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[正版]Python从小白到大牛(第2版) 关东升 清华大学出版社 程序设计计算机技术Python语言
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书名: | Python从小白到大牛(第2版) |
出版社: | 清华大学出版社 |
出版日期 | 2021 |
ISBN号: | 9787302562474 |
本书是一部系统论述Python 编程语言、OOP 编程思想以及函数式编程思想的立体化教程(含图书、教学课件、 源代码与视频教程)。全书共分为四篇:第一篇Python 语言基础(第1 ~ 8 章),第二篇Python 编程进阶(第9 ~17 章), 第三篇Python 常用库与框架(第18 ~ 22 章),第四篇Python 项目实战(第23 ~ 28 章)。主要内容包括:开篇综述、开发 环境搭建、第一个Python 程序、Python 语法基础、Python 编码规范、数据类型、运算符、控制语句、数据结构(序列、 集合和字典)、函数与函数式编程、面向对象编程、异常处理、常用模块、正则表达式、文件操作与管理、数据交换 格式、数据库编程、网络编程、wxPython 图形用户界面编程、Python 多线程编程、项目实战1 :网络爬虫技术——爬 取搜狐证券股票数据、项目实战2 :数据分析技术——贵州茅台股票数据分析、项目实战3 :数据可视化技术——贵 州茅台股票数据可视化、项目实战4 :计算机视觉技术——网站验证码识别、项目实战5 :Python Web Flask 框架—— PetStore 宠物商店项目、项目实战6:Python 综合技术——QQ 聊天工具开发。 为便于读者高效学习,快速掌握Python 编程方法,本书提供完整的教学课件、完整的源代码与丰富的配套视频教 程以及在线答疑服务等内容。 本书适合作为Python 程序设计者的参考用书。 |
关东升:一个在IT领域摸爬滚打20多年的老程序员、知名培训专家、畅销书作家。精通多种IT技术。参与设计和开发北京市公交一卡通大型项目,开发国家农产品追溯系统、金融系统微博等移动客户端项目,并在App Store发布多款游戏和应用软件。 长期为中国移动、中国联通、南方航空、中石油、工商银行、平安银行和天津港务局等企事业单位提供培训服务。先后出版了《iOS开发指南》《从零开始学Swift》《Android网络游戏开发实战》《Cocos2d-x实战》《Java从小白到大牛》《Kotlin从小白到大牛》等40多部图书。 |
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本书第1版是Python入门经典,累计10多万读者由此步入Python殿堂!为便于读者高效学习,快速掌握Python 编程方法,本书第2版提供完整的教学课件、完整的源代码与丰富的配套视频教 程等内容。 |
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推荐序 1 前言 3 知识图谱 4 第一篇 Python 语言基础 第1 章 开篇综述 3 11 Python 语言历史 4 12 Python 语言设计哲学——Python 之禅 4 13 Python 语言特点 5 14 Python 语言应用前景 6 15 如何获得帮助 7 第2 章 开发环境搭建 8 21 搭建Python 环境8 22 PyCharm 开发工具 10 221 下载和安装 11 222 设置Python 解释器 12 23 文本编辑工具 14 24 本章小结 14 25 动手实践 14 第3 章 第一个Python 程序 15 31 使用Python Shell 15 32 使用PyCharm 实现 17 321 创建项目 17 322 创建Python 代码文件 19 323 编写代码 20 324 运行程序 20 33 文本编辑工具+Python 解释器实现 21 331 编写代码 21 332 运行程序 21 34 代码解释 22 Python 6 从小白到大牛(第2 版) 35 本章小结 23 36 动手实践:世界,你好 23 第4 章 Python 语法基础 24 41 标识符和关键字 24 411 标识符 24 412 关键字 24 42 变量和常量 25 421 变量 25 422 常量 25 43 注释 25 44 语句 26 45 模块 27 46 包 28 461 创建包 28 462 包导入 29 47 本章小结 30 48 同步练习 30 第5 章 Python 编码规范 31 51 命名规范 31 52 注释规范 32 521 文件注释 32 522 文档注释 32 523 代码注释 34 524 使用TODO 注释 35 53 导入规范 