Python編程基礎(chǔ)案例與實(shí)踐教程

目 錄
第 1 章 學(xué)習(xí)編程從 Python 開始 1
任務(wù) 1.1 認(rèn)識(shí) Python 2
1.1.1 程序設(shè)計(jì)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(diǎn) 4
1.1.5 Python 的應(yīng)用 4
課堂練習(xí) 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(shí)現(xiàn) 11
任務(wù) 1.3 運(yùn)行 Python 程序 12
1.3.1 Python 程序的運(yùn)行過程 12
1.3.2 Python 程序的運(yùn)行方式 12
1.3.3 任務(wù)的實(shí)現(xiàn) 14
課堂練習(xí) 15
任務(wù) 1.4 Python 程序設(shè)計(jì)方法與示例 15
1.4.1 程序設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn) 20
實(shí)訓(xùn) 21
實(shí)訓(xùn) 1 在 PyCharm 環(huán)境下求圓柱體表面積 21
實(shí)訓(xùn) 2 根據(jù)三角形的兩條邊長(zhǎng)及其夾角計(jì)算第三條邊長(zhǎng) 21
小結(jié) 22
課后習(xí)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(jìn) 25
2.1.3 注釋 26
2.1.4 任務(wù)的實(shí)現(xiàn) 26
任務(wù) 2.2 掌握標(biāo)識(shí)符和常用的關(guān)鍵字 27
2.2.1 標(biāo)識(shí)符 27
2.2.2 關(guān)鍵字 27
課堂練習(xí) 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(shí)現(xiàn) 31
課堂練習(xí) 32
任務(wù) 2.4 Python 運(yùn)算符的應(yīng)用 32
2.4.1 算術(shù)運(yùn)算符 33
2.4.2 關(guān)系運(yùn)算符 33
2.4.3 邏輯運(yùn)算符 34
2.4.4 賦值運(yùn)算符 34
2.4.5 位運(yùn)算符* 35
2.4.6 運(yùn)算符的優(yōu)先級(jí) 36
2.4.7 任務(wù)的實(shí)現(xiàn) 37
課堂練習(xí) 37
實(shí)訓(xùn) 38
實(shí)訓(xùn) 1 計(jì)算一元二次方程 ax 2 +bx+c = 0 的實(shí)數(shù)根 38
實(shí)訓(xùn) 2 計(jì)算平面上兩點(diǎn)間的距離 39
小結(jié) 39
課后習(xí)題 40
第 3 章 Python 的字符串操作 42
任務(wù) 3.1 實(shí)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(shí)現(xiàn) 46
課堂練習(xí) 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(shí)現(xiàn) 51
課堂練習(xí) 52
任務(wù) 3.3 實(shí)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(shí)訓(xùn) 54
實(shí)訓(xùn) 1 英文詩(shī)歌中的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì) 54
實(shí)訓(xùn) 2 美元與人民幣的雙向轉(zhuǎn)換程序 55
小結(jié) 56
課后習(xí)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(jì) 59
4.1.1 程序流程圖 59
4.1.2 結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)的 3 種流程 59
任務(wù) 4.2 應(yīng)用分支結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)流程控制 60
4.2.1 簡(jiǎn)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(shí)現(xiàn) 62
課堂練習(xí) 63
任務(wù) 4.3 應(yīng)用循環(huán)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)代碼重復(fù)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(shí)現(xiàn) 67
課堂練習(xí) 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(shí)現(xiàn) 70
課堂練習(xí) 71
實(shí)訓(xùn) 71
實(shí)訓(xùn) 1 使用蒙特卡羅方法計(jì)算圓周率 71
實(shí)訓(xùn) 2 設(shè)計(jì)一個(gè)登錄驗(yàn)證程序 73
項(xiàng)目 統(tǒng)計(jì)學(xué)生成績(jī)程序的實(shí)現(xiàn) 73
小結(jié) 74
課后習(xí)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(shí)現(xiàn) 80
課堂練習(xí) 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(dǎo)式 84
5.2.5 任務(wù)的實(shí)現(xiàn) 85
課堂練習(xí) 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(dǎo)式* 87
5.3.4 序列解包* 87
5.3.5 任務(wù)的實(shí)現(xiàn) 89
課堂練習(xí) 90
任務(wù) 5.4 使用字典管理鍵值對(duì)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(shí)現(xiàn) 95
課堂練習(xí) 95
任務(wù) 5.5 集合數(shù)據(jù)類型的應(yīng)用 96
5.5.1 集合的基本操作 96
5.5.2 集合運(yùn)算* 98
5.5.3 任務(wù)的實(shí)現(xiàn) 99
實(shí)訓(xùn) 99
實(shí)訓(xùn) 1 英文的詞頻統(tǒng)計(jì) 99
實(shí)訓(xùn) 2 二分查找的實(shí)現(xiàn) 100
項(xiàng)目 模擬實(shí)現(xiàn)購(gòu)物車功能 101
小結(jié) 102
課后習(xí)題 103
第 6 章 用函數(shù)實(shí)現(xiàn)代碼復(fù)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(shí)現(xiàn) 109
課堂練習(xí) 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(rèn)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(shí)現(xiàn) 117
課堂練習(xí) 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(shí)現(xiàn) 119
