第 1章　計(jì)算機(jī)與程序設(shè)計(jì)語言

1.1　計(jì)算機(jī)的組成　2

1.1.1　計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)介　2

1.1.2　計(jì)算機(jī)硬件　2

1.1.3　計(jì)算機(jī)軟件　3

1.2　計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)的表達(dá)和存儲(chǔ)形式　4

1.2.1　二進(jìn)制系統(tǒng)　4

1.2.2　比特和字節(jié)　4

1.2.3　數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)形式　5

1.2.4　內(nèi)存地址　6

1.3　程序運(yùn)行的基本原理　6

1.4　編程語言　7

1.4.1　匯編語言　7

1.4.2　高級(jí)語言　8

1.4.3　編譯器和解釋器　9

1.5　Python語言　9

1.5.1　Python語言的來歷　9

1.5.2　Python語言的版本　10

1.5.3　Python語言的特點(diǎn)　10

1.5.4　Python語言的應(yīng)用場(chǎng)景　11

習(xí)題　12

第 2章　Python程序開發(fā)簡(jiǎn)介

2.1　Python解釋器的安裝與運(yùn)行　14

2.1.1　安裝Python解釋器　14

2.1.2　運(yùn)行Python解釋器　14

2.2　Python程序基本結(jié)構(gòu)　17

2.2.1　Python程序示例　18

2.2.2　Python程序基本組成元素　19

2.3　Python程序的格式框架　19

2.3.1　程序格式框架　19

2.3.2　語句格式框架　19

2.4　對(duì)象簡(jiǎn)介　21

2.4.1　對(duì)象的概念　21

2.4.2　Python對(duì)象舉例　21

2.5　標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出語句　22

2.5.1　標(biāo)準(zhǔn)輸入語句　22

2.5.2　標(biāo)準(zhǔn)輸出語句　22

2.6　獲取幫助信息　23

2.6.1　交互式幫助系統(tǒng)　23

2.6.2　Python文檔　23

2.6.3　在線幫助　24

2.7　案例：繪制簡(jiǎn)單圖形　24

2.7.1　turtle模塊簡(jiǎn)介　24

2.7.2　繪圖的基本設(shè)置　24

2.7.3　turtle模塊中對(duì)象的概念　24

習(xí)題　26

第3章　Python語法基礎(chǔ)

