信息社会必修的12堂Python通识课

本书目标：对编程有兴趣，想学Python编程语言的中学生、大学生或社会有识人士

本书特色：一本快速上手的入门教材，配合课堂式教学的视频，跟随实用范例，一学就会

全书系统地讲述活用Python语言*需要的基础内容以及各种实用范例，并以12堂课的方式展开。 全书的内容包括：Python程序设计语言的快速认识和快速上手；文件处理与操作；Python绘图；字符串和文字处理；列表操作应用实例；使用数据库；网络公开信息的使用；网络信息提取基础；数据可视化与图表绘制；Python数据分析入门。 本书是一本方便好用且分量适中的程序设计教材，既适合有一定程序设计基础的学习者作为自学参考书，也适合非信息专业本科生作为学习*门程序设计语言的教材。

何敏煌,中国台湾交通大学信息科学所博士。台湾畅销书作者.

第1课  认识程序设计语言与程序设计 1
1.1  什么是程序设计语言 2
1.2  程序设计的基本概念 4
1.3  为什么需要自己动手编写程序 8
1.4  开始编写自己的程序 10
1.5  习题 17

第2课  快速认识Python程序设计语言 18
2.1  Python执行环境的安装 19
2.2  变量、常数与数据类型 26
2.2.1  变量与常数 26
2.2.2  变量的命名与保留字 28
2.2.3  简单的数据类型 31
2.2.4  列表类型 34
2.2.5  元组类型 38
2.2.6  字典类型 39
2.2.7  集合类型 41
2.3  Python的表达式 42
2.3.1  最基本的算术表达式 42
2.3.2  关系表达式 43
2.3.3  逻辑表达式 44
2.4  认识流程控制 45
2.4.1  用于流程控制的条件判断语句 46
2.4.2  用于进行重复工作的循环语句 48
2.4.3  控制循环内流程的break和continue指令 52
2.5  输入与输出 54
2.6  习题 59

第3课  Python程序设计快速上手 61
3.1  子程序和模块的概念 62
3.2  内建函数和模块 68
3.2.1  内建函数 69
3.2.2  随机数模块random 71
3.2.3  处理日期和时间的time、datetime及calendar模块 74
3.2.4  数学模块math 78
3.3  程序应用范例—阶乘函数和斐波那契函数 79
3.3.1  连续加总程序 79
3.3.2  阶乘函数 80
3.3.3  斐波那契函数 81
3.4  程序应用范例—各个不同进制之间的数字转换 82
3.5  程序应用范例—简易扑克牌游戏 84
3.6  习题 89

第4课  文件处理与操作 90
4.1  路径、文件夹和文件 91
4.2  写入文件 99
4.3  读取文件 105
4.4  异常处理 108
4.5  程序应用范例—自制图像浏览网页 112
4.5.1  打开图像文件的方法 112
4.5.2  缩放图像文件的方法 112
4.5.3  批次转换图像文件的尺寸 113
4.5.4  创建图像文件索引网页 116
4.6  习题 122

第5课  Python绘图 123
5.1  Python海龟绘图简介 124
5.2  绘制几何图形 127
5.2.1  绘制5个不同颜色的圆 127
5.2.2  绘制多边形 129
5.2.3  绘制多边形毛线球 130
5.2.4  使用变量渐变技巧绘制几何图形 131
5.3  绘制数学函数图形 133
5.4  使用pygame绘制图形 138
5.5  习题 145

第6课  字符串和文字处理 146
6.1  网页信息的收集与简易剖析 147
6.2  文字处理 155
6.2.1  处理不可见的特殊符号 155
6.2.2  对文字进行处理 157
6.2.3  中文分词功能 161
6.3  字符串函数 164
6.4  map和lambda的使用技巧 166
6.4.1  认识可迭代类型 167
6.4.2  map()函数的使用 168
6.4.3  lambda的使用 170
6.5  习题 171

第7课  列表操作应用实例 172
7.1  列表操作应用 173
7.1.1  找出列表中的指定数值 173
7.1.2  二分查找法 174
7.1.3  找出列表中的最大值及其位置 179
7.1.4  合并两个列表 180
7.2  数据加解密练习——简易转换法和查表法 183
7.2.1  简易转换法 183
7.2.2  查表法 185
7.3  数据加解密练习——换位法 186
7.3.1  加密方法 187
7.3.2  解密方法 189
7.4  习题 192

