本书为普通高等院校应用型人才培养系列教材之一，系统地讲解了Python编程语言的基础知识与应用，涵盖基本语法、数据结构、面向对象编程、模块与库的使用。书中设置了丰富的练习题，以增强读者的动手能力。
本书强调理论与实践的结合，通过真实案例与项目驱动的方式，提升学习的趣味性与实用性。每个知识点不仅单独成章，还通过整体架构的设计，使各部分内容有机联通，便于读者逐步深入理解与掌握Python编程的核心概念。通过清晰的内容结构与实践导向的编写方式，本书能够降低学习门槛，使读者能够顺利入门Python编程，为后续更深入的学习奠定坚实基础。
本书适合作为高等学校计算机类、自动化类、电子信息类专业的教材，也可供对编程感兴趣的专业人员阅读参考。

前言
Python作为一种高效、易用且功能强大的编程语言，近年来在教育、科研和工业界得到了广泛应用。本教材旨在为学生打下扎实的编程基础，提高解决实际问题的能力。教材内容不仅包括Python的基本语法和数据结构，还涉及数据分析、科学计算、网络爬虫等高级应用，适应了未来职业发展的需求。通过学习本教材，学生能够掌握编程思维，培养逻辑分析能力，为其进一步学习和研究奠定基础。
本书融合了丰富的实践案例，每章内容不仅注重理论知识的传授，还特别强调实践操作，通过案例教学激发学生的学习兴趣。为了进一步支持学生的学习，会提供代码案例，帮助学生更直观地理解每个案例的实现过程和关键技术，鼓励学生积极参与到编程实践中。
全书分为入门篇、进阶篇和提高篇三个部分，旨在循序渐进地提升学生的编程能力与应用水平。入门篇主要介绍程序设计语言的基本概念，包括开发环境的搭建、基本数据类型和程序流程控制的使用。每章通过实例引导读者逐步理解编程的核心内容，随着学习的深入，这些实例将演变为综合应用，帮助读者在解决实际问题中运用所学知识。进阶篇深入探讨函数、元组、列表、字典等数据结构以及文件操作、异常处理、面向对象等内容，通过具体实例分析与项目实践，读者将掌握如何高效地组织代码与管理数据。在这一过程中，强调将多个知识点结合起来，进行更复杂的编程任务，以提升编程技巧与创造力。提高篇则重点关注Python在科学计算、数据分析、文本分析及网络爬虫等应用领域的实际应用，拓宽学生的视野，使其能够将编程知识应用于真实世界的问题解决中。通过引入流行的库，如NumPy、Pandas、Beautiful Soup等，读者将学习数据处理、可视化和分析的方法，并在综合实例中面临完整项目的挑战，最终为未来的职业发展打下坚实基础。
实际教学时教师可以根据学生的学习进度和掌握情况对各部分的课时进行调整，以便更好地满足不同层次学习者的需求。下表为参考课时分配。
章  节 教？学？目？标 推？荐？课？时
Python语言基础 理解课程目标，理解程序设计的基本概念 2
基本数据类型 理解基本数据类型及操作 3
程序的流程控制 掌握条件语句与循环的使用 4
函数 理解函数的定义与使用 3
元组与列表 掌握列表和元组的使用 3
字典与集合 理解字典与集合的基本概念 2
文件操作 理解文件的读写操作及异常处理 3
类与面向对象 掌握面向对象编程的基本概念 3
科学计算与可视化 学习科学计算和可视化技术的基本方法 2
数据分析 学习数据分析的基本技能 2
自然语言处理初步 学习文本分析的基本方法 2
网络爬虫 理解网络数据采集与处理 2
课后答疑与反馈 巩固所学知识，帮助学生解决疑问 1

本书由谢玲老师负责第1、5、9章的编写，韦伟老师负责第2、3、10章的编写，刘红英老师负责第4、7、12章的编写，季晓君老师负责第6、8、11章的编写。朱俊、帅辉明、张月和葛大伟老师负责实例库的建立。
在本书编写过程中，得到了许多专家与同事的支持和帮助，特别感谢所有参与本书编写与审阅的人员，大家的建议和意见使本书更加完善。
书中难免存在不足之处，恳请读者提出宝贵意见，以便在未来的修订中不断改进与完善。同时，我们期待与读者共同成长，共同探索Python编程的魅力与应用。