3.1　變量和常量　27

3.1.1　變量的命名　27

3.1.2　變量的聲明和賦值　29

3.1.3　常量　30

3.2　基本數(shù)據(jù)類型　31

3.2.1　整數(shù)類型和浮點(diǎn)數(shù)類型　31

3.2.2　復(fù)數(shù)類型　34

3.3　布爾類型　35

3.4　字符串類型　37

3.4.1　字符串字面量　37

3.4.2　轉(zhuǎn)義序列與原義字符串　37

3.4.3　字符串編碼　38

3.4.4　數(shù)值轉(zhuǎn)換為字符串　39

3.5　字符串的格式化　39

3.5.1　用%操作符格式化字符串　39

3.5.2　用format()方法格式化字符串　41

3.6　標(biāo)準(zhǔn)輸出函數(shù)print()　43

3.6.1　print()函數(shù)的語法　43

3.6.2　print()函數(shù)中字符串的格式化　43

3.7　案例：日期和時(shí)間　46

3.7.1　GMT時(shí)間　47

3.7.2　顯示當(dāng)前時(shí)間　47

3.7.3　程序運(yùn)行時(shí)間　47

3.7.4　time模塊的格式轉(zhuǎn)換　48

3.7.5　datetime模塊　48

習(xí)題　49

第4章　程序流程控制

4.1　順序結(jié)構(gòu)　52

4.2　選擇結(jié)構(gòu)　52

4.2.1　選擇結(jié)構(gòu)的概念　53

4.2.2　條件測(cè)試　53

4.2.3　單分支結(jié)構(gòu)　54

4.2.4　雙分支結(jié)構(gòu)　55

4.2.5　多分支結(jié)構(gòu)　56

4.2.6　選擇結(jié)構(gòu)嵌套　57

4.3　循環(huán)結(jié)構(gòu)　58

4.3.1　循環(huán)結(jié)構(gòu)的引入　58

4.3.2　while循環(huán)　58

4.3.3　for循環(huán)　62

4.3.4　嵌套循環(huán)　65

4.4　流程控制的其他語句　67

4.4.1　break語句　67

4.4.2　continue語句　68

4.4.3　pass語句　68

4.4.4　循環(huán)結(jié)構(gòu)中的else語句　68

4.4.5　案例：蒙特卡羅模擬　69

習(xí)題　71

第5章　組合數(shù)據(jù)類型

5.1　列表　73

5.1.1　列表特點(diǎn)與命名　73

5.1.2　生成列表　74

5.1.3　訪問和查找列表元素　74

5.1.4　修改、添加和刪除列表元素　75

5.1.5　列表排序　78

5.1.6　列表切片　79

5.1.7　列表復(fù)制　80

5.1.8　列表的常用函數(shù)和方法　81

5.2　元組　82

5.2.1　創(chuàng)建和訪問元組　82

5.2.2　遍歷元組　83

5.2.3　修改元組變量　84

5.2.4　元組操作　84

5.3　字典　85

5.3.1　定義字典　85

5.3.2　修改鍵值對(duì)　87

5.3.3　訪問字典中的值　89

5.3.4　遍歷字典　89

5.3.5　字典常用函數(shù)、操作和方法　91

5.3.6　案例：利用字典創(chuàng)建通訊錄　91

5.4　集合　92

5.4.1　創(chuàng)建集合　93

5.4.2　集合操作　93

5.4.3　集合運(yùn)算　94

5.5　組合數(shù)據(jù)嵌套　94

5.5.1　字典列表　94

5.5.2　字典中包含列表　95

5.5.3　字典中包含字典　95

