本书面向Python初学者，主要内容包括计算机与程序设计语言、Python程序开发简介、Python语法基础、程序流程控制、组合数据类型、字符串和文本处理、函数与模块、面向对象程序设计、文件和异常、数值计算和计算可视化、图形用户界面等。本书结合大量例题、案例和课后习题介绍Python基础知识在解决实际问题方面的应用，重视读者计算思维与编程能力的培养。
本书深入浅出、表述简洁、概念清晰、系统性强，注重Python基础知识的阐述，强调基本概念和编程思想的实践与应用。本书可作为高等院校各专业程序设计课程的教材，也可供程序设计开发者和爱好者自学参考使用。
【内容特点】
（1）内容全面，结构合理：每章内容分理论知识、应用、习题三部分。
（2）取长补短，讲清原理：理论部分借鉴国外同类教材的优点，弥补现有教材的不足，力图用更有针对性的例题，清晰地讲解面向对象编程的原理。
（3）融合实例，助力理解：本书更注重应用，与科技发展动态紧密结合，用现实生活和工作中的具体实例去映证书中讲述的理论知识，让学生理解得更透彻。
【资源特点】除了配套常规资源（如PPT、教学大纲、习题答案、慕课、微课）外，还针对重难知识点录制AR动画，助力打造新形态精品教材。此外，编者还计划编写与主教材配套的实验指导手册和习题解答手册，以指导学生针对程序设计通识课程更好地、可实操地开展实验教学，并细致地解析习题解答思路。
【服务特点】作者可以提供直播以及QQ服务群等支持。
翟明岳: 博士，教授，2001年12月毕业于北京邮电大学电信工程学院，主要从事智能信号分析与算法等方面的研究。主编过《信息论基础教程》（科学出版社，2021年11月）等教材。2008年9月-2009年9月，美国加州大学伯克利分校博士后；2015年8月~2016年8月，美国德州A&M大学访问学者。主持国家自然科学基金项目2项，省部级项目4项以及多项横向课题。
第 1章 计算机与程序设计语言
1.1 计算机的组成 2
1.1.1 计算机简介 2
1.1.2 计算机硬件 2
1.1.3 计算机软件 3
1.2 计算机中数据的表达和存储形式 4
1.2.1 二进制系统 4
1.2.2 比特和字节 4
1.2.3 数据的存储形式 5
1.2.4 内存地址 6
1.3 程序运行的基本原理 6
1.4 编程语言 7
1.4.1 汇编语言 7
1.4.2 高级语言 8
1.4.3 编译器和解释器 9
1.5 Python语言 9
1.5.1 Python语言的来历 9
1.5.2 Python语言的版本 10
1.5.3 Python语言的特点 10
1.5.4 Python语言的应用场景 11
习题 12
第 2章 Python程序开发简介
2.1 Python解释器的安装与运行 14
2.1.1 安装Python解释器 14
2.1.2 运行Python解释器 14
2.2 Python程序基本结构 17
2.2.1 Python程序示例 18
2.2.2 Python程序基本组成元素 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 语句格式框架 19
2.4 对象简介 21
2.4.1 对象的概念 21
2.4.2 Python对象举例 21
2.5 标准输入输出语句 22
2.5.1 标准输入语句 22
2.5.2 标准输出语句 22
2.6 获取帮助信息 23
2.6.1 交互式帮助系统 23
2.6.2 Python文档 23
2.6.3 在线帮助 24
2.7 案例：绘制简单图形 24
2.7.1 turtle模块简介 24
2.7.2 绘图的基本设置 24
2.7.3 turtle模块中对象的概念 24
习题 26
第3章 Python语法基础
3.1 变量和常量 27
3.1.1 变量的命名 27
3.1.2 变量的声明和赋值 29
3.1.3 常量 30
3.2 基本数据类型 31
3.2.1 整数类型和浮点数类型 31
3.2.2 复数类型 34
3.3 布尔类型 35
3.4 字符串类型 37
3.4.1 字符串字面量 37
3.4.2 转义序列与原义字符串 37
3.4.3 字符串编码 38
3.4.4 数值转换为字符串 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 标准输出函数print() 43
3.6.1 print()函数的语法 43
3.6.2 print()函数中字符串的格式化 43
3.7 案例：日期和时间 46
3.7.1 GMT时间 47
3.7.2 显示当前时间 47
3.7.3 程序运行时间 47
3.7.4 time模块的格式转换 48
3.7.5 datetime模块 48
习题 49
第4章 程序流程控制
4.1 顺序结构 52
4.2 选择结构 52
4.2.1 选择结构的概念 53
4.2.2 条件测试 53
4.2.3 单分支结构 54
4.2.4 双分支结构 55
4.2.5 多分支结构 56
4.2.6 选择结构嵌套 57
