本书是“十四五”普通高等院校新形态一体化系列教材之一，采用“纸质教材+电子资源”的模式编写，在内容设计上，注重实践性和创新性。通过引入一系列精心挑选的实际案例和综合实践项目，帮助读者在解决真实问题的过程中学习和成长。
       本书全面介绍了Python语言的基础知识和编程技术，包括Python语言初体验、Python基本语法概述、Python基本数据类型、程序控制结构、函数、Python组合数据类型、文件和数据格式化、面向对象的程序设计、Python程序设计方法、Python计算生态等内容。
       本书适合作为普通高等院校计算机及相关专业的教材，也适合自学者及开发人员使用。

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       在人工智能时代，Python 语言的学习具有重要意义。通过学习 Python，我们可以更深入地了解人工智能和机器学习的原理和技术，更好地处理和分析数据，更灵活地应对复杂问题，
更好地适应未来的科技发展。Python 简洁易懂的语法和丰富的第三方库深受开发者的喜爱。然而，对于广大读者来说，Python 的庞大知识体系往往令人望而却步。为了满足普通高等院
校的教学需要，我们编写了本书，尝试在学习过程中引入人工智能，希望能够为读者提供一个轻松入门的平台，让更多的人能够掌握 Python 编程的基础知识，并在学习过程中享受到编程的乐趣。
       本书落实立德树人根本任务，坚定文化自信，践行二十大报告精神，具有以下特色：
      （1）在内容设计上，注重实践，融合知识。我们将冗长的基础知识分而化之，直接在本书的前面章节中提供了一个简略的概括性学习，并紧随其后引入 turtle 库的内容；然后在接下来的各章节中，将新知识层层推进，保持学习的新鲜感，并适时引入一些需要读者自行研究
的新内容，以维持学习的动力。
      （2）引导读者提出问题和解决问题。本书在基础知识的设计中注重引导读者自己提出问题并能够自己解决问题。我们相信编程是一种极佳的验证性思维学习方式，通过将疑问设计成问题在编程环境中进行实践验证，可以深入理解和掌握基础知识。因此，我们设置了一些
问题和挑战，旨在激发读者的好奇心和求知欲，鼓励他们在实践中发现问题、提出问题，并通过自己的努力解决问题。这种学习模式有助于培养读者的主动学习能力，并打破传统知识灌输的限制。
      （3）紧跟未来科技发展的趋势。例如，如何使用 Python 进行数据分析等应用方面的内容，是未来科技发展中不可或缺的技能。通过学习本书的知识和技能，读者可以了解、适应、紧跟科技发展的趋势，并为自己的职业发展打下坚实的基础。
      （4）采取“纸质教材 + 电子资源”的形式。本书所有的案例和例题，都配套了相应的电子资源，扫码即可见。本书还配置了相关视频文件，用于扫清学习中的一些障碍。
本书由武汉科技大学刘琼、张志辉、余志兵任主编，田萍芳、廖建平、李红斌、王思鹏、刘星任副主编。本书在编写过程中得到多位专家和老师的帮助和审校。各章编写分工如下：田萍芳编写第 1 章，刘琼编写第 2、3 章，廖建平编写第 4 章，李红斌编写第 5 章，张志辉编写第 6、10 章、余志兵编写第 7 章，王思鹏编写第 8 章，刘星编写第 9 章。
       在编写本书的过程中，得到了许多机构和个人的大力支持和帮助。感谢武汉科技大学计算机技术系提供的资源支持。
       尽管我们在本书的编写过程中付出了巨大的努力，但由于水平有限，书中难免存在不足之处，诚请广大读者提出宝贵意见和建议，以便我们在后续版本中不断完善和提高。
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第 1 章？ Python 语言初体验  1
1.1？程序设计语言2
1.1.1 概述2
1.1.2 高级语言的执行 2
1.2？Python 语言3
1.2.1 Python 语言的发展 3
1.2.2 Python 语言的特点 4
1.2.3 Python 语言的应用领域 4
1.2.4 第一个 Python 程序 5
1.3？Python 的开发环境5
1.3.1 解释器的安装5
1.3.2 Python 程序的编辑 7
1.3.3 pip 工具简介 9
小结10
习题10
第 2 章？ Python 基本语法概述 12
2.1？Python 语言编程规范13
2.1.1 代码缩进 13
2.1.2 注释 14
2.1.3 续行 14
2.1.4 标识符的命名15
2.1.5 保留字 15
2.2？常量、变量与对象16
2.2.1 常量 16
2.2.2 变量 16
2.2.3 对象 16
