这本Python程序设计——从基础到开发（21世纪高等学校计算机应用技术规划教材）图书，是2017-07-01月由清华大学出版社所出版的，著作者信息： 夏敏捷，杨关，张慧档，张慎武，宋宝卫 著，本版是第1次印刷， ISBN：9787302472551，品牌：清华大学, 这本书的包装是16开平装，所用纸张为胶版纸，全书页数358，字数有59万0000字， 是本值得推荐的Python软件开发图书。

此书内容摘要

本书以Python3.5为编程环境，从基本的程序设计思想入手，逐步展开Python语言教学，是一本面向广大编程学习者的程序设计类图书。基础篇主要讲解Python的基础语法知识、控制语句、函数、文件、面向对象编程基础、Tkinter图形界面设计、网络编程和多线程、Python数据库应用等知识，并以小游戏案例作为各章的阶段性任务。开发篇综合应用前面介绍的技术，开发经典的大家耳熟能详的游戏，例如“连连看”“推箱子”“中国象棋”“网络五子棋”“两人麻将”“扫雷”和“飞机大战”游戏等。本书*大的特色在于以游戏开发案例为导向，让读者对枯燥的Python语言学习充满乐趣，在开发过程中，不知不觉地学会这些枯燥的技术。书中不仅列出了完整的代码，同时对所有的源代码进行了非常详细的解释，做到通俗易懂，图文并茂。

本书既可作为高等院校相关专业Python课程的教材，也可作为Python语言学习者、程序设计人员和游戏编程爱好者的参考用书。

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Python程序设计——从基础到开发（21世纪高等学校计算机应用技术规划教材）图书的目录

