本书围绕Python程序设计方法及应用，依据感知Python、理解Python、应用Python的渐进式思路组织教材内容，注重各知识点间的交叉融合以及Python应用能力的培养。 本书共8章，大致分为三部分：第一部分（第1章）感知Python，介绍Python的环境配置、基本输入输出、变量命名、语法规范等，通过实例认识Python程序，感知程序运行过程及设计方法；第二部分（第2～6章）理解Python，详细介绍数据类型、程序控制结构、函数、文件和数据处理；第三部分（第7～8章）应用Python，介绍Python图形界面设计tkinter库，以及Python在绘图、数据可视化、数据处理库等方面的应用。本书叙述清晰，案例丰富，读者可以循序渐进地学会Python编程方法及应用。 本书适合作为各类大专院校的Python程序设计教材，也可作为计算机等级考试（二级）的辅导教材，以及Python程序设计爱好者的自学参考书。
Python程序设计与应用Python语言从20世纪90年代诞生至今，由于其易学易用以及丰富的开源库，使其在数据分析、人工智能等多领域有着广泛的应用，是最受欢迎的程序设计语言之一。Python通过众多的第三方库，覆盖了从数据到智能、文本处理到虚拟现实、控制逻辑到系统结构等几乎所有的计算领域，所有专业的学生，均可以找到Python与其专业领域应用的结合点，Python简洁易用的特点，让其成为很适合大学生学习和掌握的第一门程序设计语言。目前绝大多数高校均开设了Python程序设计课程。
把Python程序设计作为一门语言，真正用起来解决实际问题才是它的价值所在。因此，在本书的编写中，将从会编程到真应用作为理念。本书的编者长期从事程序设计语言的教学与应用开发，将多年的教学实践经验融入本书的编写过程中，全书通过100多个问题求解案例，既注重知识点从单一到综合的呈现，又注重知识点间的交叉融合，同时通过综合实验的精心设计，注重分析和解决实际问题的能力提升。
1. 本书内容
按照感知Python、理解Python、应用Python的渐进式思路组织。本书共8章，大致分为以下三部分。
第一部分（第1章）感知Python，介绍Python的环境配置、基本输入输出、变量命名、语法规范等。读者通过第一个程序认识Python，通过实例感知程序设计的流程和方法，同时了解程序设计应遵循的编程规范。
第二部分（第2～6章）理解Python，详细介绍数据类型、程序控制结构、函数、文件和数据处理。从基本数据类型到组合数据类型，体会处理数据过程中的类型选择。通过程序控制结构，详细说明分支、循环、异常处理的使用方法及应用场景。通过函数理解程序模块化思想，从常用的文本文件、CSV文件、JSON文件介绍基本操作和数据处理方法。
第三部分（第7～8章）应用Python，介绍Python图形界面设计tkinter库，以及Python在绘图、数据可视化、数据处理库等方面的应用。第7章介绍的tkinter库让Python程序更加形象直观，提升程序交互和用户体验。第8章通过Python在典型领域的实用案例，例如绘制中国结、生成二维码、成绩分析、获取影评数据等，结合turtle、wordcloud、matplotlib、PIL、qrcode、NumPy、pandas、requests等库的介绍，将之前的知识进行综合应用。对于第8章的综合应用案例，提供了微视频，帮助读者更深入地理解综合类项目的开发步骤和具体实现方法。2. 本书特点
（1） 每章开头均包括学习目标、内容结构图、各例题知识要点，让读者对本章内容有清晰的了解。每章末尾均有小结和习题，用于巩固本章的编程知识。
（2） 例题素材贴近生活，编排注重循序渐进，每个例题均按照程序思路分析、完整代码、总结和思考进行说明。由浅入深地将Python程序设计方法贯穿到例题中，强化程序思维能力培养和编程应用。
（3） 每章均有上机实验，该环节通过综合应用实例，便于读者对本章要点的融会贯通和再次强化。突出Python程序设计的实践性和应用性。
（4） 综合运用章节，通过Python在各个领域的典型应用案例，综合运用前面所学的知识，把Python真正用起来，解决实际问题。
本书由梁爱华、张利霞任主编，全书由梁爱华进行规划设计，北京联合大学多个学院的老师参与了本书的编写工作。其中，第1章由梁爱华编写，第2、3章由张利霞、李红豫、倪景秀、王雪峤编写，第4章由马桂真编写，第5章由王雪峤编写，第6章由王波编写，第7章由张利霞编写，第8章由梁爱华编写，张利霞、倪景秀提供了部分案例素材。全书由梁爱华、张利霞负责统稿和校订，聂清林、汤海凤、李红豫、王雪峤、倪景秀参与了校对，徐歆恺提出了建议，所有编写教师均进行了教学实践。
本书提供全套教学课件、源代码、课后习题答案、教学计划及学时分配建议。配套资源可通过清华大学出版社官方网站的下载区下载或与作者联系索取，作者的电子邮箱为liangaihua@buu.edu.cn。
在本书编写过程中，作者始终以科学严谨的态度，力求精益求精，但限于作者水平，书中难免有不足和疏漏之处，恳请读者批评和指正。Python程序设计与应用前言
作者2022年4月
第1章Python概述1
1.1Python简介2
1.1.1计算机语言2
1.1.2Python语言的发展历史2
1.1.3Python的应用领域3
1.2开发环境配置4
1.2.1下载和安装开发环境4
1.2.2其他开发工具5
1.2.3编写第一个程序6
1.2.4查看帮助7
1.2.5第三方库的安装8
1.3基本输入输出9
1.3.1赋值语句9
1.3.2input()函数10
1.3.3print()函数11
1.3.4eval()函数12
1.4变量13