2.3？数据类型18
2.3.1 数字类型 19
2.3.2 字符串类型 20
2.3.3 布尔类型 20
2.3.4 组合数据类型21
2.4？Python 语句概述22
2.4.1 表达式 22
2.4.2 赋值语句 22
2.4.3 import 语句 23
2.4.4 控制语句25
2.5？输入/输出函数25
2.5.1 input() 函数 25
2.5.2 print() 函数 27
2.6？turtle 库28
2.6.1 turtle 坐标系 29
2.6.2 turtle 画布函数 30
2.6.3 turtle 画笔函数 31
2.6.4 turtle 库综合实践 34
小结 36
习题 37
第 3 章？ Python 基本数据类型 .. 38
3.1？数字类型39
3.1.1 整数 39
3.1.2 浮点数40
3.1.3 复数 41
3.2？数字类型运算42
3.2.1 算术运算操作符 42
3.2.2 数值运算函数 44
3.3？字符串类型46
3.3.1 字符串的表示 .46
3.3.2 字符串的编码 ..47
3.3.3 字符串索引 48
3.3.4 字符串切片 49
3.4？字符串类型的操作..49
3.4.1 字符串操作符 ..49
3.4.2 字符串操作函数 .50
3.4.3 字符串处理方法 .51
3.4.4 format() 方法 .56
3.5？精选案例59
小结62
习题62
第 4 章？ 程序控制结构. 65
4.1？程序流程图66
4.2？顺序结构66
4.3？条件表达式67
4.3.1 关系运算符 67
4.3.2 逻辑运算符 68
4.3.3 成员测试运算符 in 69
4.3.4 位运算符 .70
4.3.5 同一性测试运算符 is 70
4.3.6 运算优先级 71
4.4？选择结构..71
4.4.1 单分支选择结构 .72
4.4.2 双分支选择结构 if…else 72
4.4.3 多分支选择结构 if…elif…else ..73
4.5？循环结构76
4.5.1 for 循环 .77
4.5.2 while 循环 79
4.5.3 循环控制：break 和 continue ..81
4.6？程序的异常处理.82
4.7？random 库.85
4.8？精选案例89
小结 90
习题 ..90
第 5 章？ 函数 94
5.1？函数的基本用法.95
5.1.1 函数的定义 95
5.1.2 函数的调用 96
5.1.3 函数的返回值 ..96
5.1.4 lambda 函数 98
5.1.5 pass 语句 ..98
5.2？函数的参数传递.99
5.2.1 形参和实参 99
5.2.2 位置参数传递 101
5.2.3 可选参数传递 102
5.2.4 参数名称传递 102
5.2.5 可变长度参数的传递 103
5.3？函数的递归调用.104
5.3.1 递归的定义 .104
5.3.2 递归的使用 .105
5.3.3 递归举例 ..106
5.4？变量的作用域.107
5.4.1 局部变量 ..107
5.4.2 全局变量 ..108
5.5？精选案例109
小结112
习题 112
第 6 章？Python 组合数据类型 . 116
6.1？列表117
6.1.1 列表的创建 .117
6.1.2 列表的基本操作 ..119
6.1.3 列表的修改和删除 .121
6.1.4 列表运算 ..121
6.1.5 列表的方法 .122
6.1.6 列表应用举例 126
6.2？元组..129
6.2.1 定义元组129
6.2.2 访问元组 130
6.2.3 元组运算131
6.2.4 元组的方法131
6.3？字典..132
6.3.1 声明字典132
6.3.2 访问字典数据 133
6.3.3 字典的方法 .134
6.3.4 字典应用举例 139
6.4？集合.141
6.4.1 声明集合 ..141
6.4.2 访问集合元素 142
6.4.3 集合的运算 .142
6.4.4 常见集合方法 143
6.5？数据结构高级进阶149
6.5.1 序列149
6.5.2 迭代器 150
6.5.3 生成器 155
小结 157
习题 158
第 7 章？ 文件和数据格式化160
7.1？文件概述161
7.2？文件的打开与关闭..161
7.2.1 打开文件161
7.2.2 关闭文件163
7.2.3 上下文关联语句 163
7.3？文本文件的读/写.163
7.3.1 读取文本文件 163
7.3.2 文本文件的写入165
7.3.3 文件内移动 .166
7.3.4 文本文件的处理 167
7.4？数据组织的维度及数据处理.169