基础篇

第1章Python语言介绍

1.1Python语言简介

1.2安装与配置Python环境

1.2.1安装Python

1.2.2运行Python

1.3Python开发环境IDLE简介

1.3.1IDLE的启动

1.3.2利用IDLE创建Python程序

1.3.3IDLE常用编辑功能

1.3.4在IDLE中运行和调试Python程序

1.4Python基本输入/输出

1.4.1Python基本输入

1.4.2Python基本输出

1.5Python代码规范

1.6使用帮助

1.7习题

第2章Python语法基础

2.1Python数据类型

2.1.1数值类型

2.1.2字符串

2.1.3布尔类型

2.1.4空值

2.1.5Python数字类型转换

2.2常量和变量

2.2.1变量

2.2.2常量

2.3运算符与表达式

2.3.1运算符

2.3.2表达式

2.4序列数据结构

2.4.1列表

2.4.2元组

2.4.3字典

2.4.4集合

2.5习题

第3章Python控制语句

3.1选择结构

3.1.1if语句

3.1.2if…else语句

3.1.3if…elif…else语句

3.1.4pass语句

3.2循环结构

3.2.1while语句

3.2.2for语句

3.2.3continue和break语句

3.2.4循环嵌套

3.3常用算法及应用实例

3.3.1累加与累乘

3.3.2求最大数和最小数

3.3.3枚举法

3.3.4递推与迭代

3.4游戏初步——猜单词游戏

3.5习题

第4章Python函数与模块

4.1函数的定义和使用

4.1.1函数的定义

4.1.2函数的使用

4.1.3Lambda表达式

4.1.4函数的返回值

4.2函数参数

4.2.1函数形参和实参的区别

4.2.2参数的传递

4.2.3函数参数的类型

4.2.4变量的作用域

4.3闭包和函数的递归调用

4.3.1闭包

4.3.2函数的递归调用

4.4内置函数

4.4.1数学运算函数

4.4.2集合操作函数

4.4.3字符串函数

4.4.4反射函数

4.4.5I/O函数

4.5模块

4.5.1import导入模块

4.5.2定义自己的模块

4.5.3time模块

4.5.4日历(calendar)模块

4.5.5日期时间(datetime)模块

4.5.6random模块

4.5.7math模块和cmath模块

4.6游戏初步

4.7习题

第5章Python文件的使用

5.1文件

5.2文件的访问

5.2.1打开(建立)文件

5.2.2读取文本文件

5.2.3写文本文件

5.2.4文件内移动

5.2.5文件的关闭

5.2.6二进制文件的读/写

5.3文件夹的操作

5.3.1当前工作目录

5.3.2目录操作

5.3.3文件操作

5.4文件应用案例——游戏地图存储

5.4.1地图写入文件

5.4.2从地图文件读取信息

5.5习题

第6章面向对象程序设计

6.1面向对象程序设计基础

6.2类和对象

6.2.1定义和使用类

6.2.2构造函数

6.2.3析构函数

6.2.4实例属性和类属性

6.2.5私有成员与公有成员

6.2.6方法

6.3类的继承和多态

6.3.1类的继承

6.3.2类的多继承

6.3.3方法重写

6.3.4多态

6.3.5运算符重载

6.4面向对象应用案例——扑克牌类设计

6.4.1关键技术——random模块

6.4.2程序设计的思路

6.5习题

第7章Tkinter图形界面设计

7.1Python图形开发库

7.1.1创建Windows窗口

7.1.2几何布局管理器

7.2常用Tkinter组件的使用

7.2.1Tkinter组件

7.2.2标准属性

7.2.3Label标签组件

7.2.4Button按钮组件

7.2.5单行文本框Entry和多行文本框Text

7.2.6列表框组件Listbox

7.2.7单选按钮Radiobutton和复选框Checkbutton

7.2.8菜单组件Menu

7.2.9对话框

7.2.10消息窗口(消息框)

7.2.11Frame框架组件

7.2.12Scrollbar滚动条组件

7.3图形绘制

7.3.1Canvas画布组件

7.3.2Canvas上的图形对象

7.4Tkinter字体

7.4.1通过元组表示字体

7.4.2通过Font对象表示字体

7.5Python事件处理

7.5.1事件类型

7.5.2事件绑定

7.5.3事件处理函数

7.6图形界面程序设计的应用

7.6.1开发猜数字游戏

7.6.2扑克牌发牌程序窗体图形版

7.7习题

第8章Python数据库应用

8.1数据库基础

8.1.1数据库概念

8.1.2关系型数据库

8.1.3数据库和Python接口程序

8.2结构化查询语言SQL

8.2.1数据表的建立(CREATETABLE)和删除(DROP)