4.3 循环结构 58
4.3.1 循环结构的引入 58
4.3.2 while循环 58
4.3.3 for循环 62
4.3.4 嵌套循环 65
4.4 流程控制的其他语句 67
4.4.1 break语句 67
4.4.2 continue语句 68
4.4.3 pass语句 68
4.4.4 循环结构中的else语句 68
4.4.5 案例：蒙特卡罗模拟 69
习题 71
第5章 组合数据类型
5.1 列表 73
5.1.1 列表特点与命名 73
5.1.2 生成列表 74
5.1.3 访问和查找列表元素 74
5.1.4 修改、添加和删除列表元素 75
5.1.5 列表排序 78
5.1.6 列表切片 79
5.1.7 列表复制 80
5.1.8 列表的常用函数和方法 81
5.2 元组 82
5.2.1 创建和访问元组 82
5.2.2 遍历元组 83
5.2.3 修改元组变量 84
5.2.4 元组操作 84
5.3 字典 85
5.3.1 定义字典 85
5.3.2 修改键值对 87
5.3.3 访问字典中的值 89
5.3.4 遍历字典 89
5.3.5 字典常用函数、操作和方法 91
5.3.6 案例：利用字典创建通讯录 91
5.4 集合 92
5.4.1 创建集合 93
5.4.2 集合操作 93
5.4.3 集合运算 94
5.5 组合数据嵌套 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
习题 96
第6章 字符串和文本处理
6.1 字符串函数和常用操作符 98
6.1.1 常用函数 98
6.1.2 常用操作符 98
6.2 字符串的常用方法 100
6.2.1 类型判断 100
6.2.2 字母大小写转换 101
6.2.3 删除字符串 101
6.2.4 填充与对齐 101
6.2.5 查找与替换 102
6.2.6 拆分与组合 102
6.2.7 翻译与转换 103
6.3 正则表达式 103
6.3.1 正则表达式简介 104
6.3.2 re模块中的函数 105
6.3.3 元字符 107
6.3.4 分组与引用 112
6.3.5 案例：常用字符串的匹配模式 116
6.4 Python中的模块re 118
6.4.1 正则表达式对象 118
6.4.2 正则表达式对象的常用方法 118
6.4.3 匹配对象 120
习题 121
第7章 函数与模块
7.1 函数概述 123
7.1.1 函数的基本概念 123
7.1.2 函数的功能 124
7.1.3 Python中函数的分类 124
7.2 函数的定义和调用 124
7.2.1 函数的定义 124
7.2.2 函数的调用 125
7.3 实参和形参的匹配 127
7.3.1 位置参数 127
7.3.2 关键字参数 127
7.3.3 默认参数 127
7.3.4 可变参数 128
7.3.5 参数类型检查 130
7.4 参数传递 130
7.4.1 可变对象与不可变对象 130
7.4.2 传递不可变对象 132
7.4.3 传递可变对象 133
7.5 返回值 136
7.5.1 return语句的基本用法 136
7.5.2 多条return语句 137
7.5.3 无return语句 138
7.5.4 返回多个值 138
7.5.5 返回值的本质 138
7.6 变量的作用域 139
7.6.1 局部变量 139
7.6.2 全局变量 140
7.7 递归函数 142
7.7.1 递归函数的概念 143
7.7.2 递归函数的原理 143
7.7.3 递归函数的应用 144
7.8 匿名函数 146
7.8.1 匿名函数的语法 146
7.8.2 匿名函数的本质 147
7.8.3 匿名函数的应用场景 147
7.9 模块 147
7.9.1 导入模块 147
7.9.2 导入函数 148
7.9.3 指定函数别名 148
7.9.4 指定模块别名 149
7.9.5 导入所有函数 149
7.10 名称空间 149
7.10.1 名称空间概述 149
7.10.2 名称空间的种类 150
7.10.3 名称查找顺序 151
7.10.4 __name__变量 152
习题 154
第8章 面向对象程序设计
8.1 类与对象 157
8.1.1 类与对象的关系 157
8.1.2 类的基本组成 158
8.2 类的定义与对象的创建 159
8.2.1 类的定义 159
8.2.2 对象的创建 160
8.2.3 访问属性与调用方法 162
8.2.4 参数self 163
8.2.5 成员变量与类变量 164
8.2.6 创建多个实例 164
8.3 私有属性 165
8.3.1 数据隐藏 165
8.3.2 设置与访问私有属性 165
8.4 类和对象的应用 166
8.4.1 访问器方法 167
8.4.2 更改器方法 167
8.4.3 实时更新属性值 167
8.4.4 对象作为函数实参 168
8.5 特殊方法与方法重载 168
8.5.1 特殊方法 168
