前言 Python语言诞生于1991年，目前的最新版本是Python 3.11。Python崇尚优美、清晰、简洁，是一种得到广泛使用的程序设计语言。在2022年12月TIOBE发布的编程语言排行榜和2022年8月IEEE Spectrum发布的编程语言排行榜中，Python均名列第一。 本书第1版出版于2019年，在使用过程中得到多所高校师生的肯定，取得了良好的教学效果。结合近几年的教学实践，我们在第1版的基础上进行了修改和完善，增加了程序测试、图形用户界面设计、图像处理等内容，对部分原有内容进行了改写，并增加了习题的类型与题目数量，补充了实例，使全书内容更加翔实和新颖，能够更好地满足学生学习程序设计方法、提高程序设计能力、培养程序设计思维的需要。 本书基于Python 3.10介绍编写、调试和测试程序的方法。Python语言的一个突出优点是有大量功能强大的标准库和第三方库。本书结合实例介绍了random、math、datetime、turtle、tkinter、os、pickle、csv、re、json、sqlite3等标准库和jieba、WordCloud、pillow、NumPy、Matplotlib、requests、Flask、BeautifulSoup等常用的第三方库。本书共提供了100多个实例，从判断素数、回文数、水仙花数到杨辉三角、百钱买百鸡、汉诺塔问题的求解，再到基于列表、字典、集合、文件的学生信息处理，还提供了窗口菜单设计、图像处理、网站开发、网页爬取、数据可视化、数据库操作等综合应用实例。 本书共9章，各章主要内容如下。 第1章为Python语言入门。在简要介绍Python语言的产生、发展和特点的基础上，通过几个简单、有趣、实用的实例展示Python程序的构成，使学生在学习具体内容之前对Python语言及程序结构有总体了解，有助于对后续内容的学习与理解。 第2章为基本数据类型与表达式。介绍整型、浮点型、布尔型、字符串型等基本数据类型以及常量与变量，并介绍算术运算符与算术表达式、赋值运算符与赋值表达式、位运算符与位运算表达式，为实际动手编写程序打好基础。 第3章为语句与结构化程序设计。结合程序实例详细介绍赋值语句、分支语句、循环语句3种基本语句，以及顺序结构、分支结构、循环结构3种基本结构的程序设计方法，并介绍Python语句的书写规则和程序测试方法。 第4章为组合数据类型与字符串。介绍Python特有的处理批量数据的数据类型： 列表、元组、字典、集合和字符串。列表能够简捷、方便地处理一维、二维及多维的批量数据。元组可以看作轻量级的列表，处理元素值和元素个数不变的批量数据时具有简单、高效的特点。字典和集合分别适合处理映射型和集合型批量数据。最后介绍灵活、方便的字符串处理方式。 第5章为函数与模块。介绍函数的定义与调用、参数的传递方式、函数嵌套和递归、内置函数、标准库、第三方库、局部变量和全局变量等内容。通过实例介绍基于标准库函数或第三方库函数实现图形用户界面设计和图像处理的方法。最后介绍模块和把程序文件组织成模块的方法。 第6章为文件处理。介绍文件的打开与关闭、文件的读写操作等内容。 第7章为异常处理。Python的异常处理机制将异常的检测与处理分离，实际上是将功能代码与异常处理代码分开，提高了程序的可理解性和可维护性，能够有效保证程序的质量。 第8章为面向对象程序设计。在简要介绍面向对象程序设计特点的基础上，结合程序实例介绍类和对象、构造函数、继承与派生、多态、运算符重载等内容，以帮助学生深入理解面向对象程序设计的基本思想，熟练掌握面向对象程序设计的基本方法，并深入体会面向对象程序设计的优点。 第9章为Python高级编程。Python广受欢迎的一个重要原因就是其在各个领域的广泛应用。本章结合应用实例，介绍Python在网站开发、数据库编程、网页爬取和数据可视化方面的应用，为学生使用Python解决实际问题提供思路与借鉴。 需要说明的是，对于学生而言，在学习程序设计的过程中，教师的讲解是必要的，这样有助于学生快速、准确地理解所学内容。但是，要真正深入理解并切实掌握程序设计方法，在教师讲解的基础上，学生还需要多看书、多思考、多编写程序、多上机调试和测试程序。只有多看书、多思考，才能把教师的讲解转化为自己的理解，深入理解书中的内容；只有多编写程序、多上机调试和测试程序，才能准确掌握语法格式及常用程序设计方法，逐渐积累程序调试和测试经验；最终实现提高程序设计能力、培养程序设计思维的学习目的。 本书注重知识传授、能力培养和价值塑造的统一。在讲授Python程序设计基本知识、基本方法的基础上，注重提高学生的程序设计能力和基于计算机技术解决实际问题的能力，培养学生科学严谨、求真求实的学习态度，勤奋努力、争优争先的进取品格，深入思考、积极探索的创新思维，为服务人民、奉献祖国做好准备。 为方便教师的讲授和学生的学习，本书配有教学课件，实例的程序代码都上机调试通过，可以通过清华大学出版社网站www.tup.com.cn获取教学课件以及与实例对应的源代码。 第2版的修订工作由袁方、肖胜刚、齐鸿志完成。其中，肖胜刚负责第6章和第9章的修订，齐鸿志负责第7章的修订，齐鸿志和袁方共同负责3.7节、5.7节、5.8节、5.10节的修订，其他章节的修订由袁方完成。全书由袁方统稿。 肖艳芹副教授仔细审阅了全部书稿，提出了很好的修改建议。在编写本书的过程中，作者还参考了一些同类图书。在此向肖艳芹副教授和相关图书的作者、译者表示衷心感谢。 由于Python语言程序设计涉及的内容非常丰富，限于作者水平，书中难免存在不妥之处，敬请读者批评指正，提出修改建议和意见。