8.2.2查询语句SELECT

8.2.3添加记录语句INSERTINTO

8.2.4更新语句UPDATE

8.2.5删除记录语句DELETE

8.3SQLite数据库简介

8.3.1SQLite数据库

8.3.2SQLite3的数据类型

8.3.3SQLite3的函数

8.3.4SQLite3的模块

8.4Python的SQLite3数据库编程

8.4.1访问数据库的步骤

8.4.2创建数据库和表

8.4.3数据库的插入、更新和删除操作

8.4.4数据库表的查询操作

8.4.5数据库使用实例

8.5Python数据库应用案例——智力问答游戏

8.6习题

第9章网络编程和多线程

9.1网络编程基础

9.1.1互联网TCP/IP协议

9.1.2IP协议

9.1.3TCP和UDP协议

9.1.4端口

9.1.5Socket

9.2TCP编程

9.2.1TCP客户端编程

9.2.2TCP服务器端编程

9.3UDP编程

9.4多线程编程

9.4.1进程和线程

9.4.2创建线程

9.4.3线程同步

9.4.4定时器Timer

9.5网络编程案例——Python在线聊天程序

9.5.1在线聊天程序服务器端

9.5.2在线聊天程序客户端

9.6习题

开发篇

第10章连连看游戏

10.1连连看游戏介绍

10.2程序设计的思路

10.3程序设计的步骤

第11章推箱子游戏

11.1推箱子游戏介绍

11.2程序设计的思路

11.3关键技术

11.4程序设计的步骤

第12章两人麻将游戏

12.1麻将游戏介绍

12.2两人麻将游戏设计的思路

12.2.1素材图片

12.2.2游戏逻辑实现

12.2.3碰吃牌判断

12.2.4和牌算法

12.2.5实现计算机智能出牌

12.3关键技术

12.3.1声音播放

12.3.2返回对应位置的组件

12.3.3对保存麻将牌的列表排序

12.4两人麻将游戏设计的步骤

12.4.1麻将牌类设计

12.4.2设计游戏主程序

第13章单机版五子棋

13.1单机版五子棋游戏简介

13.2五子棋设计思想

13.3关键技术

13.4程序设计的步骤

第14章网络五子棋

14.1网络五子棋游戏简介

14.2通信协议

14.3服务器端程序设计的步骤

14.4客户端程序设计的步骤

第15章扫雷游戏

15.1游戏介绍

15.2程序设计的思路

15.3关键技术

15.4程序设计的步骤

第16章中国象棋

16.1中国象棋介绍

16.2关键技术

16.3中国象棋设计思路

16.4中国象棋实现的步骤

第17章21点扑克牌游戏

17.121点扑克牌游戏介绍

17.2关键技术

17.3程序设计的步骤

第18章华容道游戏

18.1华容道游戏介绍

18.2华容道游戏设计思路

18.3程序设计的步骤

提高篇

第19章基于Pygame游戏设计

19.1Pygame基础知识

19.2Pygame的使用

19.2.1Pygame开发游戏的主要流程

19.2.2Pygame的图像图形绘制

19.2.3Pygame的键盘和鼠标事件的处理

19.2.4Pygame的字体使用

19.2.5Pygame的声音播放

19.2.6Pygame的ipipgo使用

19.3基于Pygame设计贪吃蛇游戏

19.4基于Pygame设计飞机大战游戏

19.4.1游戏角色

19.4.2游戏界面显示

19.4.3游戏逻辑实现

参考文献

部分内容试读

前言

自从20世纪90年代初Python语言诞生至今，它逐渐被广泛应用于处理系统管理任务和计算，是最受欢迎的程序设计语言之一。

编程是工程专业学生学习的重要内容。除此之外，学习编程还是了解计算机本质的方法之一。Python是新兴程序设计语言，是一种解释型、面向对象、动态数据类型的高级程序设计语言。Python语言简洁、易读、可扩展，在国外用Python做计算的研究机构日益增多。最近几年，随着社会需求逐渐增加，许多高校纷纷采用Python来教授程序设计课程。例如卡耐基梅隆大学的编程基础、麻省理工学院的计算机及编程导论就使用Python语言讲授。

本书作者都长期从事程序设计语言的教学与应用开发，在长期的工作实践中，积累了丰富的经验，了解学习编程需要什么样的书，如何才能提高Python开发能力，如何以最少的时间投入得到最快的实际应用。

本书基础篇包含第1~9章，主要讲解Python的基础知识、面向对象编程基础、Tkinter图形界面设计、网络编程和多线程、Python数据库应用等知识，每章最后都有应用本章知识点的游戏案例。开发篇含第10~18章，综合应用前面技术，开发经典的大家耳熟能详的游戏，比如“连连看”“推箱子”“中国象棋”“两人麻将”“扫雷游戏”“华容道”“网络五子棋”等。第19章为提高篇讲解基于Pygame游戏设计的基本知识，并应用Pygame开发贪吃蛇和飞机大战游戏案例。

本书特色

（1）Python程序设计涉及的范围非常广泛，本书内容编排并不求全、求深，而是考虑零基础读者的接受能力，语言语法介绍以够用、实用和应用为原则，选择Python中必备、实用的知识进行讲解。强化程序思维能力培养。

（2）游戏案例选取贴近生活，有助于提高学习兴趣。

（3）开发篇中每款游戏案例均提供详细的设计思路、关键技术分析以及具体的解决步骤方案。每一个游戏实例都是活的、实用的Python编程实例。

需要说明的是学习编程是一个实践的过程，而不仅仅是看书、看资料，亲自动手编写、调试程序才是至关重要的。通过实际的编程以及积极的思考，读者可以很快积累掌握许多宝贵的编程经验，这些经验对开发者尤其显得不可或缺。

本书由中原工学院夏敏捷和杨关主持编写。杨关（中原工学院）编写第1、2章，张慎武（中原工学院）编写第3、11章,

孔梦荣（中原工学院）编写第4章，王琳（中原工学院）编写第5章，宋宝卫（郑州轻工业学院）编写第6、7章，周雪燕（中原工学院）编写第8章，王诤（中原工学院）编写第9、10章，张锦歌（河南工业大学）编写第12章，高丽平（中原工学院）编写第15、16章，张慧档（河南工业大学）编写第19章，其余章节由夏敏捷编写。在本书的编写过程中，为确保内容的正确性，参阅了很多资料，并且得到了中原工学院计算机学院郑秋生教授和资深Web程序员的支持，在此谨向他们表示衷心的感谢。本书的学习资源可在清华大学出版社网站本书页面下载。

