Python計算與編程實踐：多媒體方法(原書第2版)（簡體書）

《計算機科學叢書：Python計算與編程實踐·多媒體方法（原書第2版）》是一本別出心裁的程序設計入門教程，以Python數字多媒體編程為主線，依次講解了圖像、聲音、文本和電影的處理，其中穿插介紹了大量的計算機程序設計基礎知識。方法獨到，示例通俗易懂，條理清晰，將趣味性和實用性融於講解之中。《計算機科學叢書：Python計算與編程實踐·多媒體方法（原書第2版）》適合用做計算機專業導論課或非計算機專業編程課程的教材，也可用做軟件開發人員學習計算機數字多媒體處理知識和Python語言的專業參考書。·

《Python計算與編程實踐:多媒體方法(原書第2版)》適合用做計算機專業導論課或非計算機專業編程課程的教材，也可用做軟件開發人員學習計算機數字多媒體處理知識和Python語言的專業參考書。《Python計算與編程實踐:多媒體方法(原書第2版)》是由機械工業出版社出版。

出版者的話譯者序第2版前言第1版前言第一部分 導論第1章 計算機科學與媒體計算導論1.1 計算機科學是關於什麼的1.2 編程語言1.3 計算機理解什麼1.4 媒體計算：為什麼要把媒體數字化1.5 大眾的計算機科學1.5.1 計算機科學與交流有關1.5.2 計算機科學與過程有關習題第2章 編程導論2.1 編程與命名有關2.2 Python編程2.3 JES編程2.4 JES媒體計算2.4.1 顯示圖片2.4.2 播放聲音2.4.3 數值命名2.5 構建程序習題第3章 使用循環修改圖片3.1 圖片的編碼3.2 處理圖片3.3 改變顏色值3.3.1 在圖片上運用循環3.3.2 增/減紅（綠、藍）3.3.3 測試程序：它真的能運行嗎3.3.4 一次修改一種顏色3.4 製作日落效果3.5 亮化和暗化3.6 製作底片3.7 轉換到灰度習題第4章 修改區域中的像素4.1 複製像素4.2 圖片鏡像4.3 複製和轉換圖片4.3.1 複製4.3.2 製作拼貼圖4.3.3 通用複製4.3.4 旋轉4.3.5 縮放習題第5章 高級圖片技術5.1 顏色替換：消除紅眼、深褐色調和色調分離5.1.1 消除紅眼5.1.2 深褐色調和色調分離：使用條件式選擇顏色5.2 合併像素：圖片模糊化5.3 比較像素：邊緣檢測5.4 圖片融合5.5 背景消減5.6 色鍵5.7 在圖像上繪圖5.7.1 使用繪圖命令5.7.2 向量和位圖表示5.8 指定繪圖過程的程序習題第二部分 聲音第6章 使用循環修改聲音6.1 聲音是如何編碼的6.1.1 聲音的物理學6.1.2 探索聲音的樣子6.1.3 聲音編碼6.1.4 二進制數和二進制補碼6.1.5 存儲數字化的聲音6.2 處理聲音6.2.1 打開聲音並處理樣本數據6.2.2 使用JES媒體工具6.2.3 循環6.3 改變音量6.3.1 增大音量6.3.2 真的行嗎6.3.3 減小音量6.3.4 理解聲音函數6.4 聲音規格化習題第7章 修改一段樣本區域7.1 用不同方法處理不同聲音片段7.2 剪接聲音7.3 通用剪輯和複製7.4 聲音倒置7.5 鏡像習題第8章 通過合併片段製作聲音8.1 用加法組合聲音8.2 混合聲音8.3 製造回聲8.3.1 製造多重回聲8.3.2 製作和絃8.4 採樣鍵盤工作原理8.5 加法合成8.5.1 製作正弦波8.5.2 把正弦波疊加起來8.5.3 檢查結果8.5.4 方波8.5.5 三角波8.6 現代音樂合成8.6.1 MP38.6.2 MIDI習題第9章 構建更大的程序9.1 自頂向下設計程序9.1.1 自頂向下設計示例9.1.2 設計頂層函數9.1.3 編寫子函數9.2 自底向上設計程序9.3 測試程序9.4 調試技巧9.4.1 找出擔心的語句9.4.2 查看變量9.4.3 調試冒險遊戲9.5 算法和設計9.6 在JES之外運行程序習題第三部分 文本、文件、網絡、數據庫和單媒體第10章 創建和修改文本10.1 文本作為單媒體10.2 字符串：構造和處理字符串10.3 處理部分字符串10.3.1 字符串方法：對象和點號語法簡介10.3.2 列表：強大的結構化文本10.3.3 字符串沒有字體10.4 文件：存放字符串和其他數據的地方10.4.1 打開文件和操作文件10.4.2 製作套用信函10.4.3 編寫程序10.5 Python標準庫10.5.1 再談導入和私有模塊10.5.2 另一個有趣模塊：Random10.5.3 Python標準庫的例子習題第11章 高級文本技術：Web和信息11.1 網絡：從Web獲取文本11.2 通過文本轉換不同媒體11.3 在圖片中隱藏信息習題第12章 產生Web文本12.1 HTML：Web的表示方法12.2 編寫程序產生HTML12.3 數據庫：存放文本的地方12.3.1 關係型數據庫12.3.2 基於散列表的關係型數據庫示例12.3.3 使用SQL12.3.4 使用數據庫構建Web頁面習題第四部分 電影第13章 製作和修改電影13.1 產生動畫13.2 使用視頻源13.3 自底向上製作視頻效果習題第五部分 計算機科學議題第14章 速度14.1 關注計算機科學14.2 什麼使程序速度更快14.2.1 什麼是計算機真正理解的14.2.2 編譯器和解釋器14.2.3 什麼限制了計算機的速度14.2.4 讓查找更快14.2.5 永不終止和無法編寫出的算法14.2.6 為什麼Photoshop比JES更快14.3 什麼使計算機速度更快14.3.1 時鐘頻率和實際的計算14.3.2 存儲：什麼使計算機速度慢14.3.3 顯示習題第15章 函數式編程15.1 使用函數簡化編程15.2 使用Map和Reduce進行函數式編程15.3 針對媒體的函數式編程15.4 遞歸：一種強大的思想15.4.1 遞歸式遍歷15.4.2 遞歸式媒體函數習題第16章 面向對象編程16.1 對象的歷史16.2 使用“小海龜”16.2.1 類和對象16.2.2 創建對象16.2.3 向對象發送消息16.2.4 對象控制自己的狀態16.2.5 小海龜的其他函數16.3 教小海龜新的技藝16.4 面向對象的幻燈片16.4.1 Joe the Box16.4.2 面向對象的媒體16.4.3 為什麼使用對象習題附錄A Python快速參考參考文獻·

