Python语言不仅语法优雅、清晰、简洁，而且具有大量的第三方函数模块，因此很适合初学者作为程序设计入门语言进行学习，对学科交叉应用也很有帮助。本书介绍Python语言程序设计的基础知识。全书以Python作为实现工具，介绍程序设计的基本思想和方法，培养学生利用Python语言解决各类实际问题的开发能力。在编写过程中，以程序设计应用为导向，突出问题求解方法与思维能力训练。全书共13章，主要内容有Python语言基础、顺序结构、选择结构、循环结构、字符串与正则表达式、列表与元组、字典与集合、函数与模块、面向对象程序设计、文件操作、异常处理、图形绘制、图形用户界面设计。本书的附录部分是实验指导，其中设计了15个实验，以方便读者上机练习。本书可作为高等学校计算机程序设计课程的教材，也可供社会各类工程技术与科研人员阅读参考。

刘卫国，现任中南大学信息科学与工程学院党委书记，主要从事网络与信息安全、软件工程、智能信息处理与系统方向的研究。已出版多部教材、专著。

目 录
第1章 Python语言基础1
1.1 Python语言概述1
1.1.1 Python语言的发展历史1
1.1.2 Python语言的特点2
1.1.3 Python语言的应用领域3
1.2 Python语言的开发环境4
1.2.1 Python系统的下载与安装4
1.2.2 系统环境变量的设置4
1.2.3 Python程序的运行5
1.3 常量与变量9
1.4 Python数据类型12
1.4.1 数值类型12
1.4.2 字符串类型14
1.4.3 布尔类型16
1.4.4 复合数据类型17
1.5 常用系统函数18
1.5.1 常用模块函数19
1.5.2 常用内置函数22
1.6 基本运算25
1.6.1 算术运算25
1.6.2 位运算28
习题129
第2章 顺序结构32
2.1 程序设计概述32
2.1.1 程序设计的基本步骤32
2.1.2 算法及其描述33
2.2 Python程序的书写规则37
2.2.1 初识Python程序37
2.2.2 Python语句缩进规则38
2.2.3 Python语句行与注释39
2.3 赋值语句40
2.3.1 赋值语句的一般格式40
2.3.2 复合赋值语句41
2.3.3 多变量赋值41
2.4 数据输入/输出42
2.4.1 标准输入/输出43
2.4.2 格式化输出44
2.5 顺序结构程序举例48
习题250
第3章 选择结构53
3.1 条件的描述53
3.1.1 关系运算53
3.1.2 逻辑运算54
3.1.3 测试运算55
3.2 选择结构的实现56
3.2.1 单分支选择结构56
3.2.2 双分支选择结构57
3.2.3 多分支选择结构59
3.2.4 选择结构的嵌套60
3.3 条件运算61
3.4 选择结构程序举例62
习题364
第4章 循环结构67
4.1 while循环结构67
4.1.1 while语句67
4.1.2 while循环的应用69
4.2 for循环结构71
4.2.1 for语句71
4.2.2 for循环的应用73
4.3 循环控制语句75
4.3.1 break语句76
4.3.2 continue语句77
4.3.3 pass语句78
4.4 循环的嵌套78
4.5 循环结构程序举例79
习题483
第5章 字符串与正则表达式86
5.1 字符串编码86
5.2 字符串的索引与分片88
5.2.1 字符串的索引88
5.2.2 字符串的分片89
5.3 字符串的操作90
5.3.1 字符串连接操作91
5.3.2 字符串逻辑操作92
5.3.3 字符串的常用方法93
5.4 字节类型97
5.5 正则表达式99
5.5.1 正则表达式元字符99
5.5.2 正则表达式模块100
5.6 字符串应用举例104
习题5107
第6章 列表与元组109
6.1 序列的通用操作109
6.1.1 序列的索引与分片109
6.1.2 序列的计算111
6.1.3 序列处理函数112
6.1.4 序列拆分赋值114
6.2 列表的专有操作115
6.2.1 列表的基本操作115
6.2.2 列表的常用方法117
6.3 元组与列表的比较119
6.4 序列的应用120
6.4.1 数据排序120
6.4.2 数据查找123
6.4.3 矩阵运算125
习题6128
第7章 字典与集合131
7.1 字典概述131
7.2 字典的操作132
7.2.1 字典的创建132
7.2.2 字典的常用操作133
7.2.3 字典的常用方法134
7.2.4 字典的遍历136
7.3 集合的操作137
7.3.1 集合的创建137
7.3.2 集合的常用运算138
7.3.3 集合的常用方法140
7.4 字典与集合的应用142