8.5.2 特殊方法的应用与重载 170
8.5.3 案例：创建有理数类Fraction 171
8.6 继承 176
8.6.1 子类的构造方法 176
8.6.2 子类的属性和方法 177
8.6.3 重写超类方法 178
8.6.4 实例用作属性 178
8.7 实例对象和类对象 179
8.8 类定义的导入 180
8.8.1 导入类与导入函数的方法 180
8.8.2 导入类 181
8.9 案例：超市收银程序的设计 182
8.9.1 静态单一的需求 182
8.9.2 动态变化的需求 183
8.9.3 面向过程编程 185
8.9.4 面向对象编程 185
习题 186
第9章 文件和异常
9.1 文本文件与二进制文件 189
9.1.1 文本文件 189
9.1.2 二进制文件 190
9.1.3 不同文件类型的差别 190
9.2 读取文本文件 191
9.2.1 读取整个文件 191
9.2.2 文件路径 192
9.2.3 逐行读取 193
9.2.4 文本文件的编码 194
9.2.5 使用文件的内容 195
9.3 写入文本文件 195
9.3.1 写入空文件 195
9.3.2 写入多行 196
9.3.3 追加到文件 196
9.4 读写二进制文件 197
9.4.1 创建二进制文件对象 197
9.4.2 bytes类型 197
9.4.3 写入二进制文件 198
9.4.4 读取二进制文件 198
9.5 读写CSV文件 199
9.5.1 CSV文件简介 199
9.5.2 读取CSV格式文件 199
9.5.3 写入CSV格式文件 201
9.5.4 dialect属性集 202
9.6 JSON文件 202
9.6.1 JSON文件简介 202
9.6.2 JSON文件的数据结构 203
9.6.3 写入JSON文件 204
9.6.4 读取JSON文件 205
9.7 异常 205
9.7.1 try-except语句 205
9.7.2 避免程序崩溃 206
9.7.3 处理FileNotFoundError异常 206
9.7.4 触发异常时不输出任何信息 207
9.8 案例：分析文本文件的统计特性 208
9.8.1 字符串的统计特性 208
9.8.2 统计单个文本文件的单词数 208
9.8.3 统计多个文本文件的单词数 209
习题 209
第 10章 数值计算和计算可视化
10.1 NumPy模块简介 213
10.1.1 NumPy模块特性 213
10.1.2 NumPy模块安装和使用 213
10.1.3 NumPy的核心 214
10.2 NumPy的基本操作 214
10.2.1 数组的创建 214
10.2.2 数组与列表 216
10.2.3 数组的含义 217
10.2.4 获取数组的基本信息 218
10.2.5 数组元素的索引与切片 219
10.2.6 数组处理 221
10.3 通用函数 223
10.3.1 算术运算符 224
10.3.2 常见算术函数 224
10.3.3 常见三角函数 225
10.3.4 比较函数 225
10.3.5 统计函数 225
10.3.6 常数 226
10.4 Matplotlib模块 227
10.4.1 Matplotlib模块概述 227
10.4.2 图形的基本组成元素 227
10.4.3 利用函数绘制图形 229
10.4.4 向绘图中添加元素 236
10.5 案例：绘制正弦和余弦函数图形 240
习题 241
第 11章 图形用户界面
11.1 PyQt6概述 242
11.1.1 Python GUI开发库 242
11.1.2 PyQt6模块 242
11.1.3 安装PyQt6模块 242
11.1.4 GUI的基本组成 243
11.1.5 关于变量的命名 245
11.2 代码方式创建控件 245
11.2.1 主窗口 245
11.2.2 标签QLabel 246
11.2.3 复选框QCheckBox 249
11.2.4 按钮QPushButton 250
11.2.5 单行输入框QLineEdit 251
11.2.6 QSpinBox和QDoubleSpinBox类 253
11.2.7 滑块QSlider 255
11.2.8 拨号盘QDial 256
11.2.9 单选按钮QRadioButton 257
11.2.10 组合框QComboBox 258
11.2.11 QListWidget类控件 259
11.2.12 QTabWidget类控件 260
11.3 组织控件 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开发GUI 265
11.4.1 安装与运行 266
11.4.2 创建GUI 266
11.4.3 添加主菜单 274
11.4.4 添加工具栏 278
习题 278
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