從所有情況中找出絕對最優的組合永遠是極其耗時的任務。對于這樣的算法，類似D（2n）這樣的時間復雜度并不罕見。但還有其他一些問題，看似可以在合理的時間內完成，實際卻不是。
這些問題當中，比較著名的一個就是旅行商問題（Traveling Salesman Problem）。想象自己是一名負責很多客戶的售貨員——比如說客戶數量是30，前面最佳歌曲問題的一半。為提高工作效率，你想在地圖上找一條能把每個客戶訪問一次，且不會重復訪問的最短路徑。
要求給出旅行商問題的最優解，一種最有名的算法是O（n！）級的。那可是n的階乘。另外有些耗時較短的算法能給出近似最短，但無法保證絕對最短的路徑。對30個城市來說，使用這種O（n！）復雜度的算法需要執行30 ！個步驟，或者說265252859812191058636308480000000步。到1.5 GHz的處理器上運行看吧——在你有生之年是運行不完的。
真正嚴重的問題是：旅行商問題并不是人為搞出來的玩具題目。確實有人需要在全世界范圍內規劃最短路由。還有一些類似問題，從算法上考慮與旅行商問題如出一轍，比如規劃機器人在廠房中的行走路線。這是個又大又難的問題。
計算機科學家把問題歸為三大類：
許多問題，比如排序，可以用運行時間為多項式復雜度（比如O（n2））的算法解決，我們把這類問題稱為P類問題（P代表“多項式”）。
另一些問題，比如求最優組合，存在已知的算法，但解法太大太難，即使中等規模的數據量都難以在合理的時間內解決。我們把這類問題稱為難解型（intractable）問題。
還有另一些問題，如旅行商問題，看似難解，但可能存在P類解法，只是我們尚未發現。
我們把這類問題稱為NP類問題。
理論計算機科學領域最大的未解問題之一就是證明要么NP和P完全不同（意味著我們永遠不能在多項式時間內解決旅行商最短路徑問題），要么P包含NP。
你可能疑惑，有關算法的問題可以“證明”嗎？畢竟我們有這么多不同的編程語言和編寫算法的不同方式。如何能確定地證明一件事情是可做或不可做的呢？然而，這的確可以。事實上，Alan Turing（阿蘭?圖靈）甚至證明了某些算法是編寫不出來的。
在編寫不出來的算法當中，最著名的一個是程序停止問題（Halting Problem）。我們編寫過讀取或輸出其他程序的程序。可以想象，一個程序完全可以讀取另一個程序并輸出相關信息（比如此程序中有多少print語句）。那么，能否編寫一個程序，輸入另一個程序（比如通過文件），然后告訴我們那個程序會不會停止呢？考慮這樣一種情況：輸入程序中有一些復雜的while循環，導致我們難以判定while循環表達式會不會變成false。然后再想象一下這樣一組循環相互嵌套的情況。