由于编者水平有限，书中难免有错，敬请广大读者批评指正，在此表示感谢。愿意与作者进行交流的读者请与作者联系，E�瞞ail：xmj@zut.edu.cn。

夏敏捷

2017年1月

关于此书评价

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书摘内容

第3章

Python控制语句

对于Python程序中的执行语句，默认时是按照书写顺序依次执行的，这时称这样的语句是顺序结构的。但是，仅有顺序结构还是不够的，因为有时候需要根据特定的情况，有选择地执行某些语句，这时就需要一种选择结构的语句。另外，有时候还可以在给定条件下往复执行某些语句，这时称这些语句是循环结构的。有了这三种基本的结构，就能够构建任意复杂的程序了。

3.1选择结构

三种基本程序结构中的选择结构，可用if语句、if…else语句和if…elif…else语句实现。

3.1.1if语句

Python的if语句的功能跟其他语言的非常相似，都是用来判定给出的条件是否满足，然后根据判断的结果(即真或假)决定是否执行给出的操作。if语句是一种单选结构，它选择的是做与不做。它是由三部分组成：关键字if本身、测试条件真假的表达式(简称为条件表达式)和表达式结果为真(即表达式的值为非零)时要执行的代码。if语句的语法形式如下所示：

if表达式：

语句1

图3��1选择结构

if语句的流程图如图3��1所示。

if语句的表达式用于判断条件，可以用>(大于)、=(大于等于)、<=(小于等于)来表示其关系。

现在用一个示例程序来演示一下if语句的用法。程序很简单，只要用户输入一个整数，如果这个数字大于6，那么就输出一行字符串；否则，直接退出程序。代码如下所示：

#比较输入的整数是否大于6

a=input(“请输入一个整数：”)#取得一个字符串

a=int(a)#将字符串转换为整数

ifa>6:

print(a,”大于6″)

通常，一个程序都会有输入/输出，这样可以与用户进行交互。用户输入一些信息，你会对他输入的内容进行一些适当的操作，然后再输出给用户想要的结果。Python的输入/输出，可以用input进行输入，print进行输出，这些都是简单的控制台输入/输出，复杂的有处理文件等。

3.1.2if…else语句

上面的if语句是一种单选结构，也就是说，如果条件为真(即表达式的值为非零)，那么执行指定的操作；否则就会跳过该操作。而if…else语句是一种双选结构，在两种备选行动中选择哪一个的问题。if…else语句由五部分组成：关键字if、测试条件真假的表达式、表达式结果为真(即表达式的值为非零)时要执行的代码，以及关键字else和表达式结果为假(即表达式的值为零)时要执行的代码。if…else语句的语法形式如下所示：

if表达式：

语句1

else：

语句2

图3��2选择结构

if…else语句的示意图如图3��2所示。

下面对上面的示例程序进行修改，以演示if…else语句的使用方法。程序很简单，只要用户输入一个整数，如果这个数字大于6，那么就输出一行信息，指出输入的数字大于6；否则，输出另一行字符串，指出输入的数字小于等于6。代码如下所示：

a=input(“请输入一个整数：”)#取得一个字符串

a=int(a)#将字符串转换为整数

ifa>6:

print(a,”大于6″)

else

print(a,”小于等于6″)

【例3��1】任意输入三个数字，按从小到大顺序输出。

x=input(‘x=’)#输入x

y=input(‘y=’)#输入y

z=input(‘z=’)#输入z

ifx>y:

x,y=y,x#x,y互换

ifx>z:

x,z=z,x#x,z互换

ify>z:

y,z=z,y#y,z互换

print(x,y,z)

