本书是高等院校计算机、人工智能、数据科学及相关专业的本科教材，从实用角度出发，系统介绍Python编程基础及其在数据分析与AI辅助开发中的应用。全书内容涵盖初识Python、Python基本语法、Python流程控制、组合数据类型、使用函数实现代码复用、面向对象编程、异常处理、文件和目录操作、Tkinter GUI编程，以及基于NumPy、Pandas和Matplotlib的科学计算与数据可视化，此外，本书结合当前技术发展，引入了AIGC辅助编程的相关内容——基于AIGC的Python综合实践。每章均围绕特定主题，从基本概念到实际应用逐步深入，并配有示例代码和课后习题。最后一章通过"股票数据分析系统”综合实践案例，解析了在使用AI编程助手（如Trae）时的任务拆解、提示词（Prompt）设计与代码审查等工程实践技能。

王金水，博士，福建理工大学计算机科学与数学学院副教授、硕士生导师，2013年毕业于复旦大学计算机软件与理论专业，曾为澳大利亚国立大学访问学者。长期从事大规模语言模型、自然语言处理、深度学习与智能教育等领域的研究工作，主持国家自然科学基金青年科学基金项目及省部级科研课题多项，在智能评分、大模型推理增强、程序自动评测等方面取得系列研究成果，发表学术论文30余篇，获授权发明专利6项，担任多个国际期刊审稿人，并作为命题专家参与国网公司大模型应用技能竞赛工作，注重将前沿技术研究与应用实践、人才培养深度融合。

目 录


第1章 初识Python 1
1.1　Python概述 1
1.1.1　Python简介 1
1.1.2　Python的特点 2
1.1.3　Python的应用场景 3
1.2　搭建Python运行环境 5
1.2.1　安装Python 5
1.2.2　启动Python 7
1.2.3　执行Python代码文件 10
1.3　PyCharm集成开发环境 11
1.3.1　安装PyCharm 12
1.3.2　在PyCharm中创建Python项目 13
1.3.3　在PyCharm中管理第三方库 17
1.4　Trae编程助手 22
1.4.1　安装Trae 22
1.4.2　打开或创建项目 23
1.4.3　Trae的开发模式 23
习题 25
第2章 Python基本语法 26
2.1　Python程序结构 26
2.1.1　缩进 26
2.1.2　代码换行 27
2.1.3　代码注释 28
2.2　标识符与关键字 29
2.2.1　标识符 29
2.2.2　关键字 30
2.3　变量与常量 31
2.3.1　变量 31
2.3.2　常量 32
2.4　Python数值类型 33
2.4.1　整数类型 34
2.4.2　浮点数类型 35
2.4.3　复数类型 36
2.4.4　布尔类型 37
2.4.5　内置的数值计算函数 37
2.5　Python中的字符串 39
2.5.1　字符串的定义 39
2.5.2　转义字符 39
2.5.3　字符串的格式化 40
2.5.4　字符串操作符 48
2.5.5　字符串处理函数 48
2.6　Python运算符 49
2.6.1　算术运算符 49
2.6.2　比较运算符 50
2.6.3　逻辑运算符 50
2.6.4　位运算符 51
2.6.5　赋值运算符 52
2.6.6　成员运算符 52
习题 53
第3章 Python流程控制 55
3.1　输入/输出语句 55
3.1.1　输入语句 55
3.1.2　输出语句 56
3.1.3　eval()函数 56
3.2　程序控制流程 57
3.3　顺序结构 59
3.4　分支结构 59
3.4.1　if语句（单分支结构） 60
3.4.2　if-else语句（双分支结构） 60
3.4.3　if-elif-else（多分支结构） 61
3.4.4　match语句 63
3.4.5　分支嵌套结构 65
3.5　循环结构 66
3.5.1　for循环 67
3.5.2　while循环 69
3.5.3　循环嵌套结构 71
3.6　流程跳转语句 72
3.6.1　break语句 72
3.6.2　continue语句 73
3.6.3　pass语句 74
3.6.4　循环结构中的else语句 75
习题 78
第4章 组合数据类型 81
4.1　序列 81
4.2　列表 85
4.2.1　列表的创建 85
4.2.2　列表的基本操作 86
4.2.3　多维列表 88
4.2.4　迭代器 89
4.2.5　列表的内置方法 91
4.2.6　列表推导式 93
4.3　元组 94
4.3.1　元组的创建 94
4.3.2　元组的基本操作 94
4.3.3　元组的内置方法/函数 96
4.3.4　元组推导式 97
4.4　字典 98
4.4.1　字典的创建 98
4.4.2　字典的基本操作 98
4.4.3　字典的嵌套 100
4.4.4　字典的内置方法 101
4.4.5　字典的遍历 102
4.4.6　字典推导式 104
4.5　集合 105
4.5.1　集合的创建 105
4.5.2　集合的基本操作 106
4.5.3　常用的集合方法 107
4.6　类型转换 109
习题 111
第5章 使用函数实现代码复用 115
5.1　函数的定义和调用 115
5.1.1　函数的定义 115
5.1.2　函数的调用 115
5.1.3　函数的嵌套 116
5.2　函数的参数与返回值 118
5.2.1　位置参数 118
5.2.2　关键字参数 119
5.2.3　默认参数 120
5.2.4　可变参数 121
5.2.5　函数的返回值 123
5.3　闭包与递归函数 124
5.3.1　闭包 124
5.3.2　递归函数 125
5.4　lambda函数 126
5.5　变量的作用域 128
5.5.1　局部变量 128
5.5.2　全局变量 129
5.5.3　global语句 129
5.6　Python的内置函数 130
5.6.1　数学运算函数 130
5.6.2　字符串运算函数 131
5.6.3　转换函数 134
5.6.4　序列操作函数 136
习题 137
第6章 面向对象编程 140
6.1　面向对象编程概述 140
6.1.1　面向对象编程的概念 140
6.1.2　面向对象编程的特点 141