编 者
2025年1月

目录

入 门 篇
第1章 Python语言基础 2
1.1 Python简介 2
1.1.1 Python的历史
   与发展 2
1.1.2 Python的特点
   与优势 3
1.1.3 Python的应用领域 4
1.2 开发环境安装 4
1.2.1 Python解释器安装
   及IDLE应用 4
1.2.2 PyCharm安装及基本
   使用 9
1.3 Python编程基础 12
1.3.1 人机交互 12
1.3.2 变量与命名规范 13
1.3.3 编码规范 14
小结 15
思考与练习 15
第2章 基本数据类型 18
2.1 数字类型及操作 18
2.1.1 整数类型 19
2.1.2 浮点数类型 19
2.1.3 复数类型 20
2.1.4 数字类型的操作 20
2.1.5 math库 24
2.2 字符串类型及操作 27
2.2.1 字符串类型 27
2.2.2 基本的字符串
   操作符 28
2.2.3 内置的字符串
   处理函数 29
2.2.4 内置的字符串
   处理方法 31
2.2.5 字符串类型的
   格式化 34
小结 37
思考与练习 37
第3章 程序的流程控制 39
3.1 程序的基本结构 39
3.2 条件表达式 41
3.2.1 关系运算符 41
3.2.2 逻辑运算符 42
3.3 选择结构 42
3.3.1 单分支结构：if语句 42
3.3.2 双分支结构：
   if…else语句 43
3.3.3 多分支结构：
   if…elif…else语句 44
3.4 循环结构 47
3.4.1 遍历循环：for语句 47
3.4.2 条件循环：
   while语句 48
3.4.3 循环的嵌套 49
3.4.4 循环保留字：
   break和continue 50
3.4.5 random库 52
3.4.6 turtle库 53
3.5 程序的异常处理 57
3.6 综合实例 59
小结 62
思考与练习 62
进 阶 篇
第4章 函数 68
4.1 函数的定义、创建
   与调用 68
4.1.1 定义函数 69
4.1.2 函数的创建 69
4.1.3 函数的调用 70
4.2 参数 71
4.2.1 参数类型 71
4.2.2 参数传递 73
4.3 返回值 75
4.4 作用域 77
4.4.1 局部变量 77
4.4.2 全局变量 77
4.5 递归函数 78
4.5.1 递归函数的
   基本特征 79
4.5.2 递归的过程 79
4.6 匿名函数 80
4.7 常用库函数 81
4.7.1 三方库 81
4.7.2 pip管理工具 82
4.7.3 time库 83
4.7.4 tqdm库 84
4.8 __main__使用 86
小结 88
思考与练习 88
第5章 元组与列表 91
5.1 组合数据类型 92
5.1.1 组合数据类型的
   概念 92
5.1.2 序列通用操作 92
5.2 元组 93
5.2.1 元组的创建 93
5.2.2 多变量赋值 93
5.3 列表 95
5.3.1 列表的创建 95
5.3.2 列表的更新 96
5.3.3 列表的删除 97
5.3.4 列表的排序 98
5.3.5 列表的赋值与复制 101
小结 103
思考与练习 103
第6章 字典与集合 107
6.1 字典 108
6.1.1 字典类型基本语法 108
6.1.2 创建字典 109
6.1.3 对字典成员的操作 111
6.1.4 对字典整体的操作 114
6.2 集合 117
6.2.1 创建集合 118
6.2.2 对集合成员的操作 119
6.2.3 集合间的操作 120
6.3 综合实例 123
小结 128
思考与练习 128
第7章 文件操作 131
7.1 文件概述 131
7.1.1 文件的打开与关闭 133
7.1.2 文件的读写 133
7.2 文件的相关操作 137
7.2.1 文件的重命名 138
7.2.2 文件的创建
   与删除 141
7.2.3 文件的移动 143
7.3 Excel文件操作 145
7.4 文件转换 149
7.4.1 Word转PDF 149
7.4.2 PDF转Word 150
7.5 综合实例 151
小结 153
思考与练习 153
第8章 类与面向对象 155
8.1 对象和类 155
8.1.1 定义类 156
8.1.2 实例化类 158
8.2 面向对象 161
8.2.1 封装 161
8.2.2 继承 163
8.2.3 多态 165
8.3 datetime库 166
8.3.1 概述 166
8.3.2 类datetime的使用 167
8.4 综合实例 170
小结 173
思考与练习 173
提 高 篇
第9章 科学计算与可视化
    应用专题 176
9.1 NumPy简单应用 177
9.1.1 NumPy简介 177
9.1.2 多维数组及创建 177
9.1.3 ndarray形状
   与重构 179
9.1.4 ndarray操作
   与运算 180
9.2 Matplotlib简单应用 183
9.2.1 基本函数
   曲线绘制 183
9.2.2 散点图绘制 186
9.2.3 饼状图、柱状图
   绘制 187
9.2.4 三维图形绘制 189
9.2.5 数据文件绘图 191
小结 192
第10章 数据分析应用专题 193
10.1 pandas库简介 193
10.2 读/写数据源文件 194
10.2.1 读/写文本文件 194
10.2.2 读/写Excel文件 197
10.3 Series对象的应用 198
10.3.1 Series对象的创建 199
10.3.2 Series的常见运算 199
10.4 DataFrame对象的应用 201
10.4.1 DataFrame基础 201
10.4.2 DataFrame对象的
   数据操作 204
10.5 综合实例 211
小结 213
第11章 自然语言处理初步
    ？应用专题 214
11.1 文本处理re库 214
11.1.1 正则表达式的
   ？基本语法 215
11.1.2 编译和使用正则
   ？表达式 217
11.2 中文分词工具jieba库 220
11.3 词云图绘制
   wordcloud库 222
11.4 综合实例 225
小结 230
第12章 网络爬虫应用专题 231
12.1 网络爬虫概述 231
12.1.1 网络爬虫介绍 231
12.1.2 安全许可 232
12.1.3 网络爬虫库介绍 234
12.2 Requests库 234
12.2.1 Requests库简介 234
12.2.2 Requests库用法 235
12.3 BeautifulSoup库 240
12.3.1 HTML结构介绍 240
12.3.2 BeautifulSoup的
   ？使用 241
12.4 Selenium库 251
12.5 反爬机制 255
小结 256

