Python 語(yǔ)言是當(dāng)下非常熱門(mén)的一種編程語(yǔ)言。2021 年 10 月，語(yǔ)言流行指數(shù)的編譯器TIOBE 編程語(yǔ)言排行榜將 Python 語(yǔ)言評(píng)選為最受歡迎的編程語(yǔ)言，20 年來(lái)首次將其置于Java、C 和 JavaScript 之上。隨著 Python 擴(kuò)展庫(kù)的不斷發(fā)展壯大，Python 在科研、電子、政務(wù)、數(shù)據(jù)分析、Web、金融、圖像處理、AI 技術(shù)等各方面都有強(qiáng)大的類庫(kù)、框架和解決方案。我們國(guó)家這兩年對(duì)人工智能、大數(shù)據(jù)的重視，更大大地促進(jìn)了 Python 語(yǔ)言在國(guó)內(nèi)的發(fā)展。

對(duì)于非計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，用 Python 作為程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言啟蒙是非常好的選擇。Python 語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)在于比 C /Java 等傳統(tǒng)靜態(tài)語(yǔ)言更具有實(shí)用性，不局限在繁雜的語(yǔ)法里，可以專注于程序設(shè)計(jì)思想及計(jì)算思維的訓(xùn)練。

本書(shū)的編者全部是一直工作于高等學(xué)校教學(xué)一線、承擔(dān)程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)多年的教師，有著豐富的教學(xué)和編程經(jīng)驗(yàn)。程序設(shè)計(jì)課程有著理論與實(shí)踐緊密結(jié)合的特點(diǎn)。程序不是看會(huì)的，而是動(dòng)手編會(huì)的。學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)的過(guò)程是一個(gè)學(xué)習(xí)者與教師、學(xué)習(xí)者與教材交互的過(guò)程，這需要有一本好的教材，再遵照一定的學(xué)習(xí)規(guī)律來(lái)很好地完成。本書(shū)的編寫(xiě)參考多個(gè)高等院校程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)大綱，與教育bu高等學(xué)校大學(xué)計(jì)算機(jī)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)對(duì)程序設(shè)計(jì)課程的要求保持高度一致，章節(jié)結(jié)構(gòu)安排合理，內(nèi)容層次分明，從認(rèn)識(shí)、了解、掌握、應(yīng)用等幾個(gè)層次，由淺入深、循序漸進(jìn)地組織內(nèi)容，有助于學(xué)生快速掌握知識(shí)要點(diǎn)。書(shū)中的實(shí)例都是精心挑選和設(shè)計(jì)的，具有新穎性、代表性、典型性，并且在 Python 3.9 以上版本中全部調(diào)試通過(guò)。Python 3.9 以上版本是全國(guó)計(jì)算機(jī)等級(jí)考試二級(jí) Python 推薦使用的版本。

本書(shū)著重介紹核心語(yǔ)法，以培養(yǎng)編程能力為首要目標(biāo)，力求較全面地介紹 Python 程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的知識(shí)點(diǎn)，使本書(shū)成為學(xué)習(xí)者的第一本程序設(shè)計(jì)參考書(shū)。本書(shū)共分 15 章，每個(gè)章節(jié)既有邏輯清晰的語(yǔ)法講解，又有豐富的編程實(shí)例，有助于培養(yǎng)、訓(xùn)練編程初學(xué)者的計(jì)算思維模式。

本書(shū)主要內(nèi)容如下：

第 1 章 Python 概述，簡(jiǎn)要介紹了 Python 的發(fā)展、特點(diǎn)、版本，以及本書(shū)使用的 Python 開(kāi)發(fā)環(huán)境、簡(jiǎn)單 Python 程序的基本結(jié)構(gòu)和語(yǔ)法規(guī)則，并且說(shuō)明了編碼的概念，這些都是后面章節(jié)學(xué)習(xí)的前提。

第 2 章 Python 數(shù)據(jù)類型與表達(dá)式，介紹了 Python 程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的基本知識(shí)，著重介紹了Python 使用的各種數(shù)據(jù)類型、運(yùn)算符、表達(dá)式及常用的系統(tǒng)函數(shù)和數(shù)據(jù)的輸入/輸出。本章知識(shí)點(diǎn)多且瑣碎、枯燥，但它是學(xué)習(xí)編程的基礎(chǔ)。

第 3 章 程序流程控制，介紹了選擇結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)和復(fù)合語(yǔ)句，這些是結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)的基本結(jié)構(gòu)。

第 4 章 列表與元組，介紹了 Python 語(yǔ)言中列表和元組的創(chuàng)建、元素引用、相關(guān)內(nèi)置函數(shù)的操作、列表推導(dǎo)式和生成品推導(dǎo)式的使用等，并結(jié)合具體使用實(shí)例幫助讀者理解。

