Python程序设计与算法基础教程(21世纪高等学校计算机专业实用规划教材)

本教程集教材、练习册、上机指导于一体，基于Windows 10和Python 3.5.2构建Python开发平台，阐述Python语言的基础知识，以及使用Python语言的实际开发应用实例，具体内容包括：Python概述、Python语言基础、程序流程控制、常用内置数据类型、系列数据类型、输入和输出、错误和异常处理、函数、类和对象、模块和客户端、算法与数据结构基础、图形用户界面、图形绘制、数值日期和时间处理、字符串和文本处理、文件、数据库访问、网络和Web编程、多线程编程以及系统管理等。
　　本教程作者结合多年的程序设计、系统开发以及授课经验，由浅入深、循序渐进地介绍Python程序设计语言，让读者能够较为系统全面地掌握程序设计的理论和应用。
　　本教程可以作为高等学校各专业的计算机程序设计教材，同时也可作为广大程序设计开发者、爱好者的自学参考书。

第1章  Python概述 1
1.1  Python语言概述 1
 1.1.1  Python语言简介 1
 1.1.2  Python语言的特点 1
 1.1.3  Python语言的应用范围 2
1.2  Python语言版本和开发环境 2
 1.2.1  Python语言的版本 2
 1.2.2  Python语言的实现 2
 1.2.3  Python语言的集成开发环境 3
1.3  下载和安装Python 3
 1.3.1  下载Python 3
 1.3.2  安装Python 4
 1.3.3  安装和管理Python扩展包 4
1.4  使用Python解释器解释执行Python程序 6
 1.4.1  运行Python解释器 6
 1.4.2  运行Python集成开发环境 7
1.5  使用文本编辑器和命令行编写和执行Python源文件程序 8
 1.5.1  编写Hello World程序 9
 1.5.2  Hello World程序（hello.py）源代码分析 10
 1.5.3  运行Python源代码程序 10
 1.5.4  命令行参数 11
1.6  使用集成开发环境IDLE编写和执行Python源文件程序 12
 1.6.1  使用IDLE编写程序 12
 1.6.2  使用IDLE编辑程序 13
1.7  在线帮助和相关资源 13
 1.7.1  Python交互式帮助系统 13
 1.7.2  Python文档 16
 1.7.3  Python官网 17
 1.7.4  Python扩展库索引（PyPI） 17
复习题 18
上机实践 19
第2章  Python语言基础 20
2.1  Python程序概述 20
 2.1.1  引例 20
 2.1.2  Python程序构成 20
2.2  Python对象和引用 21
 2.2.1  Python对象概述 21
 2.2.2  使用字面量创建实例对象 21
 2.2.3  使用类对象创建实例对象 22
 2.2.4  数据类型 22
 2.2.5  变量和对象的引用 22
 2.2.6  Python是动态类型语言 23
 2.2.7  Python是强类型语言 24
 2.2.8  对象内存示意图 24
 2.2.9  对象的值比较（==）和引用判别（is） 25
 2.2.10  不可变对象（immutable）和可变对象（mutable） 25
2.3  标识符及其命名规则 26
 2.3.1  标识符 26
 2.3.2  保留关键字 27
 2.3.3  Python预定义标识符 27
 2.3.4  命名规则 27
2.4  变量和赋值语句 28
 2.4.1  变量的声明和赋值 28
 2.4.2  链式赋值语句 28
 2.4.3  复合赋值语句 29
 2.4.4  删除变量 29
 2.4.5  系列解包赋值 29
 2.4.6  常量 30
2.5  表达式和运算符 30
 2.5.1  表达式的组成 30
 2.5.2  表达式的书写规则 31
 2.5.3  运算符概述 31
 2.5.4  Python运算符及其优先级 31
2.6  语句 32
 2.6.1  Python语句 32
 2.6.2  Python语句的书写规则 33
 2.6.3  复合语句及其缩进书写规则 33
 2.6.4  注释语句 34
 2.6.5  空语句pass 34
2.7  函数和模块 34
 2.7.1  函数的创建和调用 34
 2.7.2  内置函数 35
 2.7.3  模块函数 35
 2.7.4  函数API 36
2.8  类和对象 36
 2.8.1  创建类对象 36
 2.8.2  实例对象的创建和调用 37
2.9  模块和包 37
复习题 37
上机实践 39
第3章  程序流程控制 41
3.1  顺序结构 41
3.2  选择结构 41
 3.2.1  分支结构的形式 42
 3.2.2  单分支结构 42
 3.2.3  双分支结构 43
 3.2.4  多分支结构 44
 3.2.5  if语句的嵌套 45
 3.2.6  if语句典型示例代码 46
 3.2.7  选择结构综合举例 47
3.3  循环结构 48
 3.3.1  可迭代对象 48
 3.3.2  range对象 49
 3.3.3  for循环 49
 3.3.4  while循环 50
 3.3.5  循环的嵌套 51
 3.3.6  break语句 52
 3.3.7  continue语句 53
 3.3.8  死循环（无限循环） 54
 3.3.9  else子句 55
 3.3.10  循环语句典型示例代码 55
 3.3.11  循环结构综合举例 56
复习题 57
上机实践 60
第4章  常用内置数据类型 64
4.1  Python内置数据类型概述 64
 4.1.1  数值数据类型 64
 4.1.2  序列数据类型 64
 4.1.3  集合数据类型 65
 4.1.4  字典数据类型 65
 4.1.5  NoneType、NotImplementedType和EllipsisType 65
 4.1.6  其他数据类型 65
4.2  int数据类型（任意精度整数） 65
 4.2.1  整型字面量 66
 4.2.2  int对象 66
 4.2.3  int对象的方法 66
 4.2.4  整数的运算 67
4.3  float类型（有限精度浮点数） 68
 4.3.1  浮点类型字面量 68
 4.3.2  float对象 68
 4.3.3  float对象的方法 68
 4.3.4  浮点数的运算 69
4.4  complex类型（复数） 70
 4.4.1  复数类型字面量 70
 4.4.2  complex对象 70
 4.4.3  complex对象属性和方法 70
 4.4.4  复数的运算 70
4.5  bool数据类型（布尔逻辑值） 71
 4.5.1  布尔值字面量 71
 4.5.2  bool对象 71
 4.5.3  逻辑运算符 72
4.6  str数据类型（字符串） 73
 4.6.1  字符串字面量 73
 4.6.2  字符串编码 73
 4.6.3  转义字符 73
 4.6.4  str对象 74
 4.6.5  str对象属性和方法 74
 4.6.6  字符串的运算 75
 4.6.7  对象转换为字符串 75
 4.6.8  字符串的格式化 75

程序流程控制
　　Python程序中语句执行的顺序包括三种基本控制结构：顺序结构、选择结构、循环        结构。
3.1  顺 序 结 构
　　程序中语句执行的基本顺序按各语句出现位置的先后次序执行，称为顺序结构，参见图3-1。先执行语句块1，再执行语句块2，*后执行语句块3。三个语句块之间是顺序执行关系。
　　【例3.1】 顺序结构示例（area.py）：输入三角形三条边的边长（为简单起见，假设这三条边可以构成三角形），计算三角形的面积。提示：三角形面积，其中，a、b、c是三角形三边的边长，h是三角形周长的一半。
　　
import math
a = float(input(\