36 54 代码排版 37 541 空行 37 542 空格 38 543 缩进 39 544 断行 39 55 本章小结 40 56 同步练习 40 第6 章 数据类型 42 61 数字类型 42 611 整数类型 42 612 浮点类型 43 613 复数类型 43 614 布尔类型 43 目录7 62 数字类型互相转换 44 621 隐式类型转换 44 622 显式类型转换 45 63 字符串类型 45 631 字符串表示方式 45 632 字符串格式化 47 633 字符串查找 49 634 字符串与数字互相转换 50 64 本章小结 51 65 同步练习 52 第7 章 运算符 53 71 算术运算符 53 711 一元运算符 53 712 二元运算符 53 72 关系运算符 55 73 逻辑运算符 56 74 位运算符 57 75 赋值运算符 59 76 其他运算符 61 761 同一性测试运算符 61 762 成员测试运算符 62 77 运算符优先级 62 78 本章小结 63 79 同步练习 63 第8 章 控制语句 64 81 分支语句 64 811 if 结构 64 812 if-else 结构 65 813 elif 结构 66 814 三元运算符替代品——条件表达式 67 82 循环语句 67 821 while 语句 67 822 for 语句 68 83 跳转语句 69 831 break 语句 69 832 continue 语句 70 833 while 和for 中的else 语句 70 84 使用范围 72 Python 8 从小白到大牛(第2 版) 85 本章小结 72 86 同步练习 72 87 动手实践:计算水仙花数 73 第二篇 Python 编程进阶 第9 章 序列 77 91 序列概述 77 911 索引操作 78 912 序列的加和乘 78 913 序列切片 79 92 元组 80 921 创建元组 80 922 访问元组 81 923 遍历元组 82 93 列表 82 931 列表创建 83 932 追加元素 83 933 插入元素 84 934 替换元素 84 935 删除元素 84 936 其他常用方法 85 937 列表推导式 86 94 本章小结 87 95 同步练习 87 96 动手实践:使用列表推导式 87 第10 章 集合 88 101 可变集合 88 1011 创建可变集合 88 1012 修改可变集合 89 1013 遍历集合 90 102 不可变集合 90 103 集合推导式 91 104 本章小结 92 105 同步练习 92 106 动手实践:使用集合推导式 92 第11 章 字典 93 111 创建字典 93 目录9 1111 使用大括号创建字典 93 1112 使用dict() 函数创建字典 94 112 修改字典 95 113 访问字典 96 114 遍历字典 96 115 字典推导式 97 116 本章小结 98 117 同步练习 98 118 动手实践:使用字典推导式 98 第12 章 函数与函数式编程 99 121 定义函数 99 122 函数参数 100 1221 使用关键字参数调用函数 100 1222 参数默认值 100 1223 单星号(*)可变参数 101 1224 双星号(**)可变参数 102 123 函数返回值 102 1231 无返回值函数 102 1232 多返回值函数 103 124 函数变量作用域 104 125 生成器 105 126 嵌套函数 107 127 函数式编程基础 108 1271 高阶函数与函数类型 108 1272 函数作为其他函数返回值使用 109 1273 函数作为其他函数参数使用 109 1274 匿名函数与lambda 表达式 110 128 函数式编程的三大基础函数 111 1281 过滤函数filter() 111 1282 映射函数map() 112 1283 聚合函数reduce() 112 129 装饰器 113 1291 一个没有使用装饰器的示例 113 1292 使用装饰器 114 1293 同时使用多个装饰器 114 1294 给装饰器传递参数 115 1210 本章小结 116 1211 同步练习 116 Python 10 从小白到大牛(第2 版) 1212 动手实践:找出素数 117 第13 章 面向对象编程 118 131 面向对象概述 118 132 面向对象三个基本特性 118 1321 封装性 118 1322 继承性 118 1323 多态性 119 133 类和对象 119 1331 定义类 119 1332 创建和使用对象 119 1333 实例变量 120 1334 类变量 121 1335 构造方法 122 1336 实例方法 123 1337 类方法 124 1338 静态方法 124 134 封装性 125 1341 私有变量 125 1342 