谢玲，硕士，副教授，南京理工大学紫金学院教师。长期从事《Python语言程序设计》、《机器学习》等本科课程教学，作为主要成员建设《Python语言程序设计》校级精品课程。曾作为主编参与《信息技术基础》教材的编写工作。指导学生参加中国大学生计算机设计大赛、"蓝桥杯"全国软件和信息技术专业人才大赛等获得全国一等奖、二等奖若干。主持校级教改项目5项，获得校级教学成果奖一等奖1项、二等奖3项。获得江苏省微课大赛三等奖1项。韦伟，1980年生，硕士，副教授，南京理工大学紫金学院教师。长期从事《软件工程与方法学》、《数据结构》、《UML面向对象建模设计》、《面向对象C程序设计》等本科课程教学工作，主持软件工程校级重点专业及《大学信息技术与应用》精品课程建设工作。曾作为主要成员参与《PHPMySQL项目实例开发》（副主编，清华大学出版社，2014年），《大学计算机实践教程（第3版）》（第一编著，高等教育出版社，2021年）等10余本教材的编写工作，编写经验丰富。刘红英，1987年生，硕士，讲师，南京理工大学紫金学院教师。长期从事《Python语言程序设计》、《数据处理与可视化》等本科课程教学，主持《Python语言程序设计》校级精品课程。获江苏省高校微课教学比赛二等奖，江苏省教师信息素养提升实践活动三等奖，指导学生获江苏省级优秀毕业设计论文个人二等奖以及优秀毕设团队论文，指导学生参加比赛获奖项30余项。主持校级教改项目2项，获校级教学成果奖一等奖1项。季晓君，1979年生，博士，副教授，南京理工大学紫金学院教师。长期从事《Python语言程序设计》、《软件工程与方法学》等本科课程教学。曾获评全军优秀电教教材三等奖、总参通信部精品课程。多年指导学生参加江苏省创新创业项目、“蓝桥杯”全国软件和信息技术专业人才大赛等竞赛，并多次获奖。

本书强调理论与实践的结合，通过真实案例与项目驱动的方式，提升学习的趣味性与实用性。每个知识点不仅单独成章，还通过整体架构的设计，使各部分内容有机联通，便于读者逐步深入理解与掌握Python编程的核心概念。