我们的联系方式是yuanfang@hbu.edu.cn。 作者2023年6月Python语言程序设计(第2版)第2版前言 随着大数据、人工智能、物联网等新一代信息技术的快速发展和广泛应用，各行各业与计算机技术的融合程度越来越深，程序（软件）在人们的工作、学习和生活中发挥的作用越来越大。学习程序设计方法，提高程序设计能力，培养程序设计思维，对于更好地适应现代信息化社会、更好地利用计算机技术完成岗位工作是大有益处的。 Python语言诞生于1991年。2000年10月Python 2.0正式发布，Python开始得到广泛应用。在经历2.4、2.5、2.6、2.7版本后，2008年12月Python 3.0发布，之后推出了多个3x版本，目前的最新版本是Python 3.7.0。Python崇尚优美、清晰、简单，是一种得到广泛使用的语言。它是Google公司的第三大开发语言，Dropbox公司的基础语言，豆瓣网的服务器语言。在2018年8月TIOBE 发布的程序设计语言排行榜中，Python 排在Java、C和C++语言之后，名列第4。在IEEE Spectrum发布的2018年程序设计语言排行榜中，Python名列第一，第二至第五分别为C++、C、Java和C#。 Python语言具有易于理解和学习、程序开发效率高、易于维护、跨平台等优点，更突出的优点在于有大量的自带库和第三方库可用，在编写程序时可根据需要选用，不仅提高了编程效率，增强了程序功能，而且使编程工作变得简单易行。Python是一种“学得会，用得上”的程序设计语言，可用于脚本程序编写、网站开发、文本处理、科学计算、数据分析、数据库应用系统开发等多个领域。 全书共分9章，各章主要内容如下： 第1章为Python入门。在简要介绍Python语言的产生、发展和特点的基础上，通过几个简单、有趣、实用的实例展示了Python程序的构成，使读者在学习具体内容之前尽早对Python语言及程序结构有一个总体了解，有助于对后续章节内容的学习与理解。 第2章为基本数据类型与表达式。介绍了整型、浮点型、布尔型、字符串型等基本数据类型，介绍了算术运算符与算术表达式、赋值运算符与赋值表达式、位运算符与位运算表达式，为实际动手编写程序打好基础。 第3章为语句与结构化程序设计。结合程序实例详细介绍了赋值语句、分支语句、循环语句以及顺序结构、分支结构、循环结构3种基本结构的程序设计方法。特别强调了Python语言的特点： 多个变量同步赋值，通过严格的缩进构成语句块，循环语句带有else子句，等等，简化了程序的编写。 第4章为组合数据类型与字符串。介绍了Python特有的处理批量数据的数据类型： 列表、元组、字典和集合。作为序列数据类型以及灵活的元素形式，列表能够简捷、方便地处理一维、二维及多维的批量数据；元组可以看作轻量级的列表，对于处理具有不变元素值和不变元素个数的批量数据简单、高效；字典和集合分别适合于处理映射型和集合型批量数据。Python提供了灵活、方便的字符串处理方式。 第5章为函数。介绍了函数的定义与调用、参数的传递方式、递归函数、局部变量和全局变量、Python内置函数、Python内置标准库、第三方库等内容。拥有丰富的内置标准库和第三方库是Python的重要特色之一，通过使用标准库和第三方库，可有效降低编程的难度和减少编程工作量。 第6章为文件处理。介绍了文件的打开与关闭、文件的读写操作等内容，利用文件可以长久地保存数据，为处理大批量数据带来了方便。 第7章为异常处理。Python的异常处理机制将异常的检测与处理分离，实际上是将功能代码与异常处理代码分开，提高了程序的可理解性和可维护性，能够有效保证程序的质量。 第8章为面向对象程序设计。在简要介绍面向对象程序设计特点的基础上，结合程序实例介绍了类和对象、构造函数、继承与派生、多态、运算符重载等内容。帮助读者深入理解面向对象程序设计的基本思想、熟练掌握面向对象程序设计的基本方法，并深入体会面向对象程序设计的优点。 第9章为Python高级编程。Python广受欢迎的一个重要原因就是其在各个领域的广泛应用。本章结合应用实例，介绍了Python在网站开发、数据库编程、网页爬取和数据可视化方面的应用，为读者使用Python解决实际问题提供思路与示例。 需要说明的是，对于程序设计知识的学习，教师的讲解是必要的，这样有助于学生较快且准确地理解所学内容，但要真正深入理解并切实掌握程序设计方法，需要在教师讲解的基础上，自己多看书、多思考、多编写程序、多上机调试程序。只有多看书、多思考，才能把教师的讲解转化为自己的理解，才能深入理解书中所讲内容的真正含义；只有多编写程序、多上机调试程序，才能准确掌握语法格式及常用程序设计方法，才能逐渐积累程序调试经验。最终实现提高程序设计能力、培养程序设计思维的学习目的。 为方便教师的讲授和学生的学习，本书配有教学课件，示例和例题的程序代码都上机调试通过，可以通过清华大学出版社网站www.tup.com.cn获取教学课件以及与例题对应的源代码。 本书由袁方、肖胜刚、齐鸿志编写。其中，袁方编写第1～5章和第8章，肖胜刚编写第6章和第9章，齐鸿志编写第7章。由袁方统编定稿。 本书的编写参考了同类书籍，我们向有关的作者和译者表示衷心的感谢。 由于Python语言程序设计涉及的内容非常丰富，限于编者水平，书中难免存在不妥和错误之处，敬请读者批评指正，如能提出修改建议和意见，我们将非常感谢。联系方式yuanfang@hbu.edu.cn。 作者2018年10月

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