本书为《Python程序设计基础教程》配套的实践教材，实验内容及案例参考了江苏省计算机等级考试二级Python程序设计考试大纲有关要求，以便参加二级Python程序设计等级考试的学生学习参考。本书适用于普通高校学生学习Python程序设计课程，也可作为学习Python程序设计人员的参考书。
全书分为10章，精心设计实验内容、实验项目及思考与实践，实验包括验证性、设计性、综合性内容，在巩固课程知识的同时兼顾知识拓展，在实践过程中做到举一反三、融会贯通。最后一章给出了利用Python第三方库解决数据处理、人工智能方面的应用实例，可供不同专业学生选用。

当今社会，以计算机为核心的信息技术飞速发展，计算机技术在国民经济和各行各业的应用越来越广泛，人们的工作、生活都需要计算机的支持。Python程序设计语言简单易学、功能强大，近年来在计算机信息处理方面发挥着越来越重要的作用。因此，Python程序设计语言作为高等学校程序设计公共基础课很有必要。
本书为《Python程序设计基础教程》配套的实践教材，实验内容及案例参考了江苏省计算机等级考试二级Python程序设计考试大纲有关要求，以便参加二级Python程序设计等级考试的学生学习参考。适用于普通高校学生学习Python程序设计课程，也可作为学习Python程序设计人员的参考书。
本书分为10章，第1章介绍Python语言开发环境的安装及第三方库的安装；第2章介绍Python程序文件的建立、执行的操作方法，Python程序的编写规范及Python程序的基本组成；第3章介绍Python的字符串、列表、元组、字典、集合等数据类型，内置函数及各自的方法；第4章介绍结构化程序设计的三种基本结构：顺序结构、分支结构和循环结构，以及结构化程序设计方法进行程序的编写；第5章介绍创建和调用用户自定义函数的方法；第6章介绍面向对象的思想、类和对象的定义与调用、属性和方法的使用、类的继承机制、常用类及其相关内置函数；第7章介绍文件的基本概念、文件的打开与关闭、文件读写和定位操作、目录操作以及相关内置函数；第8章介绍Python自带的异常类和自定义异常类，掌握Python中的异常处理以及IDLE方式调试程序的方法；第9章介绍NumPy、Matplotlib和Pandas这3个核心包的使用，以及SciPy library和Statistics的应用方法；第10章介绍中文词云、网络爬虫、股票预测、人脸检测、聚类应用等应用案例。
本书精心设计实验内容、实验项目及思考与实践，实验包括验证性、设计性、综合性内容，在巩固课程知识的同时兼顾知识拓展，在实践过程中做到举一反三、融会贯通。其中，第10章给出了利用Python第三方库解决数据处理、人工智能方面的应用实例，提高利用Python解决实际应用问题的能力。
本书第1、2、3章由王必友老师编写，第4、5章由杨俊老师编写，第6、7章由陈燚老师编写，第8、9章由沈玲玲老师编写，第10章由顾彦慧、王必友、杨俊、陈燚、沈玲玲老师共同编写。全书由王必友、顾彦慧担任主编，并统稿。本书的出版得到了南京师范大学计算机与电子信息学院、人工智能学院Python程序设计教学团队全体老师们的支持，在此表示感谢！
本书提供课程素材及实验素材。有需要的老师可与编者联系。
限于编者水平，书中难免有不当之处，敬请读者批评指正。
编者E-mail: wangbiyou@njnu.edu.cn。
编者
2021年10月