課堂練習(xí) 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(xí) 123
實(shí)訓(xùn) 124
實(shí)訓(xùn) 1 求兩個(gè)數(shù)的最大公約數(shù)和最小公倍數(shù) 124
實(shí)訓(xùn) 2 應(yīng)用泰勒展開式求 e x 的近似值 125
項(xiàng)目 ISBN 識(shí)別碼的計(jì)算 126
小結(jié) 128
課后習(xí)題 128
第 7 章 Python 的內(nèi)置函數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)庫(kù) 131
任務(wù) 7.1 Python 的內(nèi)置函數(shù) 132
7.1.1 數(shù)學(xué)運(yùn)算函數(shù) 132
7.1.2 字符串運(yùn)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(xí) 140
任務(wù) 7.2 應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)實(shí)現(xiàn)計(jì)算功能 140
7.2.1 math 庫(kù) 141
7.2.2 random 庫(kù) 142
7.2.3 datetime 庫(kù) 143
7.2.4 任務(wù)的實(shí)現(xiàn) 147
課堂練習(xí) 148
任務(wù) 7.3 應(yīng)用 turtle 庫(kù)繪制圖形 148
7.3.1 turtle 的繪圖坐標(biāo)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(xí) 152
實(shí)訓(xùn) 153
實(shí)訓(xùn) 1 求兩個(gè)共點(diǎn)力的合力 153
實(shí)訓(xùn) 2 多邊螺旋圖形的繪制 153
小結(jié) 154
課后習(xí)題 155
第 8 章 使用模塊和庫(kù)編程 157
任務(wù) 8.1 導(dǎo)入和執(zhí)行模塊 158
8.1.1 模塊的概念 158
8.1.2 導(dǎo)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(shí)現(xiàn) 164
課堂練習(xí) 165
任務(wù) 8.2 第三方庫(kù)的安裝和應(yīng)用 166
8.2.1 第三方庫(kù)簡(jiǎn)介 166
8.2.2 pip 工具的使用 166
8.2.3 Python 常用的第三方庫(kù) 168
8.2.4 使用 PyInstaller 庫(kù)打包文件 169
8.2.5 任務(wù)的實(shí)現(xiàn) 170
課堂練習(xí) 171
任務(wù) 8.3 應(yīng)用 jieba 庫(kù)分詞 171
8.3.1 jieba 庫(kù)簡(jiǎn)介 171
8.3.2 jieba 庫(kù)的分詞函數(shù) 172
8.3.3 中文的詞頻統(tǒng)計(jì) 173
8.3.4 任務(wù)的實(shí)現(xiàn) 176
課堂練習(xí) 176
實(shí)訓(xùn) 177
實(shí)訓(xùn) 1 使用 Matplotlib 庫(kù)繪制折線圖和條形圖177
實(shí)訓(xùn) 2 統(tǒng)計(jì)中文文本文件中的高頻詞 178
小結(jié) 179
課后習(xí)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(rèn)識(shí)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(xí) 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(jìn)制文件的方法 189
9.2.5 任務(wù)的實(shí)現(xiàn) 190
課堂練習(xí) 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(fù)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(shí)現(xiàn) 194
課堂練習(xí) 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(shí)現(xiàn) 199
課堂練習(xí) 200
實(shí)訓(xùn) 200
實(shí)訓(xùn) 1 為文本文件添加行號(hào) 200
實(shí)訓(xùn) 2 日志文件的建立 201
項(xiàng)目 文件加密和解密的實(shí)現(xiàn) 202
小結(jié) 203
課后習(xí)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(shí)現(xiàn) 211
課堂練習(xí) 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(shí)現(xiàn) 216
課堂練習(xí) 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(shí)現(xiàn) 219
課堂練習(xí) 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(shí)現(xiàn) 222
實(shí)訓(xùn) 222
實(shí)訓(xùn) 1 模擬競(jìng)賽現(xiàn)場(chǎng)成績(jī)計(jì)算的過程 222
實(shí)訓(xùn) 2 數(shù)值輸入的異常處理并計(jì)算中位數(shù) 223
小結(jié) 224
課后習(xí)題 225
第 11 章 Python 的數(shù)據(jù)庫(kù)編程 227
任務(wù) 11.1 了解數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)知識(shí) 228
11.1.1 數(shù)據(jù)庫(kù)的概念 228
11.1.2 關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù) 229
任務(wù) 11.2 下載和創(chuàng)建 SQLite 數(shù)據(jù)庫(kù) 230
11.2.1 SQLite 數(shù)據(jù)庫(kù)簡(jiǎn)介 230
11.2.2 下載 SQLite 數(shù)據(jù)庫(kù) 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(kù) 234
11.2.8 任務(wù)的實(shí)現(xiàn) 234
課堂練習(xí) 234
任務(wù) 11.3 使用 SQL 操作數(shù)據(jù)庫(kù) 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(shí)現(xiàn) 238
課堂練習(xí) 239
任務(wù) 11.4 應(yīng)用 sqlite3 模塊編程 239
11.4.1 訪問數(shù)據(jù)庫(kù)的過程 239
11.4.2 任務(wù)的實(shí)現(xiàn) 241
課堂練習(xí) 242
實(shí)訓(xùn) 242
實(shí)訓(xùn) 1 訪問數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)登錄驗(yàn)證功能 242
實(shí)訓(xùn) 2 向 SQLite3 數(shù)據(jù)庫(kù)導(dǎo)入 Excel 工作表中的數(shù)據(jù) 243
小結(jié) 244
課后習(xí)題 245