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Python编程基础

作译者：陶文玲,侯冬青,杨闽

出版时间：2025-11 千字数：468 版次：01-01 页数：280

开本：16开装帧： I S B N ：9787121515422

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纸质书定价：￥56.0

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内容简介

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第1 章  初识Python……………………………………………………………………… 001
1.1 Python 概述… ……………………………………………………………………………… 002
1.1.1 Python 语言的发展历程… ………………………………………………………… 002
1.1.2 Python 语言的特点… ……………………………………………………………… 005
1.1.3 Python 语言的应用领域… ………………………………………………………… 006
1.1.4 AI 辅助编程工具简介… …………………………………………………………… 007
1.2 Python 和PyCharm 的安装与使用… ……………………………………………………… 010
1.2.1 Python 的安装与使用… …………………………………………………………… 010
1.2.2 PyCharm 的安装与使用……………………………………………………………… 016
1.3 Python 程序的基本框架和语法… ………………………………………………………… 023
1.3.1 Python 程序的基本框架… ………………………………………………………… 023
1.3.2 Python 程序的语法规范… ………………………………………………………… 026
1.4 input( ) 函数和print( ) 函数… ……………………………………………………………… 031
1.4.1 输入函数input( )… ………………………………………………………………… 031
1.4.2 输出函数print( )… ………………………………………………………………… 031
1.5 程序编写的基本方法IPO…………………………………………………………………… 033
1.5.1 IPO 模型……………………………………………………………………………… 033
1.5.2 示例：计算圆的面积… …………………………………………………………… 033
本章小结…………………………………………………………………………………………… 034
本章习题…………………………………………………………………………………………… 034
第2 章  Python 基本数据类型…………………………………………………………… 037
2.1 Python 数据类型… ………………………………………………………………………… 038
2.1.1 数据类型的作用… ………………………………………………………………… 038
2.1.2 数据类型… ………………………………………………………………………… 039
2.2 Python 数值数据类型… …………………………………………………………………… 041
2.2.1 数值数据类型表示及其转换… …………………………………………………… 041
2.2.2 数值数据类型的算术运算… ……………………………………………………… 043
2.2.3 math 库… …………………………………………………………………………… 044
2.3 Python 字符串数据类型… ………………………………………………………………… 048
2.3.1 字符串的表示… …………………………………………………………………… 048
2.3.2 字符串的索引与切片… …………………………………………………………… 051
2.3.3 字符串的连接与复制… …………………………………………………………… 053
2.3.4 字符串常用函数和处理方法… …………………………………………………… 054
2.3.5 字符串的格式化处理… …………………………………………………………… 057
2.4 time 库和random 库… ……………………………………………………………………… 064
2.4.1 time 库… …………………………………………………………………………… 064
2.4.2 random 库… ………………………………………………………………………… 067
本章小结…………………………………………………………………………………………… 070
本章习题…………………………………………………………………………………………… 070
第3 章  程序流程控制… ………………………………………………………………… 073
3.1 程序控制结构… …………………………………………………………………………… 074
3.2 分支结构… ………………………………………………………………………………… 075
3.2.1 单分支结构：if 语句………………………………………………………………… 075
3.2.2 双分支结构：if...else 语句… ……………………………………………………… 075
3.2.3 多分支结构：if...elif...else 语句… ………………………………………………… 076
3.2.4 实例：用户登录验证… …………………………………………………………… 080
3.3 循环结构… ………………………………………………………………………………… 083
3.3.1 遍历循环：for 语句… ……………………………………………………………… 083
3.3.2 条件循环：while 语句… …………………………………………………………… 085
3.3.3 实例：计算斐波那契数列的前N 项和… ………………………………………… 086
3.4 循环控制：break 语句和continue 语句… ………………………………………………… 088
3.5 异常处理… ………………………………………………………………………………… 090
本章小结…………………………………………………………………………………………… 094
本章习题…………………………………………………………………………………………… 094
第4 章  Python 组合数据类型…………………………………………………………… 099
4.1 组合数据类型… …………………………………………………………………………… 100
4.2 列 表… …………………………………………………………………………………… 101
4.2.1 列表的基本操作… ………………………………………………………………… 101
4.2.2 列表的应用… ……………………………………………………………………… 110
4.3 元 组… …………………………………………………………………………………… 116
4.3.1 元组的基本操作… ………………………………………………………………… 116
4.3.2 元组的应用… ……………………………………………………………………… 119
4.4 字 典… …………………………………………………………………………………… 122
4.4.1 字典的基本操作… ………………………………………………………………… 122
4.4.2 字典的应用… ……………………………………………………………………… 128
4.5 集 合… …………………………………………………………………………………… 132
4.5.1 集合的基本操作… ………………………………………………………………… 132
4.5.2 集合的应用… ……………………………………………………………………… 136
本章小结…………………………………………………………………………………………… 137