第 5 章 字典與集合，介紹了字典與集合的概念，以及字典與集合的創(chuàng)建、元素引用、

相關(guān)運(yùn)算符與內(nèi)置函數(shù)的操作、常用的方法等，并配有相關(guān)實(shí)例操作。

第 6 章 函數(shù)與模塊，介紹了函數(shù)的定義與調(diào)用、函數(shù)的參數(shù)傳遞、函數(shù)的返回值，以及變量作用域、遞歸函數(shù)、內(nèi)嵌函數(shù)、模塊等基本概念，使讀者能夠綜合使用函數(shù)來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題，從而提高應(yīng)用的模塊性和代碼重用性。

第 7 章 字符串與正則表達(dá)式，介紹了字符串的創(chuàng)建、索引、編碼、運(yùn)算符和內(nèi)置函數(shù)對(duì)字符串的操作、字符串對(duì)象的常用方法等，還介紹了正則表達(dá)式的基本概念、元字符、常用的正則表達(dá)式、正則表達(dá)式模塊等，并以應(yīng)用實(shí)例幫助讀者進(jìn)一步理解和使用正則表達(dá)式。

第 8 章 錯(cuò)誤和異常處理，介紹了常見(jiàn)的程序錯(cuò)誤及解決方法、異常處理的 try...except語(yǔ)句，以及斷言處理的 assert 語(yǔ)句和 AssertionError 類。

第 9 章 文件及目錄操作，介紹了文件的概念以及文件的使用、讀/寫(xiě)操作、jieba 庫(kù)的使用、CSV 文件的讀/寫(xiě)操作，使讀者了解 Python 中關(guān)于文件的操作。

第 10 章 Python 的數(shù)據(jù)庫(kù)編程，介紹數(shù)據(jù)庫(kù)的基本知識(shí)、結(jié)構(gòu)化查詢語(yǔ)言（SQL）、Python 自帶的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù) SQLite 的基本操作。

第 11 章 面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)，介紹了面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的基本概念，介紹了類與對(duì)象的定義、創(chuàng)建和使用，還介紹了屬性和方法、繼承和多態(tài)，并給出相應(yīng)的面向?qū)ο蟮木幊虒?shí)例供讀者理解學(xué)習(xí)。

第 12 章 tkinter 圖形界面設(shè)計(jì)，介紹了 Python 中用于創(chuàng)建圖形化用戶界面的 tkinter庫(kù)，介紹了如何創(chuàng)建 Windows 窗口、常用 tkinter 組件的使用以及 Python 事件處理，并用實(shí)例幫助讀者學(xué)習(xí)使用。

第 13 章 網(wǎng)絡(luò)爬蟲(chóng)入門(mén)，介紹了相關(guān) HTTP 知識(shí)、urllib 基本應(yīng)用與爬蟲(chóng)案例、requests基本操作與爬蟲(chóng)案例、Beautiful Soup 基本操作與爬蟲(chóng)案例，給出多個(gè)案例幫助讀者深入學(xué)習(xí)。

第 14 章 Python 科學(xué)計(jì)算與數(shù)據(jù)分析，介紹了 NumPy 科學(xué)計(jì)算庫(kù)及其擴(kuò)展庫(kù) pandas的基本使用。

第 15 章 數(shù)據(jù)可視化 matplotlib，介紹了數(shù)據(jù)可視化的基本概念，以及 matplotlib 繪圖庫(kù)的基本使用。

以上各部分都可以獨(dú)立教學(xué)，自成體系，讀者可根據(jù)學(xué)習(xí)時(shí)間、專業(yè)情況、設(shè)計(jì)要求適當(dāng)選取章節(jié)進(jìn)行閱讀學(xué)習(xí)。

本書(shū)由鄭州輕工業(yè)大學(xué)的蘇虹、王鵬遠(yuǎn)、李萍、孫占鋒、韓懌冰和高璐編著。各章編著分工如下：第 1、12 章由王鵬遠(yuǎn)編著，第 2、4、11 章由蘇虹編著，第 3、5、8 章由李萍編著，第 7、13 章由韓懌冰編著，第 9、14、15 章由孫占鋒編著，第 6、10 章由高璐編著。王鵬遠(yuǎn)負(fù)責(zé)本書(shū)的架構(gòu)計(jì)劃，蘇虹和孫占鋒負(fù)責(zé)本書(shū)的統(tǒng)稿工作。本書(shū)的編寫(xiě)得到眾多同行的鼎力支持，在此一并表示感謝。本書(shū)的編寫(xiě)和出版過(guò)程得到了鄭州輕工業(yè)大學(xué)和中國(guó)鐵道出版社有限公司的大力支持和幫助，在此由衷地向他們表示感謝。

由于學(xué)識(shí)所限，加之時(shí)間倉(cāng)促，書(shū)中難免存在疏漏之處，懇請(qǐng)各位讀者批評(píng)指正。

編 者

2022 年 11 月