假如x、y、z分别输入1、4、3，以上代码执行输出结果：

x=1

y=4

z=3

134

3.1.3if…elif…else语句

有时候，需要在多组动作中选择一组执行，这时就会用到多选结构，对于Python语言来说就是if…elif…else语句。该语句可以利用一系列条件表达式进行检查，并在某个表达式为真的情况下执行相应的代码。需要注意的是，虽然if…elif…else语句的备选动作较多，但是有且只有一组动作被执行，该语句的语法形式如下所示：

if表达式1：

语句1

elif表达式2：

语句2

��

elif表达式n：

语句n

else：

语句n+1

注意，最后一个elif子句之后的else子句没有进行条件判断，它实际上处理跟前面所有条件都不匹配的情况，所以else子句必须放在最后。if…elif…else语句的示意图如图3��3所示。

图3��3if…elif…else语句的流程图

下面继续对上面的示例程序进行修改，以演示if…elif…else语句的使用方法。我们还是要用户输入一个整数，如果这个数字大于6，那么就输出一行信息，指出输入的数字大于6；如果这个数字小于6，则输出另一行字符串，指出输入的数字小于6；否则，指出输入的数字等于6。具体的代码如下所示：

a=input(“请输入一个整数：”)#取得一个字符串

a=int(a)#将字符串转换为整数

ifa>6:

print(a,”大于6″)

elifa==6:

print(a,”等于于6″)

else：

print(a,”小于6″)

【例3��2】输入学生的成绩score，按分数输出其等级：score≥90为优，90>score≥80为良，80>score≥70为中等，70>score≥60为及格，score<60为不及格。

score=int(input(“请输入成绩”))#int()转换字符串为整型

ifscore>=90:

print(“优”)

elifscore>=80:

print(“良”)

elifscore>=70:

print(“中”)

elifscore>=60:

print(“及格”)

else:

print(“不及格”)

说明：三种选择语句中，条件表达式都是必不可少的组成部分。当条件表达式的值为零时，表示条件为假；当条件表达式的值为非零时，表示条件为真。那么哪些表达式可以作为条件表达式呢？基本上，最常用的是关系表达式和逻辑表达式，例如：

ifa==xandb==y:

print(“a=x,b=y”)

除此之外，条件表达式可以是任何数值类型表达式，甚至字符串也可以，例如：

if’a’:#’abc’:也可以

print(“a=x,b=y”)

另外，C语言是用花括号{}来区分语句体，但是Python的语句体是用缩进形式来表示的，如果缩进不正确，会导致逻辑错误。

3.1.4pass语句

Python提供了一个关键字“pass”，类似于空语句，可以用在类和函数的定义中或者选择结构中。当暂时没有确定如何实现功能，或者为以后的软件升级预留空间，或者其他类型功能时，可以使用该关键字来“占位”。例如下面的代码是合法：

ifa

pass#什么操作也不做

else:

z=a

classA:#类的定义

pass

defdemo():#函数的定义

pass

3.2循环结构

程序在一般情况下是按顺序执行的。编程语言提供了各种控制结构，允许更复杂的执行路径。循环语句允许执行一个语句或语句组多次，Python提供了for循环和while循环(在Python中没有do…while循环)。

3.2.1while语句

Python编程中while语句用于循环执行程序，即在某条件下，循环执行某段程序，以处理需要重复处理的相同任务。其基本形式为：

while判断条件：

执行语句

执行语句可以是单个语句或语句块。判断条件可以是任何表达式，任何非零、或非空(null)的值均为True。当判断条件为假false时，循环结束。例如：

count=0

whilecount<9:

print(‘Thecountis:’,count)

count=count+1

print(“Goodbye!”)

以上代码执行输出结果：

Thecountis:0

Thecountis:1

Thecountis:2

Thecountis:3

Thecountis:4

Thecountis:5

Thecountis:6

Thecountis:7

Thecountis:8

Goodbye!

此外while语句“判断条件”还可以是个常值，表示循环必定成立。例如：

count=0

while1:#判断条件是个常值1

print(‘Thecountis:’,count)

count=count+1

print(“Goodbye!”)

这样就形成无限循环，可以借助后面学习的break语句结束循环。

【例3��3】输入两个正整数，求它们的最大公约数。

分析：求最大公约数可以用“辗转相除法”，方法如下：

(1)比较两数，并使m大于n。

(2)将m作被除数，n作除数，相除后余数为r。

(3)循环判断r，若r=0，则n为最大公约数，结束循环。若r≠0，执行步骤m←n，n←r；将m作被除数，n作除数，相除后余数为r。

……

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