本章习题…………………………………………………………………………………………… 138
第5 章  函数与模块化编程… …………………………………………………………… 141
5.1 模块化编程… ……………………………………………………………………………… 142
5.1.1 模块化编程的优势… ……………………………………………………………… 142
5.1.2 模块化设计原则… ………………………………………………………………… 143
5.2 函数的定义与调用… ……………………………………………………………………… 145
5.2.1 函数的定义… ……………………………………………………………………… 145
5.2.2 函数的调用… ……………………………………………………………………… 146
5.3 变量的作用域… …………………………………………………………………………… 154
5.3.1 局部变量… ………………………………………………………………………… 154
5.3.2 全局变量… ………………………………………………………………………… 155
5.4 递归函数… ………………………………………………………………………………… 159
5.4.1 递归函数的一般形式… …………………………………………………………… 159
5.4.2 递归经典示例… …………………………………………………………………… 159
5.5 高阶函数… ………………………………………………………………………………… 163
5.5.1 高阶函数的特点… ………………………………………………………………… 163
5.5.2 内置高阶函数… …………………………………………………………………… 164
5.5.3 高阶函数的应用… ………………………………………………………………… 165
5.5.4 递归与高阶函数的结合… ………………………………………………………… 166
5.5.5 高阶函数的实际应用场景… ……………………………………………………… 167
5.6 模块与包… ………………………………………………………………………………… 170
5.6.1 模块的概念… ……………………………………………………………………… 170
5.6.2 包的概念… ………………………………………………………………………… 171
5.6.3 模块与包的应用… ………………………………………………………………… 172
5.6.4 模块与包的发布… ………………………………………………………………… 173
5.7 模块化编程实践… ………………………………………………………………………… 178
本章小结…………………………………………………………………………………………… 181
本章习题…………………………………………………………………………………………… 182
第6 章  文件操作… ……………………………………………………………………… 185
6.1 文件基本概念… …………………………………………………………………………… 186
6.1.1 文件的概念与分类… ……………………………………………………………… 186
6.1.2 文件编码与解码… ………………………………………………………………… 187
6.2 文件的基本操作… ………………………………………………………………………… 189
6.2.1 文件的打开与关闭… ……………………………………………………………… 189
6.2.2 文件的读写操作… ………………………………………………………………… 191
6.3 文件与目录管理… ………………………………………………………………………… 196
6.3.1 文件操作… ………………………………………………………………………… 196
6.3.2 目录操作… ………………………………………………………………………… 197
6.3.3 路径操作… ………………………………………………………………………… 198
6.3.4 高级操作… ………………………………………………………………………… 199
6.4 CSV 和JSON 文件操作……………………………………………………………………… 202
6.4.1 CSV 文件操作… …………………………………………………………………… 202
6.4.2 JSON 文件操作… …………………………………………………………………… 205
6.5 文件操作的异常处理… …………………………………………………………………… 210
6.5.1 文件操作常见异常… ……………………………………………………………… 210
6.5.2 文件操作异常处理… ……………………………………………………………… 211
本章小结…………………………………………………………………………………………… 215
本章习题…………………………………………………………………………………………… 215
第7 章  面向对象程序设计… …………………………………………………………… 217
7.1 面向对象编程的基本概念… ……………………………………………………………… 218
7.1.1 什么是面向对象编程… …………………………………………………………… 218
7.1.2 类与对象… ………………………………………………………………………… 219
7.1.3 面向对象的特点：封装、继承、多态… ………………………………………… 220
7.2 类的定义与对象的创建… ………………………………………………………………… 222
7.2.1 定义类… …………………………………………………………………………… 222
7.2.2 创建对象… ………………………………………………………………………… 222
7.2.3 对象初始化流程… ………………………………………………………………… 223
7.3 属性与方法… ……………………………………………………………………………… 225
7.3.1 属性类型… ………………………………………………………………………… 225
7.3.2 方法类型… ………………………………………………………………………… 226
7.3.3 属性访问控制… …………………………………………………………………… 227
7.3.4 特殊方法… ………………………………………………………………………… 229
7.4 封装与访问控制… ………………………………………………………………………… 233
7.4.1 封装的概念… ……………………………………………………………………… 233
7.4.2 访问控制… ………………………………………………………………………… 234
7.5 继承与多态… ……………………………………………………………………………… 237
7.5.1 继承的应用… ……………………………………………………………………… 237
7.5.2 多态的实现… ……………………………………………………………………… 240
7.6 面向对象编程实例… ……………………………………………………………………… 243
本章小结…………………………………………………………………………………………… 248
本章习题…………………………………………………………………………………………… 248
第8 章  Python 第三方库的应用………………………………………………………… 251
8.1 常用第三方库的介绍… …………………………………………………………………… 252
8.1.1 常用第三方库… …………………………………………………………………… 252
8.1.2 pip 工具的使用… …………………………………………………………………… 256
8.2 第三方库应用实例… ……………………………………………………………………… 260
8.2.1 多媒体处理… ……………………………………………………………………… 260
8.2.2 游戏开发（Pygame 小游戏）… …………………………………………………… 264
本章小结…………………………………………………………………………………………… 266
本章习题…………………………………………………………………………………………… 266