習(xí)題　96

第6章　字符串和文本處理

6.1　字符串函數(shù)和常用操作符　98

6.1.1　常用函數(shù)　98

6.1.2　常用操作符　98

6.2　字符串的常用方法　100

6.2.1　類型判斷　100

6.2.2　字母大小寫轉(zhuǎn)換　101

6.2.3　刪除字符串　101

6.2.4　填充與對(duì)齊　101

6.2.5　查找與替換　102

6.2.6　拆分與組合　102

6.2.7　翻譯與轉(zhuǎn)換　103

6.3　正則表達(dá)式　103

6.3.1　正則表達(dá)式簡(jiǎn)介　104

6.3.2　re模塊中的函數(shù)　105

6.3.3　元字符　107

6.3.4　分組與引用　112

6.3.5　案例：常用字符串的匹配模式　116

6.4　Python中的模塊re　118

6.4.1　正則表達(dá)式對(duì)象　118

6.4.2　正則表達(dá)式對(duì)象的常用方法　118

6.4.3　匹配對(duì)象　120

習(xí)題　121

第7章　函數(shù)與模塊

7.1　函數(shù)概述　123

7.1.1　函數(shù)的基本概念　123

7.1.2　函數(shù)的功能　124

7.1.3　Python中函數(shù)的分類　124

7.2　函數(shù)的定義和調(diào)用　124

7.2.1　函數(shù)的定義　124

7.2.2　函數(shù)的調(diào)用　125

7.3　實(shí)參和形參的匹配　127

7.3.1　位置參數(shù)　127

7.3.2　關(guān)鍵字參數(shù)　127

7.3.3　默認(rèn)參數(shù)　127

7.3.4　可變參數(shù)　128

7.3.5　參數(shù)類型檢查　130

7.4　參數(shù)傳遞　130

7.4.1　可變對(duì)象與不可變對(duì)象　130

7.4.2　傳遞不可變對(duì)象　132

7.4.3　傳遞可變對(duì)象　133

7.5　返回值　136

7.5.1　return語句的基本用法　136

7.5.2　多條return語句　137

7.5.3　無return語句　138

7.5.4　返回多個(gè)值　138

7.5.5　返回值的本質(zhì)　138

7.6　變量的作用域　139

7.6.1　局部變量　139

7.6.2　全局變量　140

7.7　遞歸函數(shù)　142

7.7.1　遞歸函數(shù)的概念　143

7.7.2　遞歸函數(shù)的原理　143

7.7.3　遞歸函數(shù)的應(yīng)用　144

7.8　匿名函數(shù)　146

7.8.1　匿名函數(shù)的語法　146

7.8.2　匿名函數(shù)的本質(zhì)　147

7.8.3　匿名函數(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景　147

7.9　模塊　147

7.9.1　導(dǎo)入模塊　147

7.9.2　導(dǎo)入函數(shù)　148

7.9.3　指定函數(shù)別名　148

7.9.4　指定模塊別名　149

7.9.5　導(dǎo)入所有函數(shù)　149

7.10　名稱空間　149

7.10.1 名稱空間概述　149

7.10.2 名稱空間的種類　150

7.10.3 名稱查找順序　151

7.10.4　__name__變量　152

習(xí)題　154

第8章　面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)