私有方法 126 1343 定义属性 127 135 继承性 128 1351 继承概念 128 1352 重写方法 129 1353 多继承 130 136 多态性 131 1361 多态概念 131 1362 类型检查 132 1363 鸭子类型 133 137 Python 根类——object 134 1371 __str__() 方法 134 1372 对象比较方法 135 138 本章小结 136 139 同步练习 136 1310 动手实践:设计多继承骡子类 136 第14 章 异常处理 137 141 一个异常示例 137 142 异常类继承层次 138 143 常见异常 139 目录11 1431 AttributeError 异常 139 1432 OSError 异常 140 1433 IndexError 异常 140 1434 KeyError 异常 141 1435 NameError 异常 141 1436 TypeError 异常 141 1437 ValueError 异常 142 144 捕获异常 142 1441 try-except 语句 142 1442 多个except 代码块 143 1443 try-except 语句嵌套 145 1444 多重异常捕获 146 145 异常堆栈跟踪 146 146 释放资源 147 1461 finally 代码块 148 1462 else 代码块 149 1463 with as 代码块自动资源管理 150 147 自定义异常类 151 148 显式抛出异常 151 149 本章小结 152 1410 同步练习 152 1411 动手实践:释放资源 152 第15 章 常用模块 153 151 math 模块 153 1511 舍入函数 153 1512 幂和对数函数 154 1513 三角函数 154 152 random 模块 155 153 datetime 模块 156 1531 datetime、date 和time 类 157 1532 日期时间计算 159 1533 日期时间格式化和解析 160 1534 时区 162 154 本章小结 163 155 同步练习 163 156 动手实践:输入与转换日期 163 第16 章 正则表达式 164 161 正则表达式中的字符 164 Python 12 从小白到大牛(第2 版) 1611 元字符 164 1612 字符转义 165 1613 开始与结束字符 165 162 字符类 166 1621 定义字符类 166 1622 字符类取反 167 1623 区间 167 1624 预定义字符类 168 163 量词 169 1631 使用量词 169 1632 贪婪量词和懒惰量词 170 164 分组 171 1641 定义分组 171 1642 命名分组 172 1643 反向引用分组 172 1644 非捕获分组 174 165 re 模块中重要函数 174 1651 search() 和match() 函数 174 1652 findall() 和finditer() 函数 176 1653 字符串分割 176 1654 字符串替换 177 166 编译正则表达式 178 1661 已编译正则表达式对象 178 1662 编译标志 180 167 本章小结 183 168 同步练习 183 169 动手实践:找出HTML 中的图片 183 第17 章 文件操作与管理 184 171 文件操作 184 1711 打开文件 184 1712 关闭文件 186 1713 文本文件读写 187 1714 二进制文件读写 187 172 os 模块 188 173 ospath 模块 189 174 本章小结 191 175 同步练习 191 176 动手实践:读写日期 191 目录13 第三篇 Python 常用库与框架 第18 章 数据交换格式 195 181 XML 数据交换格式 196 1811 XML 文档结构 196 1812 解析XML 文档 197 1813 使用XPath 200 182 JSON 数据交换格式 201 1821 JSON 文档结构 201 1822 JSON 数据编码 203 1823 JSON 数据解码 204 183 本章小结 206 184 同步练习 206 185 动手实践:解析结构化文档 206 第19 章 数据库编程 207 191 数据持久化技术概述 207 192 MySQL 数据库管理系统 207 1921 数据库安装和配置 208 1922 登录服务器 212 1923 常见的管理命令 213 193 Python DB-API 216 1931 建立数据库连接 217 1932 创建游标 218 194 实例:User 表CRUD 操作 218 1941 安装PyMySQL 库 218 1942 数据库编程一般过程 219 1943 