7.4.1 数据的维度 169
7.4.2 一维数据的表示和存储170
7.4.3 二维数据的表示和存储 172
7.5？CSV 文件的读写172
7.5.1 CSV 文件简介 172
7.5.2 读取 CSV 文件173
7.5.3 写入 CSV 文件174
7.5.4 采用 CSV 格式对二维数据
 文件的读/写 174
小结 175
习题 176
第 8 章？面向对象的程序设计  177
8.1？面向对象简介.178
8.1.1 面向过程与面向对象 178
8.1.2 面向对象的基本概念 180
8.2？类与对象181
8.2.1 类与对象的定义 ..182
8.2.2 对象的创建 .182
8.3？属性..183
8.3.1 类属性、对象属性和实例属性 ..183
8.3.2 私有属性和公有属性 185
8.4？方法.186
8.4.1 对象方法 ..186
8.4.2 实例方法 ..187
8.4.3 类方法 188
8.4.4 私有方法与公有方法 189
8.4.5 静态方法 ..190
8.5？继承和多态191
8.5.1 继承 .191
8.5.2 多态 .191
8.6？特殊方法与运算符重载192
8.6.1 特殊方法 ..192
8.6.2 运算符重载 .193
8.6.3 自定义运算符重载示例 ..194
8.7？精选案例195
8.7.1 简单类和对象问题 .195
8.7.2 涉及继承、多态、重载的实例 ..198
小结 201
习题 ..202
第 9 章？Python 程序设计方法 . 205
9.1？面向过程编程.206
9.2？面向对象编程.207
9.2.1 类与对象 ..207
9.2.2 面向对象语言 207
9.2.3 面向对象编程实现举例 ..208
9.3？函数式编程208
9.3.1 Python 中的函数式编程 ..209
9.3.2 高阶函数 ..210
9.4？生态式编程211
小结213
习题213
第 10 章？Python 计算生态 . 215
10.1？计算思维216
10.2？程序设计方法论.217
10.2.1？自顶向下 217
10.2.2？自底向上 218
10.3？Python 标准库.219
10.3.1 time 库 .219
10.3.2 math 库 222
10.4？Python 常见内置函数..224
10.4.1？数学相关函数 .224
10.4.2？功能相关函数 .225
10.4.3？类型转换函数 .225
10.4.4？字符串处理函数 225
10.4.5？序列处理函数 .226
10.5？常用 Python 第三方库.226
10.5.1 jieba 库 .227
10.5.2 pyinstaller 库 .229
10.6？Python 数据分析.231
10.6.1 NumPy 数组操作 ..231
10.6.2？多维处理 233
10.6.3？公式计算 236
10.6.4 NumPy 数据分析应用举例 .237
小结 ..238
习题 ..239
参考文献 . 240
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刘琼： 武汉科技大学计算机科学与技术学院讲师，主要研究方向为语义分析和计算机应用。 参与了"众包平台容器化改造项目“，在《武汉科技大学学报》、《科技信息》、《兵团教育学院学报》等杂志发表论文，主编《计算机程序设计基础》、《数据库技术基础》、《大学计算机基础》等教材。

张志辉：武汉科技大学计算机科学与技术学院讲师，主要研究方向为大数据和计算机应用。 主持教研项目“面向新工科人才培养的程序设计基础课程教学拓展的研究与实践”，参与参与863国家重大仪器专项“铁矿石实时在线检测仪器的应用与开发”，参与国家自然科学基金3项，主持国家电网创新项目“综合日志分析系统“项目。在《计算机教育》、《教育现代化》、《三峡大学学报》等杂志发表论文近十篇，编著《计算机程序设计基础（VB）》等教材五本。

余志兵：武汉科技大学计算机科学与技术学院讲师，主要研究方向为数据仓库、决策支持和计算机应用。在《武汉科技大学学报》《西华师范大学学报》等杂志发表论文数篇，主编参编《Access数据库基础及应用》等教材六本。

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（1）在内容设计上，注重实践，融合知识。

（2）引导读者提出问题和解决问题。
（3）紧跟未来科技发展的趋势。
（4）采取“纸质教材 + 电子资源”的形式。本
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