前言

欢迎翻开《Python 编程基础》！这是一本为零基础学习者设计的 Python 入门教材，旨在帮助读者从零开始构建扎实的编程思维与技能，同时探索如何合理利用 AI 工具提升学习效率。
近年来，AI 技术的飞速发展让编程领域涌现出许多强大的辅助工具（如 GitHub Copilot、 DeepSeek、通义灵码、ChatGPT 等），它们能够生成代码、解答疑问甚至调试程序。然而，工具的强大并不意味着基础知识的价值被削弱。相反，越是智能化的工具，越需要开发者具备清晰的逻辑思维和对编程本质的理解。只有真正掌握基础知识，才能更好地驾驭 AI 工具，而非被工具所局限。
本书从Python最基础的语法与数据类型讲起，逐步深入程序结构、函数、文件操作等核心内容，最终引导读者掌握面向对象编程和第三方库的应用。第 1 章从 Python 的发展历程与特点讲起，详解开发环境配置，并初步探讨“AI 辅助编程”的边界——工具能做什么？不能替代什么？第 2 ～ 4章系统讲解 Python 数据类型与程序结构，在“AI 视角”环节提供传统实现与 AI 生成对比分析，帮助读者理解底层逻辑。第 5 ～ 7 章深入函数、文件操作与面向对象编程，结合 AI 快速生成代码及可能存在的问题，突出 AI 的高效性与人工设计的重要性。第 8 章介绍第三方库的应用时，通过 AI 工具帮助读者更深入地理解与应用第三方库，同时提醒读者警惕“盲目复制粘贴代码”的风险。
总的来说，本书具有如下三方面的特色。
1.回归基础，重视逻辑回归基础，重视逻辑
（1）从基本语法、数据类型、程序结构、函数等基础概念入手，注重编程思维的培养，而非单纯依赖工具生成代码。
（2）每章配有大量手写代码示例与习题，引导读者“亲手敲出逻辑”，从而避免对 AI 工具的过度依赖。
2. 双轨学习：传统与双轨学习：传统与 AIAI 结合结合
在掌握基础后，逐步引入 AI 工具的实用场景，例如：
（1）	先用 AI 快速生成代码框架，再手动优化逻辑细节。
（2）	借助 AI 解析错误提示，同时自行分析错误原因。
（3）	借助 AI 扩展学习边界，同时独立验证知识的正确性。
3. 强调实践与反思强调实践与反思
每章设置“AI 视角”环节，引导读者思考：
（1）“哪些任务适合交给 AI ？”
（2）“如何验证 AI 生成代码的可靠性？”
（3）“如何通过 AI 提问，更高效地查漏补缺？”
本书的核心理念是“以基础为本，以AI为用”，旨在引导读者在基础学习与AI辅助之间找到平衡，逐步形成个性化的学习路径。但是，AI 是辅助者，而非替代者。读者只有具备扎实的编程基础与独立思考能力，才能在技术浪潮中立足的根本。
学习编程如同建造房屋，AI 工具如同高效的“施工机械”，但地基仍需一砖一瓦地亲手夯实。本书希望为你提供两把钥匙：
第一把钥匙——理解 Python 的核心语法与编程范式，这是你与计算机对话的“语言能力”；
第二把钥匙——学会与 AI 协作的策略，这是你在智能时代提升效率的“加速器”。
请牢记：真正的成长源于你亲手写下的每一行代码、解决的每一个错误，以及对过程中“为什么”的不断追问。本书仅是起点，期待你在实践中探索属于自己的编程之道。
愿你从本书出发，脚踏实地，借 AI 之翼飞得更远。

编? 者
2025年8月

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