数据查询操作 220 1944 数据修改操作 222 195 NoSQL 数据存储 225 1951 dbm 数据库的打开和关闭 225 1952 dbm 数据存储 226 196 本章小结 227 197 同步练习 227 198 动手实践:从结构化文档迁移数据到数据库 227 第20 章 网络编程 228 201 网络基础 228 2011 网络结构 228 2012 TCP/IP 229 Python 14 从小白到大牛(第2 版) 2013 IP 地址 229 2014 端口 230 202 TCP Socket 低层次网络编程 230 2021 TCP Socket 通信概述 230 2022 TCP Socket 通信过程 230 2023 TCP Socket 编程API 231 2024 实例:简单聊天工具 232 2025 实例:文件上传工具 233 203 UDP Socket 低层次网络编程 235 2031 UDP Socket 编程API 235 2032 实例:简单聊天工具 236 2033 实例:文本文件上传工具 237 204 访问互联网资源 238 2041 URL 概念 238 2042 HTTP/HTTPS 239 2043 搭建自己的Web 服务器 239 2044 使用urllib 库 243 2045 发送GET 请求 243 2046 发送POST 请求 244 2047 实例:图片下载器 245 205 本章小结 245 206 同步练习 245 207 动手实践:解析来自Web 的结构化数据 246 第21 章 wxPython 图形用户界面编程 247 211 Python 图形用户界面开发工具包 247 212 wxPython 安装 247 213 wxPython 基础 248 2131 wxPython 类层次结构 248 2132 第一个wxPython 程序 248 2133 wxPython 界面构建层次结构 252 2134 界面设计工具 252 214 事件处理 254 2141 一对一事件处理 254 2142 一对多事件处理 255 215 布局管理 257 2151 不要使用绝对布局 257 2152 Sizer 布局管理器 257 2153 Box 布局器 258 2154 StaticBox 布局 260 目录15 2155 Grid 布局 261 2156 FlexGrid 布局 263 216 wxPython 基本控件 264 2161 静态文本和按钮 265 2162 文本输入控件 266 2163 复选框 267 2164 单选按钮 268 2165 下拉列表 269 2166 列表 271 2167 静态图片控件 272 217 实例:图书信息网格 274 218 本章小结 276 219 同步练习 276 2110 动手实践:展示Web 数据 276 第22 章 Python 多线程编程 277 221 基础知识 277 2211 进程 277 2212 线程 278 222 使用threading 模块 278 223 创建线程 279 2231 自定义函数作为线程体 279 2232 继承Thread 线程类实现线程体 281 224 线程管理 282 2241 等待线程结束 282 2242 线程停止 283 225 线程安全 284 2251 临界资源问题 285 2252 多线程同步 287 226 线程间通信 288 2261 使用Condition 实现线程间通信 288 2262 使用Event 实现线程间通信 292 227 本章小结 293 228 同步练习 293 229 动手实践:网络爬虫 293 第四篇 Python 项目实战 第23 章 项目实战1:网络爬虫技术——爬取搜狐证券股票数据 297 231 网络爬虫技术概述 297 Python 16 从小白到大牛(第2 版) 2311 网络通信技术 297 2312 多线程技术 297 2313 数据交换技术 298 2314 Web 前端技术 298 2315 数据解析技术 299 2316 数据存储技术 300 232 爬取数据 300 2321 网页中静态和动态数据 300 2322 使用urllib 爬取数据 301 2323 使用Selenium 爬取数据 304 233 解析数据 307 2331 使用正则表达式 307 2332 使用BeautifulSoup 库 309 234 项目实战:爬取搜狐网股票数据 312 2341 爬取并解析数据 312 2342 检测数据是否更新 314 2343 保存数据到数据库 315 2344 爬虫工作计划任务 318 第24 章 项目实战2:数据分析技术——贵州茅台股票数据分析 321 241 数据分析过程 321 2411 数据收集 321 2412 数据存储 321 2413 数据清洗 322 