實現(xiàn) 190
課堂練習 191
任務(wù) 9.3 文件的目錄操作 191
9.3.1 文件和目錄操作的函數(shù) 192
9.3.2 復制、刪除及重命名文件 193
9.3.3 文件目錄的管理 194
9.3.4 任務(wù)的實現(xiàn) 194
課堂練習 195
任務(wù) 9.4 讀/寫 CSV 文件 195
9.4.1 CSV 文件介紹 195
9.4.2 讀/寫 CSV 文件的方法 196
9.4.3 任務(wù)的實現(xiàn) 199
課堂練習 200
實訓 200
實訓 1 為文本文件添加行號 200
實訓 2 日志文件的建立 201
項目 文件加密和解密的實現(xiàn) 202
小結(jié) 203
課后習題 203
第 10 章 Python 的異常處理 207
任務(wù) 10.1 異常處理概述 207
10.1.1 異常的概念 208
10.1.2 異常示例 208
10.1.3 常見的異常類型 209
10.1.4 任務(wù)的實現(xiàn) 211
課堂練習 211
任務(wù) 10.2 捕獲異常 212
10.2.1 try…except 語句 212
10.2.2 else 語句和 finally 語句 213
10.2.3 捕獲所有的異常 214
10.2.4 任務(wù)的實現(xiàn) 216
課堂練習 216
任務(wù) 10.3 拋出異常 217
10.3.1 raise 語句 217
10.3.2 拋出異常示例 218
10.3.3 任務(wù)的實現(xiàn) 219
課堂練習 219
任務(wù) 10.4 斷言與上下文管理 220
10.4.1 斷言 220
10.4.2 上下文管理 221
10.4.3 任務(wù)的實現(xiàn) 222
實訓 222
實訓 1 模擬競賽現(xiàn)場成績計算的過程 222
實訓 2 數(shù)值輸入的異常處理并計算中位數(shù) 223
小結(jié) 224
課后習題 225
第 11 章 Python 的數(shù)據(jù)庫編程 227
任務(wù) 11.1 了解數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)知識 228
11.1.1 數(shù)據(jù)庫的概念 228
11.1.2 關(guān)系型數(shù)據(jù)庫 229
任務(wù) 11.2 下載和創(chuàng)建 SQLite 數(shù)據(jù)庫 230
11.2.1 SQLite 數(shù)據(jù)庫簡介 230
11.2.2 下載 SQLite 數(shù)據(jù)庫 230
11.2.3 SQLite3 的常用命令 231
11.2.4 SQLite3 的數(shù)據(jù)類型 231
11.2.5 SQLite3 的函數(shù) 232
11.2.6 Python 的 sqlite3 模塊 233
11.2.7 創(chuàng)建 SQLite3 數(shù)據(jù)庫 234
11.2.8 任務(wù)的實現(xiàn) 234
課堂練習 234
任務(wù) 11.3 使用 SQL 操作數(shù)據(jù)庫 235
11.3.1 數(shù)據(jù)表的建立和刪除 235
11.3.2 向表中添加列和行 236
11.3.3 修改和刪除表中的數(shù)據(jù) 237
11.3.4 查詢數(shù)據(jù) 237
11.3.5 任務(wù)的實現(xiàn) 238
課堂練習 239
任務(wù) 11.4 應用 sqlite3 模塊編程 239
11.4.1 訪問數(shù)據(jù)庫的過程 239
11.4.2 任務(wù)的實現(xiàn) 241
課堂練習 242
實訓 242
實訓 1 訪問數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)登錄驗證功能 242
實訓 2 向 SQLite3 數(shù)據(jù)庫導入 Excel 工作表中的數(shù)據(jù) 243
小結(jié) 244
課后習題 245