目 录
 第1章绪论 1
实验1.1Python语言开发环境的安装 1
实验目的 1
实验内容 1
实验思考题 5
实验1.2Python第三方库的安装 5
实验目的 5
预备知识 5
实验内容 5
实验思考题 7
第2章Python基础 8
实验2.1Python程序的建立与执行 8
实验目的 8
实验内容 8
实验思考题 11
实验2.2变量、表达式及函数的应用 11
实验目的 11
实验内容 11
综合训练 20
实验思考题 21
第3章序列 22
实验3.1序列基本操作 22
实验目的 22
实验内容 22
综合训练 25
实验3.2字符串操作 25
实验目的 25
实验内容 26
综合训练 32
实验思考题 33
实验3.3列表、元组操作 33
实验目的 33
实验内容 33
综合训练 38
实验思考题 39
实验3.4字典、集合操作 39
实验目的 39
实验内容 39
综合训练 44
实验思考题 44
 第4章程序控制基础 46
实验4.1分支结构 46
实验目的 46
实验内容 46
综合训练 48
实验思考题 49
实验4.2循环结构 49
实验目的 49
预备知识 50
实验内容 50
综合训练 53
实验思考题 57
 第5章函数 59
实验5.1函数的定义与调用 59
实验目的 59
预备知识 59
实验内容 60
综合训练 62
实验5.2函数的参数 63
实验目的 63
预备知识 63
实验内容 63
综合训练 64
实验5.3变量作用域 67
实验目的 67
预备知识 67
实验内容 67
实验5.4递归函数 68
实验目的 68
预备知识 68
实验内容 68
综合训练 69
实验5.5匿名函数 70
实验目的 70
预备知识 70
实验内容 70
综合训练 71
实验5.6常用标准库函数 71
实验目的 71
预备知识 71
实验内容 72
综合训练 73
实验思考题 78
 第6章类与对象 80
实验6.1类的属性和方法 80
实验目的 80
实验内容 80
综合训练 81
实验思考题 85
实验6.2类的继承 87
实验目的 87
实验内容 87
综合训练 87
实验思考题 90
 第 7 章文件操作 92
实验7.1文件打开、关闭与读写 92
实验目的 92
实验内容 92
综合训练 93
实验思考题 94
实验7.2目录操作 97
实验目的 97
预备知识 97
实验内容 97
综合训练 98
实验思考题 99
 第 8 章异常处理与程序调试 102
实验8.1Python中的异常处理 102
实验目的 102
实验内容 102
综合训练 105
实验思考题 106
实验8.2使用IDLE调试程序 106
实验目的 106
实验内容 106
实验思考题 107
 第 9 章科学计算与可视化 109
实验9.1科学计算与可视化简单应用 109
实验目的 109
预备知识 109
实验内容 109
综合训练 127
实验思考题 129
 第10章Python综合应用 130
实验10.1中文词云 130
实验目的 130
预备知识 130
实验内容 131
实验思考题 132
实验10.2网络爬虫 133
实验目的 133
预备知识 134
实验内容 141
实验思考题 144
实验10.3预测股票 144
实验目的 144
实验内容 144
实验思考题 149
实验10.4人脸检测 149
实验目的 149
预备知识 149
实验内容 153
实验思考题 154
实验10.5聚类应用 154
实验目的 154
预备知识 154
实验内容 155
实验思考题 159

      王必友，副教授，硕士生导师，江苏省高等院校计算机基础教育研究会理事，曾任南京师范大学计算机科学与技术学院副院长，分管学校大学计算机公共课教学工作。主持学校多项教学改革研究项目，主编教材2本，合编教材2本，发表多篇研究论文。先后获江苏省教育厅教学成果二等奖2项，南京市科技成果三等奖1项，南京师范大学优秀教学成果一等奖，获得南京师范大学优秀教师称号。

      顾彦慧，男，汉族，中共党员，博士，硕士生导师，中国计算机学中文信息学会通讯委员、江苏省计算机学会软件专委会委员、江苏省人工智能学会委员。现任南京师范大学计算机与电子信息学院/人工智能学院副院长，主持本科生教学工作。

      师从东京大学喜连川优教授，现在主要从事数据库、信息检索、自然语言处理等方面的研究，2015年入选江苏省“六大人才高峰”，完成并参与了多个国家自然基金以及省部级的研究课题，先后在自然语言处理领域顶级会议ACL（CCF A类）等重要国际会议以及期刊上发表20论文余篇。
      主要承担《C语言程序设计》、《信息技术》以及《计算机专业英语》等课程的教学任务。主持学校《互联网冲击下高校互动课堂教学研究》、《“AI+” 互联网创新型人才培养教学模式研究》等多项教学改革研究项目。主持教育部产学合作育人项目《于课程资源的人工智能时代下大学计算机课程建设新探索 “教学内容和课程体系改革”》

本书精心设计实验内容、实验项目及思考与实践，实验包括验证性、设计性、综合性内容，在巩固课程知识的同时兼顾知识拓展，在实践过程中做到举一反三、融会贯通。其中，第10章给出了利用Python第三方库解决数据处理、人工智能方面的应用实例，提高利用Python解决实际应用问题的能力。