8.1　類與對(duì)象　157

8.1.1　類與對(duì)象的關(guān)系　157

8.1.2　類的基本組成　158

8.2　類的定義與對(duì)象的創(chuàng)建　159

8.2.1　類的定義　159

8.2.2　對(duì)象的創(chuàng)建　160

8.2.3　訪問屬性與調(diào)用方法　162

8.2.4　參數(shù)self　163

8.2.5　成員變量與類變量　164

8.2.6　創(chuàng)建多個(gè)實(shí)例　164

8.3　私有屬性　165

8.3.1　數(shù)據(jù)隱藏　165

8.3.2　設(shè)置與訪問私有屬性　165

8.4　類和對(duì)象的應(yīng)用　166

8.4.1　訪問器方法　167

8.4.2　更改器方法　167

8.4.3　實(shí)時(shí)更新屬性值　167

8.4.4　對(duì)象作為函數(shù)實(shí)參　168

8.5　特殊方法與方法重載　168

8.5.1　特殊方法　168

8.5.2　特殊方法的應(yīng)用與重載　170

8.5.3　案例：創(chuàng)建有理數(shù)類Fraction　171

8.6　繼承　176

8.6.1　子類的構(gòu)造方法　176

8.6.2　子類的屬性和方法　177

8.6.3　重寫超類方法　178

8.6.4　實(shí)例用作屬性　178

8.7　實(shí)例對(duì)象和類對(duì)象　179

8.8　類定義的導(dǎo)入　180

8.8.1　導(dǎo)入類與導(dǎo)入函數(shù)的方法　180

8.8.2　導(dǎo)入類　181

8.9　案例：超市收銀程序的設(shè)計(jì)　182

8.9.1　靜態(tài)單一的需求　182

8.9.2　動(dòng)態(tài)變化的需求　183

8.9.3　面向過程編程　185

8.9.4　面向?qū)ο缶幊獭?85

習(xí)題　186

第9章　文件和異常

9.1　文本文件與二進(jìn)制文件　189

9.1.1　文本文件　189

9.1.2　二進(jìn)制文件　190

9.1.3　不同文件類型的差別　190

9.2　讀取文本文件　191

9.2.1　讀取整個(gè)文件　191

9.2.2　文件路徑　192

9.2.3　逐行讀取　193

9.2.4　文本文件的編碼　194

9.2.5　使用文件的內(nèi)容　195

9.3　寫入文本文件　195

9.3.1　寫入空文件　195

9.3.2　寫入多行　196

9.3.3　追加到文件　196

9.4　讀寫二進(jìn)制文件　197

9.4.1　創(chuàng)建二進(jìn)制文件對(duì)象　197

9.4.2　bytes類型　197

9.4.3　寫入二進(jìn)制文件　198

9.4.4　讀取二進(jìn)制文件　198

9.5　讀寫CSV文件　199

9.5.1　CSV文件簡(jiǎn)介　199

9.5.2　讀取CSV格式文件　199

9.5.3　寫入CSV格式文件　201

9.5.4　dialect屬性集　202

9.6　JSON文件　202

9.6.1　JSON文件簡(jiǎn)介　202

9.6.2　JSON文件的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)　203

9.6.3　寫入JSON文件　204

9.6.4　讀取JSON文件　205

9.7　異�！�205

9.7.1　try-except語句　205

9.7.2　避免程序崩潰　206

9.7.3　處理FileNotFoundError異常　206

9.7.4　觸發(fā)異常時(shí)不輸出任何信息　207

9.8　案例：分析文本文件的統(tǒng)計(jì)特性　208

9.8.1　字符串的統(tǒng)計(jì)特性　208

9.8.2　統(tǒng)計(jì)單個(gè)文本文件的單詞數(shù)　208

9.8.3　統(tǒng)計(jì)多個(gè)文本文件的單詞數(shù)　209

習(xí)題　209

第 10章　數(shù)值計(jì)算和計(jì)算可視化

10.1　NumPy模塊簡(jiǎn)介　213

10.1.1　NumPy模塊特性　213

10.1.2　NumPy模塊安裝和使用　213

10.1.3　NumPy的核心　214

10.2　NumPy的基本操作　214

10.2.1　數(shù)組的創(chuàng)建　214

10.2.2　數(shù)組與列表　216

10.2.3　數(shù)組的含義　217

10.2.4　獲取數(shù)組的基本信息　218

10.2.5　數(shù)組元素的索引與切片　219

10.2.6　數(shù)組處理　221

10.3　通用函數(shù)　223

10.3.1　算術(shù)運(yùn)算符　224

10.3.2　常見算術(shù)函數(shù)　224

10.3.3　常見三角函數(shù)　225

10.3.4　比較函數(shù)　225

10.3.5　統(tǒng)計(jì)函數(shù)　225

10.3.6　常數(shù)　226

10.4　Matplotlib模塊　227

10.4.1　Matplotlib模塊概述　227

10.4.2　圖形的基本組成元素　227

10.4.3　利用函數(shù)繪制圖形　229

10.4.4　向繪圖中添加元素　236

10.5　案例：繪制正弦和余弦函數(shù)圖形　240

習(xí)題　241

第 11章　圖形用戶界面

11.1　PyQt6概述　242

11.1.1　Python GUI開發(fā)庫　242

11.1.2　PyQt6模塊　242

11.1.3　安裝PyQt6模塊　242

11.1.4　GUI的基本組成　243

11.1.5　關(guān)于變量的命名　245

11.2　代碼方式創(chuàng)建控件　245

11.2.1　主窗口　245

11.2.2　標(biāo)簽QLabel　246

11.2.3　復(fù)選框QCheckBox　249

11.2.4　按鈕QPushButton　250

11.2.5　單行輸入框QLineEdit　251

11.2.6　QSpinBox和QDoubleSpinBox類　253

11.2.7　滑塊QSlider　255

11.2.8　撥號(hào)盤QDial　256

11.2.9　單選按鈕QRadioButton　257

11.2.10 組合框QComboBox　258

11.2.11　QListWidget類控件　259

11.2.12　QTabWidget類控件　260

11.3　組織控件　262

11.3.1　基本布局　262

11.3.2　基本布局的嵌套　264

11.3.3　基本布局的常用方法　265

11.4　利用Qt Designer開發(fā)GUI　265

11.4.1　安裝與運(yùn)行　266

11.4.2　創(chuàng)建GUI　266

11.4.3　添加主菜單　274

11.4.4　添加工具欄　278

習(xí)題　278