1.4.1关键字13
1.4.2变量命名14
1.5注释与缩进15
1.5.1注释15
1.5.2缩进15
1.6程序的编写方法16
1.7源程序打包16
1.8本章小结17
1.9上机实验17
习题19
第2章基本数据类型21
2.1数据类型22Python程序设计与应用目录2.2数值类型22
2.2.1整数类型22
2.2.2浮点数类型24
2.2.3复数类型25
2.2.4数值运算25
2.3布尔类型32
2.4字符串类型33
2.4.1字符串表示33
2.4.2字符串编码35
2.4.3字符串格式化39
2.4.4字符串索引与切片42
2.4.5字符串处理函数45
2.4.6字符串处理方法46
2.5数据类型转换53
2.6本章小结54
2.7上机实验55
习题58
第3章程序控制结构61
3.1程序结构62
3.1.1程序流程图62
3.1.2结构化程序设计64
3.1.3程序的基本结构64
3.2分支结构65
3.2.1条件表达式65
3.2.2单分支结构（if语句）66
3.2.3二分支结构（ifelse语句）67
3.2.4多分支结构（ifelifelse语句）69
3.2.5分支结构嵌套72
3.3循环结构74
3.3.1for循环74
3.3.2while循环79
3.3.3break和continue81
3.3.4带else的循环83
3.3.5嵌套循环84
3.4random库86
3.5异常处理89
3.5.1程序中的错误89
3.5.2捕捉和处理异常90
3.6本章小结92
3.7上机实验92
习题98
第4章组合数据类型103
4.1概述104
4.2序列类型105
4.2.1序列的基本操作105
4.2.2序列的通用函数与方法108
4.2.3元组112
4.3列表115
4.3.1列表的基本操作116
4.3.2列表的方法119
4.3.3列表推导式123
4.3.4列表的典型应用124
4.4集合127
4.4.1集合的基本操作127
4.4.2集合的函数和方法129
4.4.3集合的典型应用132
4.5字典134
4.5.1字典的基本操作135
4.5.2字典的方法137
4.5.3字典的典型应用139
4.6本章小结143
4.7上机实验143
习题145
第5章函数147
5.1函数的定义与调用148
5.1.1函数的定义148
5.1.2函数的调用149
5.2函数的参数传递150
5.2.1位置传递151
5.2.2关键字传递153
5.2.3可选参数153
5.2.4可变参数154
5.3函数的返回值155
5.3.1返回多个值155
5.3.2返回组合数据156
5.4局部变量和全局变量157
5.5lambda函数159
5.6函数递归160
5.7Python内置函数163
5.8本章小结166
5.9上机实验166
习题167
第6章文件和数据处理170
6.1文件基本操作171
6.1.1文件的概念171
6.1.2文件的打开与关闭171
6.1.3读取文件175
6.1.4写入文件179
6.2CSV文件的读写180
6.2.1读取CSV格式文件181
6.2.2写入CSV格式文件185
6.3JSON格式与序列化188
6.3.1JSON格式字符串的序列化189
6.3.2JSON文件的序列化191
6.4os模块192
6.5本章小结194
6.6上机实验194
习题198
第7章图形界面设计199
7.1图形用户界面概述200
7.1.1图形用户界面200
7.1.2tkinter库概述200
7.2布局管理器205
7.2.1pack布局管理器205
7.2.2grid布局管理器207
7.2.3place布局管理器210
7.3tkinter库常用控件211
7.3.1标签Label211
7.3.2单行文本框Entry212
7.3.3按钮Button213
7.3.4框架Frame和LabelFrame216
7.3.5单选按钮Radiobutton216
7.3.6复选框Checkbutton217
7.3.7列表框ListBox220
7.3.8菜单Menu224
7.4对话框227
7.4.1通用消息对话框227
7.4.2文件选择对话框230
7.4.3颜色选择对话框232
7.4.4简单信息对话框234
7.5事件处理236
7.5.1事件序列236
7.5.2事件绑定238
7.6本章小结239
7.7上机实验239
习题241
第8章综合应用244
8.1绘图应用绘制中国结245
8.1.1turtle库245
8.1.2绘制中国结248
8.2数据可视化应用定制中文词云251
8.2.1wordcloud库251
8.2.2jieba库253
8.2.3定制中文词云254
8.3数据可视化应用温度变化展示256
8.3.1matplotlib库256
8.3.2温度变化分析260
8.4图像处理应用生成二维码261
8.4.1PIL库262
8.4.2qrcode库263
8.4.3生成二维码263
8.5数据分析应用成绩分析265
8.5.1NumPy库265
8.5.2pandas库267
8.5.3成绩分析268
8.6网络爬虫应用获取影评数据271
8.6.1网络爬虫概述271
8.6.2网络爬虫常用技术271
8.6.3获取影评数据273
8.7本章小结275
8.8上机实验275
习题276
附录APython关键字278
附录BPython标准异常280
附录CUnicode编码和UTF8编码282
参考文献288
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