Python語言及其應用（簡體書）

Python語言不僅語法優雅、清晰、簡潔，而且具有大量的第三方函數模塊，因此很適合初學者作為程序設計入門語言進行學習，對學科交叉應用也很有幫助。本書介紹Python語言程序設計的基礎知識。全書以Python作為實現工具，介紹程序設計的基本思想和方法，培養學生利用Python語言解決各類實際問題的開發能力。在編寫過程中，以“項目案例”為驅動，輔以知識點的講解，突出問題求解方法與思維能力訓練。全書共8章，主要內容有認識Python、函數、分支與循環、列表與元組、字符串與文件、字典與集合、正則表達式和Python數據挖掘與分析。

Python語言以優雅、清晰、簡潔的設計哲學而聞名，它是一門易讀、易維護、開源，並且受大量用戶歡迎的、用途廣泛的程序設計語言。隨著大數據時代的飛速發展，Python已經成為數據分析領域裡事實上的最常用語言之一。
本教材的基本定位是，將Python作為大數據技術與應用專業的第一門程序設計語言，介紹Python語言程序設計的基礎知識以及在大數據領域的應用。全書以Python作為實現工具，介紹程序設計的基本思想和方法，培養學生利用Python語言解決各類實際問題的開發能力。
作為一門程序設計的入門課程，本教材採用專題案例驅動的方式，教授Python語言的基礎與應用，配以豐富的應用實例，將各章知識點有機融合貫穿，增強了教材的可操作性和可讀性。實訓內容既包含與Python語法規則相關的內容，也包含許多實際問題的程序設計，從而增強學生的學習興趣，提高學生分析問題和解決問題的能力。
作為大數據技術與應用專業的入門語言教材，學時安排建議參考內容與學時安排表格。
內容與學時安排
序 號 內 容 建 議 學 時
1 第1章 認識Python 6
2 第2章 函數 3
3 第3章 分支與循環 6
4 第4章 列表與元組 6
5 第5章 字符串與文件 6
6 第6章 字典與集合 6
7 第7章 正則表達式 3
8 第8章 Python數據挖掘與分析 6
9 Python綜合實訓 6
10 合計 48

此外，本教材以課程組開發的“猜字遊戲”為主線進行編寫，每一章都包含案例、知識梳理、小結與習題、課外拓展、實訓五大部分。
本書所有代碼均在Python 3.6中測試通過，書中代碼運行的IDE為Pycharm，它由著名的JetBrains公司開發，帶有一整套可以幫助用戶在使用Python語言開發時提高效率的工具，比如調試、語法高亮、Project管理、代碼跳轉、智能提示、自動完成、單元測試、版本控制等功能。
另外，為規範教師教學，我們將製作並提供相關輔助教學資源，如光盤或網站資源。輔助教學資源包括能夠滿足“一體化”教學的課程教學大綱、實訓考核大綱和教學課件，建立能夠讓學生自主學習、自主測試的試題庫、技能測試題庫和教學視頻等，同時提供習題與實訓的參考答案。
本書由溫州職業技術學院信息技術系大數據技術與應用教研團隊組織策劃，由翁正秋、張雅潔擔任主編，由田啟明、陳清華擔任副主編。其中，第1～3、8章由翁正秋編寫，第4、6章由張雅潔編寫，第5章由陳清華編寫，第7章由田啟明編寫，全書由翁正秋統稿。此外，參與部分編寫工作的還有龔大豐、杜益虹、吳淑英、施郁文、池萬樂等。同時，也特別感謝王子怡和葉怡雯在本書的編排和校對以及代碼驗證工作中提供的支持。
本書的編寫得到了溫州職業技術學院“十三五”教育教改重大項目立項支持（項目編號：WZYZD201706），在此表示衷心的感謝。
為了方便教師教學，本書配有電子教學課件及相關資源，請有此需要的教師登錄華信教育資源網（www.hxedu.com.cn）免費註冊後進行下載，如有問題可在網站留言板留言或與電子工業出版社聯繫（E-mail：hxedu@phei.com.cn）。
教材建設是一項系統工程，需要在實踐中不斷加以完善及改進，同時由於時間倉促、編者水平有限，書中難免存在疏漏和不足之處，敬請同行專家和廣大讀者給予批評和指正。