第8课  使用数据库 193
8.1  SQL简介 194
8.1.1  关系数据库概述 194
8.1.2  SQL语言的编写方式 195
8.2  SQLite数据库操作简介 198
8.3  Python存取SQLite数据库初探 201
8.4  SQLite数据表操作 209
8.4.1  Python和SQLite数据类型的差异 209
8.4.2  SQLite的Connection对象 209
8.4.3  SQLite的Cursor对象 210
8.4.4  SQLite的Row对象 212
8.5  习题 213

第9课  网络公开信息的使用 214
9.1  公开信息的获得 215
9.2  CSV数据格式的解析与应用 216
9.3  JSON数据格式的解析与应用 223
9.4  公开信息应用的实例 226
9.5  习题 237

第10课  网络信息提取基础 238
10.1  网页提取程序的基础 239
10.2  使用requests模块下载网页数据 241
10.3  使用BeautifulSoup解析网页数据 244
10.4  数据存盘与数据库操作 256
10.4.1  把数据存储成文本文件 257
10.4.2  使用HTML文件制作下载图像文件的索引页面 258
10.4.3  使用数据库存储下载的数据或信息 260
10.5  习题 267

第11课  数据可视化与图表绘制 268
11.1  matplotlib.pyplot模块介绍 269
11.1.1  在Windows操作系统中设置matplotlib中文显示 271
11.1.2  在Mac OS操作系统中设置matplotlib中文显示 272
11.1.3  在matplotlib中绘制函数图形 273
11.2  各种图表的绘制 277
11.2.1  散点图 277
11.2.2  直方图 279
11.2.3  饼图 280
11.2.4  条形图 284
11.3  图表显示技巧 285
11.4  数据提取与图表显示 292
11.5  习题 300

第12课  Python数据分析入门 301
12.1  Pandas介绍与使用 302
12.1.1  认识Series 302
12.1.2  认识DataFrame 306
12.2  人口趋势分析实例 310
12.3  网络投票结果分析实例 314
12.4  面向对象程序设计方法简介 321
12.4.1  类的定义 322
12.4.2  创建类的实例 322
12.4.3  类的继承 323
12.4.4  面向对象程序设计的实例—发牌程序 327
12.5  习题 330

感谢出版社的邀约，让我有机会把手边授课中的讲义与素材重新加以整理，成为非信息专业学生适用的12堂Python程序设计入门教材。这本教材的内容也很适合对Python新奇应用感兴趣但是不知道如何入门的初学者。
初学程序设计的学习者最怕的就是用错工具、学错教材、选错方向，好在你选择了Python，基本上可以说是在走向成功的路上选对了方向。在网络上有非常多的有关Python的资源可以参考，本书帮学习者整理出活用Python最需要的基础内容以及可以马上应用的范例，并以12堂课的方式呈现出来，除了便于想要快速入门的学习者自学之外，也让教授非信息专业本科学生程序设计课程的老师们有一个方便好用且分量适中的教材。
在信息科技（IT）融入生活的现代社会，懂得程序设计语言就等于是多了一个可以和计算机沟通的技能，不管你现在或者将来处在哪一个行业，它都会是你用来提升工作效率的最佳自动化工具。因此，对于不管是因为学业上的需要或是对于程序设计语言感到好奇而翻阅本书的你来说，作者希望可以借由本书作为一个好的出发点，先学习Python程序设计的基础技巧，借助一些实例进行更多的实践和挑战，了解Python语言各个方面的应用，再进一步活用Python，让它成为你个人专业起飞的推进器。
作者根据多年的程序设计教学经验，在课余之时编写本书，编著的过程中致力于维持本书的实用性以及正确性，然而IT工具快速地更迭和改版，使得本书的内容疏漏难以避免，如书中有谬误之处，还望读者及授课教师海涵，并不吝来信指正。最后，衷心感谢在本书写作、审阅和校对过程中给予大力协助的各位朋友，使得这本教材有机会和大家见面，希望这是一个好的开始，以本书抛砖引玉，可以协助更多非信息类专业的同学进入程序设计语言多姿多彩的世界。

何敏煌