2414 数据分析 322 2415 数据可视化 322 242 数据分析工具环境搭建和使用 322 2421 安装Jupyter 322 2422 使用IPython Shell 323 2423 使用Jupyter Notebook 324 243 数据分析与科学计算基础库——NumPy 327 2431 NumPy 库安装 327 2432 NumPy 中的多维数组对象 327 2433 NumPy 数组的数据类型 328 2434 数组的属性 328 2435 数组的轴 329 2436 访问一维数组中的元素 330 2437 访问二维数组中的元素 330 244 数据分析必备库——pandas 331 2441 pandas 库安装 332 目录17 2442 Series 数据结构 332 2443 DataFrame 数据结构 333 245 项目实战:贵州茅台股票数据分析 335 2451 从数据库中读取股票历史数据 335 2452 获得特定时间段股票交易数据 336 2453 查询时间段内最大成交量 337 2454 查询时间段内总成交量 337 2455 按照成交金额排序 338 第25 章 项目实战3:数据可视化技术——贵州茅台股票数据可视化 339 251 使用Matplotlib 绘制图表 339 2511 安装Matplotlib 339 2512 图表基本构成要素 339 2513 绘制折线图 340 2514 绘制柱状图 341 2515 绘制饼状图 342 2516 绘制散点图 343 2517 绘制子图表 344 252 项目实战:贵州茅台股票数据可视化 346 2521 从数据库读取股票数据 346 2522 绘制股票成交量折线图 347 2523 绘制股票OHLC 图 348 2524 绘制股票K 线图 349 第26 章 项目实战4:计算机视觉技术——网站验证码识别 352 261 人工智能 352 262 计算机视觉 352 2621 计算机视觉的Python 语言相关库 353 2622 色彩空间 353 263 使用OpenCV 库 353 2631 安装OpenCV 库 353 2632 读取和显示图像 353 2633 调整图像大小 354 2634 图像旋转 355 2635 绘制几何图形 356 2636 图像的灰度化 357 2637 图像的二值化与阈值 358 2638 人脸检测 360 264 项目实战:网站验证码识别 361 2641 验证码 361 Python 18 从小白到大牛(第2 版) 2642 验证码识别 361 2643 安装OCR 引擎Tesseract 361 2644 安装pytesseract 库 361 2645 安装pillow 库 362 2646 验证码识别代码实现 363 第27 章 项目实战5:Python Web Flask 框架——PetStore 宠物商店项目 365 271 Web 应用程序概述 365 2711 HTTP/HTTPS 365 2712 B/S 网络架构 365 2713 Web 前端技术 366 272 Flask 框架介绍 366 273 编写Flask 程序 366 2731 安装Flask 366 2732 第一个Flask 程序 366 2733 路由 368 274 Jinja2 模板 371 2741 没有使用模板 371 2742 使用模板 372 2743 模板中使用表达式 373 2744 模板中使用语句 374 2745 模板中访问静态文件 377 275 处理HTTP 操作 378 2751 使用request 请求对象 378 2752 使用response 响应对象 381 2753 使用session 对象 382 276 PetStore 宠物商店项目——需求与设计 383 2761 项目概述 383 2762 需求分析 383 2763 原型设计 384 2764 数据库设计 384 2765 架构设计 386 2766 系统设计 387 277 PetStore 宠物商店项目——创建数据库 388 2771 安装和配置MySQL 数据库 388 2772 编写数据库DDL 脚本 388 2773 插入初始数据到数据库 389 278 PetStore 宠物商店项目——创建项目 390 2781 创建项目 390 2782 项目包结构 390 目录19 2783 项目配置文件 391 279 PetStore 宠物商店项目——数据持久层 391 2791 编写DAO 基类 391 2792 用户管理DAO 392 2793 商品管理DAO 393 2794 订单管理DAO 395 2795 订单明细管理DAO 396 2710 PetStore 宠物商店项目——表示层 397 27101 启动模块实现 397 27102 登录页面实现 398 27103 商品列表 400 