編 者

第1章 認識Python 1
1.1 案例 1
1.1.1 案例1：運行你的第一個程序 1
1.1.2 案例2：求正方形的面積 3
1.1.3 案例3：製作你的第一個遊戲 4
1.2 知識梳理 5
1.2.1 Python運行原理 5
1.2.2 語句的結束 6
1.2.3 注釋 6
1.2.4 編碼 7
1.2.5 輸入與輸出 8
1.2.6 值與類型 10
1.2.7 變量與標識符 14
1.2.8 運算符和不同類型的混合計算 15
1.2.9 字符串的連接與倍增 15
1.2.10 將數值轉換成字符串 15
1.2.11 導入模塊 16
1.2.12 安裝Python 17
1.2.13 Python 2與Python 3的版本切換 18
1.3 小結與習題 22
1.3.1 小結 22
1.3.2 習題 22
1.4 課外拓展 22
1.5 實訓 24
1.5.1 實訓1：認識Python 24
1.5.2 實訓2：Python語言入門 27
第2章 函數 31
2.1 案例 31
2.1.1 案例1：用函數的方法輸出“Hello World” 31
2.1.2 案例2：用函數的方法定義正方形的面積 32
2.1.3 案例3：用函數的方法定義猜字遊戲 32
2.2 知識梳理 34
2.2.1 函數的定義和調用 34
2.2.2 函數的參數 34
2.2.3 return 語句 38
2.2.4 局部變量與全局變量 39
2.2.5 函數作用域 40
2.2.6 模塊 41
2.2.7 編程縮進格式 42
2.2.8 文檔字符串 42
2.2.9 格式化輸出 42
2.2.10 內置函數 43
2.3 小結與習題 44
2.3.1 小結 44
2.3.2 習題 44
2.4 課外拓展 44
2.5 實訓 46
實訓：函數 46
第3章 分支與循環 50
3.1 案例 50
3.1.1 案例1：猜字遊戲（一次猜字機會） 50
3.1.2 案例2：猜字遊戲（多次猜字機會）版本一 51
3.1.3 案例3：猜字遊戲（多次猜字機會）版本二 52
3.2 知識梳理 53
3.2.1 常用運算符 53
3.2.2 if語句 60
3.2.3 while循環 65
3.2.4 嵌套和中止循環 67
3.2.5 for循環 68
3.3 小結與習題 70
3.3.1 小結 70
3.3.2 習題 70
3.4 課外拓展 71
3.5 實訓 74
3.5.1 實訓1：分支 74
3.5.2 實訓2：循環 78
第4章 列表與元組 82
4.1 案例 82
4.1.1 案例1：猜字遊戲（記錄遊戲過程數據） 82
4.1.2 案例2：猜字遊戲擴展 83
4.2 知識梳理 85
4.2.1 列表基礎 85
4.2.2 索引的使用 88
4.2.3 求元素數量 89
4.2.4 列表運算符 89
4.2.5 列表的截取與拼接 89
4.2.6 列表推導式 90
4.2.7 嵌套列表 91
4.2.8 列表函數與列表方法 92
4.2.9 元組基礎 93
4.2.10 元組運算符 95
4.2.11 元組索引與截取 96
4.2.12 元組內置函數 97
4.3 小結與習題 98
4.3.1 小結 98
4.3.2 習題 98
4.4 課外拓展 98
4.5 實訓 100
4.5.1 實訓1：列表 100
4.5.2 實訓2：元組 105
第5章 字符串與文件 107
5.1 案例 107
5.1.1 案例1：遊戲中的字符串格式化及優化 107
5.1.2 案例2：利用文本文件讀/寫存儲遊戲過程日誌 109
5.2 知識梳理 111
5.2.1 字符串的寫法 111
5.2.2 字符串操作 112
5.2.3 字符串運算符 115
5.2.4 字符串內建函數 116
5.2.5 字符串格式化（%） 118
5.2.6 字符串格式化（format函數） 119
5.2.7 字符串截取（切片） 123
5.2.8 轉義字符 126
5.2.9 文件的打開 127
5.2.10 文件對象的各種方法 128
5.2.11 相關的文件、目錄操作函數以及會引起的異常處理 132
5.3 小結與習題 134
5.3.1 小結 134
5.3.2 習題 134
5.4 課外拓展 134
5.5 實訓 137
5.5.1 實訓1：字符串 137
5.5.2 實訓2：文件 141
第6章 字典與集合 145
6.1 案例 145
案例： 利用字典改進猜字遊戲 145
6.2 知識梳理 147
6.2.1 字典的定義 147
6.2.2 訪問字典裡的值 148
6.2.3 修改字典 148
6.2.4 刪除字典元素 149
6.2.5 字典鍵的特性 149
6.2.6 字典的方法 150
6.2.7 字典內置函數 151
6.2.8 集合的定義 152
6.2.9 集合運算 154
6.2.10 更改集合 157
6.2.11 從集合中刪除元素 158
6.2.12 集合的方法 159
6.2.13 集合內置函數 160
6.2.14 不可變集合 161
6.3 小結與習題 162
6.3.1 小結 162
6.3.2 習題 162
6.4 課外拓展 163
6.5 實訓 164
6.5.1 實訓1：字典 164
6.5.2 實訓2：集合 169
第7章 正則表達式 172
7.1 案例 172
7.1.1 案例1：使用正則表達式進行網頁解析 172
7.1.2 案例2：正則表達式在數據清洗中的應用 173
7.2 知識梳理 177
7.2.1 正則表達式 177
7.2.2 修飾符 177
7.2.3 模式 178
7.2.4 compile函數 180
7.2.5 match函數 180
7.2.6 search函數 182
7.2.7 findall函數 184
7.2.8 檢索和替換 186
7.3 小結與習題 187
7.3.1 小結 187
7.3.2 習題 188
7.4 課外拓展 188
7.5 實訓 189
實訓：正則表達式 189
第8章 Python數據挖掘與分析 192
8.1 案例 192
8.1.1 綜合案例1：電影數據讀取、分析與展示 192
8.1.2 綜合案例2：電影數據分析與預測 194
8.2 知識梳理 199
8.2.1 數據獲取和收集 199
8.2.2 數據清洗和整理 200
8.2.3 數據統計分析 212
8.2.4 數據可視化 215
8.3 小結與習題 217
8.3.1 小結 217
8.3.2 習題 218
8.4 課外拓展 218
8.5 實訓 220
實訓：數據挖掘與分析 220