习题7143
第8章 函数与模块146
8.1 函数的定义与调用146
8.1.1 函数的定义146
8.1.2 函数的调用147
8.2 函数的参数传递149
8.2.1 参数传递方式149
8.2.2 参数的类型151
8.3 两类特殊函数153
8.3.1 匿名函数153
8.3.2 递归函数155
8.4 装饰器157
8.4.1 无参数装饰器157
8.4.2 有参数装饰器159
8.4.3 多重装饰器159
8.5 变量的作用域160
8.5.1 局部变量160
8.5.2 全局变量161
8.6 模块162
8.6.1 模块的定义与使用162
8.6.2 Python程序结构164
8.6.3 模块的有条件执行165
8.7 函数应用举例166
习题8169
第9章 面向对象程序设计172
9.1 面向对象程序设计概述172
9.1.1 面向对象的基本概念172
9.1.2 从面向过程到面向对象173
9.2 类与对象175
9.2.1 类的定义175
9.2.2 对象的创建和使用175
9.3 属性和方法176
9.3.1 属性和方法的访问控制176
9.3.2 类属性和实例属性177
9.3.3 类的方法178
9.4 继承和多态181
9.4.1 继承181
9.4.2 多重继承182
9.4.3 多态183
9.5 面向对象程序设计应用举例184
习题9186
第10章 文件操作189
10.1 文件的概念189
10.2 文件的打开与关闭190
10.2.1 打开文件190
10.2.2 关闭文件192
10.3 文本文件的操作192
10.3.1 文本文件的读取192
10.3.2 文本文件的写入195
10.4 二进制文件的操作197
10.4.1 文件的定位197
10.4.2 二进制文件的读写198
10.5 文件管理方法201
10.6 文件操作应用举例202
习题10205
第11章 异常处理207
11.1 异常处理概述207
11.2 捕获和处理异常208
11.2.1 Python中的异常类208
11.2.2 使用try-except语句209
11.2.3 使用try-finally语句211
11.3 断言处理211
11.4 主动引发异常与自定义异常类212
11.4.1 主动引发异常212
11.4.2 自定义异常类213
习题11213
第12章 图形绘制215
12.1 Tkinter图形库概述215
12.1.1 tkinter模块215
12.1.2 主窗口的创建215
12.1.3 画布对象的创建216
12.1.4 画布对象的坐标系217
12.1.5 画布中的图形对象217
12.2 画布绘图219
12.2.1 绘制矩形219
12.2.2 绘制椭圆与圆弧222
12.2.3 绘制线条与多边形224
12.2.4 显示文本与图像226
12.3 图形的事件处理228
12.4 turtle绘图与Graphics图形库230
12.4.1 turtle绘图230
12.4.2 Graphics图形库231
12.5 图形应用举例238
12.5.1 验证Fibonacci数列的性质238
12.5.2 统计图表239
12.5.3 分形曲线242
12.5.4 利用动画模拟天体运动244
习题12245
第13章 图形用户界面设计247
13.1 创建图形用户界面的步骤247
13.2 常用控件249
13.2.1 提示性控件249
13.2.2 按钮控件251
13.2.3 选择性控件252
13.2.4 文本框与框架控件258
13.2.5 菜单与顶层窗口控件261
13.2.6 ttk子模块控件263
13.3 对象的布局方式263
13.3.1 pack布局管理器263
13.3.2 grid布局管理器264
13.3.3 place布局管理器265
13.4 对话框266
13.4.1 自定义对话框266
13.4.2 标准对话框266
13.5 事件处理267
13.5.1 事件处理程序267
13.5.2 事件绑定269
13.6 图形用户界面应用举例271
习题13273
附录A 实验指导275
实验1 Python语言基础275
实验2 顺序结构程序设计276
实验3 选择结构程序设计277
实验4 循环结构程序设计278
实验5 常用的算法设计方法280
实验6 字符串与正则表达式的应用280
实验7 列表与元组的应用281
实验8 字典与集合的应用282
实验9 函数的应用283
实验10 面向对象程序设计方法285
实验11 文件操作286
实验12 异常处理287
实验13 图形绘制289
实验14 图形用户界面设计290
实验15 综合程序设计291
参考文献293