27104 添加商品到购物车 403 27105 查看购物车 404 27106 提交订单 407 第28 章 项目实战6:Python 综合技术——QQ 聊天工具开发 410 281 系统分析与设计 410 2811 项目概述 410 2812 需求分析 410 2813 原型设计 411 2814 数据库设计 412 2815 网络拓扑图 414 2816 系统设计 414 282 任务1:创建服务器端数据库 415 2821 迭代11:安装和配置MySQL 数据库 415 2822 迭代12:编写数据库DDL 脚本 415 2823 迭代13:插入初始数据到数据库 416 283 任务2:创建项目 416 2831 迭代21:创建QQ 客户端项目 416 2832 迭代22:QQ 客户端项目中添加资源图片 417 2833 迭代23:QQ 客户端项目中添加包 417 2834 迭代24:创建QQ 服务器项目 418 2835 迭代25:QQ 服务器项目中添加包 418 284 任务3:服务器项目数据持久层 418 2841 迭代31:服务器端配置文件 418 2842 迭代32:编写base_dao 模块 419 2843 迭代33:编写用户管理DAO 类 419 285 任务4:QQ 客户端项目UI 实现 421 2851 迭代41:客户端配置文件 421 2852 迭代42:编写my_frame 模块 421 Python 20 从小白到大牛(第2 版) 2853 迭代43:登录窗口实现 423 2854 迭代44:好友列表窗口实现 425 2855 迭代45:聊天窗口实现 428 286 任务5:用户登录过程实现 430 2861 迭代51:QQ 客户端启动 431 2862 迭代52:客户端登录过程实现 432 2863 迭代53:QQ 服务器端启动 434 2864 迭代54:登录过程的服务器端验证 435 287 任务6:刷新好友列表 437 2871 迭代61:服务器端刷新好友列表 437 2872 迭代62:客户端刷新好友列表 439 288 任务7:聊天过程实现 441 2881 迭代71:客户端用户1 向服务器发送消息 442 2882 迭代72:服务器端接收用户1 消息与转发给用户3 消息 443 2883 迭代73:客户端用户3 接收用户1 消息 444 289 任务8:用户下线 445 2891 迭代81:客户端实现 446 2892 迭代82:服务器端实现 447 |
前言 Python 语言诞生至今将近30 年,但是在前20 年里,在国内使用Python 进行软件开发的程序员并不多。而在近5 年的时间里,人们对Python 语言的关注度迅速提高,这不仅因为Python 语言非常优秀,更是由于当前科学计算、人工智能、大数据和区块链等新技术发展带来的需要。Python 语言具有优良的动态特性、胶水语言特性、简单的语法和面向对象特性,并拥有成熟而丰富的第三方库。其主要应用领域涵盖了热门的人工智能开发、数据挖掘、嵌入式开发、Web 开发与后端服务开发,拥有健全的语言生态和广泛的应用场景——这是大量程序员从其他编程语言转向Python 的主原因,也是广大高校计算机类、电子信息类、自动化类专业将Python 作为程序设计基础课程的原因。也正是由 于这种迫切的教育需求,笔者精心编著了本书。根据第1 版中广大读者的反馈,以及Python 新功能变化,《Python 从小白到大牛》(第2 版)变化如下: (1)IDE 工具不再推荐使用Eclipse+PyDev 和Visual Studio Code,而推荐使用PyCharm。 (2)介绍搭建自己的Web 服务器。 (3)数据库升级为MySQL 8。 (4)增加了计算机视觉技术介绍。 (5)增加了数据分析技术介绍。 (6)增加了Python Web Flask 框架介绍。 (7)PetStore 宠物商店项目改为用Web 技术实现。 (8)增加了网站验证码识别项目。 本书是Python 计算机编程语言入门图书。无论读者是Python 编程爱好者、高校计算机相关专业学生、还是从事软件开发的工程师,都可以从本书入门,成为Python 程序员。如果读者想深入学习Python 在某一领域的应用技术,则需要进一步阅读相关书籍。本书继续采用立体化图书概念,所谓“立体化图书”就是图书包含书籍、配套视频、配套课件、配套源代码和服务等内容。除关东升外,赵志荣、赵大羽、关锦华、闫婷娇、王馨然、关秀华和赵浩丞也参与本书部分内容的写作。感谢赵浩丞手绘了书中全部草图,并从专业的角度修改书中图片,力求更加真实完美地奉献给广大读者。由于Python 编程应用不断更新迭代,加之作者水平有限,书中难免存在疏漏与不妥之处,恳请读者提出宝贵意见,以便再版改进。 关东升 2021 年1 月 |
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