这本Python程序设计与算法基础教程（21世纪高等学校计算机专业实用规划教材）图书，是2017-05-01月由清华大学出版社所出版的，著作者信息： 江红，余青松 编，本版是第1次印刷， ISBN：9787302466833，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399，字数有64万8000字， 是本值得推荐的Python软件开发图书。

此书内容摘要

本教程集教材、练习册、上机指导于一体，基于Windows 10和Python 3.5.2构建Python开发平台，阐述Python语言的基础知识，以及使用Python语言的实际开发应用实例，具体内容包括：Python概述、Python语言基础、程序流程控制、常用内置数据类型、系列数据类型、输入和输出、错误和异常处理、函数、类和对象、模块和客户端、算法与数据结构基础、图形用户界面、图形绘制、数值日期和时间处理、字符串和文本处理、文件、数据库访问、网络和Web编程、多线程编程以及系统管理等。
本教程作者结合多年的程序设计、系统开发以及授课经验，由浅入深、循序渐进地介绍Python程序设计语言，让读者能够较为系统全面地掌握程序设计的理论和应用。
本教程可以作为高等学校各专业的计算机程序设计教材，同时也可作为广大程序设计开发者、爱好者的自学参考书。

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本教程集“教材、练习册、上机指导”于一体，基于Windows 10和Python 3.5.2构建Python开发平台，阐述Python语言的基础知识，以及使用Python语言的实际开发应用实例，具体内容包括：Python概述、Python语言基础、程序流程控制、常用内置数据类型、系列数据类型、输入和输出、错误和异常处理、函数、类和对象、模块和客户端、算法与数据结构基础、图形用户界面、图形绘制、数值日期和时间处理、字符串和文本处理、文件、数据库访问、网络和Web编程、多线程编程以及系统管理等。

Python程序设计与算法基础教程（21世纪高等学校计算机专业实用规划教材）图书的目录

第1章 Python概述 1
1.1 Python语言概述 1
1.1.1 Python语言简介 1
1.1.2 Python语言的特点 1
1.1.3 Python语言的应用范围 2
1.2 Python语言版本和开发环境 2
1.2.1 Python语言的版本 2
1.2.2 Python语言的实现 2
1.2.3 Python语言的集成开发环境 3
1.3 下载和安装Python 3
1.3.1 下载Python 3
1.3.2 安装Python 4
1.3.3 安装和管理Python扩展包 4
1.4 使用Python解释器解释执行Python程序 6
1.4.1 运行Python解释器 6
1.4.2 运行Python集成开发环境 7
1.5 使用文本编辑器和命令行编写和执行Python源文件程序 8
1.5.1 编写Hello World程序 9
1.5.2 Hello World程序（hello.py）源代码分析 10
1.5.3 运行Python源代码程序 10
1.5.4 命令行参数 11
1.6 使用集成开发环境IDLE编写和执行Python源文件程序 12
1.6.1 使用IDLE编写程序 12
1.6.2 使用IDLE编辑程序 13
1.7 在线帮助和相关资源 13
1.7.1 Python交互式帮助系统 13
1.7.2 Python文档 16
1.7.3 Python官网 17
1.7.4 Python扩展库索引（PyPI） 17
复习题 18
上机实践 19
第2章 Python语言基础 20
2.1 Python程序概述 20
2.1.1 引例 20
2.1.2 Python程序构成 20
2.2 Python对象和引用 21
2.2.1 Python对象概述 21
2.2.2 使用字面量创建实例对象 21
2.2.3 使用类对象创建实例对象 22
2.2.4 数据类型 22
2.2.5 变量和对象的引用 22
2.2.6 Python是动态类型语言 23
2.2.7 Python是强类型语言 24
2.2.8 对象内存示意图 24
2.2.9 对象的值比较（==）和引用判别（is） 25
2.2.10 不可变对象（immutable）和可变对象（mutable） 25
2.3 标识符及其命名规则 26
2.3.1 标识符 26
2.3.2 保留关键字 27
2.3.3 Python预定义标识符 27
2.3.4 命名规则 27
2.4 变量和赋值语句 28
2.4.1 变量的声明和赋值 28
2.4.2 链式赋值语句 28
2.4.3 复合赋值语句 29
2.4.4 删除变量 29
2.4.5 系列解包赋值 29
2.4.6 常量 30
2.5 表达式和运算符 30
2.5.1 表达式的组成 30
2.5.2 表达式的书写规则 31
2.5.3 运算符概述 31
2.5.4 Python运算符及其优先级 31
2.6 语句 32
2.6.1 Python语句 32
2.6.2 Python语句的书写规则 33
2.6.3 复合语句及其缩进书写规则 33
2.6.4 注释语句 34
2.6.5 空语句pass 34
2.7 函数和模块 34
2.7.1 函数的创建和调用 34
2.7.2 内置函数 35
2.7.3 模块函数 35
2.7.4 函数API 36
2.8 类和对象 36
2.8.1 创建类对象 36
2.8.2 实例对象的创建和调用 37
2.9 模块和包 37
复习题 37
上机实践 39
第3章 程序流程控制 41
3.1 顺序结构 41
3.2 选择结构 41
3.2.1 分支结构的形式 42
3.2.2 单分支结构 42
3.2.3 双分支结构 43
3.2.4 多分支结构 44
3.2.5 if语句的嵌套 45
3.2.6 if语句典型示例代码 46
3.2.7 选择结构综合举例 47
3.3 循环结构 48
3.3.1 可迭代对象 48
3.3.2 range对象 49
3.3.3 for循环 49
3.3.4 while循环 50
3.3.5 循环的嵌套 51
3.3.6 break语句 52
3.3.7 continue语句 53
3.3.8 死循环（无限循环） 54
3.3.9 else子句 55
3.3.10 循环语句典型示例代码 55
3.3.11 循环结构综合举例 56
复习题 57
上机实践 60
第4章 常用内置数据类型 64
4.1 Python内置数据类型概述 64
4.1.1 数值数据类型 64
4.1.2 序列数据类型 64
4.1.3 集合数据类型 65
4.1.4 字典数据类型 65
4.1.5 暂无.Type、NotImplementedType和EllipsisType 65
4.1.6 其他数据类型 65
4.2 int数据类型（任意精度整数） 65
4.2.1 整型字面量 66
4.2.2 int对象 66
4.2.3 int对象的方法 66
4.2.4 整数的运算 67
4.3 float类型（有限精度浮点数） 68
4.3.1 浮点类型字面量 68
4.3.2 float对象 68
4.3.3 float对象的方法 68
4.3.4 浮点数的运算 69
4.4 complex类型（复数） 70
4.4.1 复数类型字面量 70
4.4.2 complex对象 70
4.4.3 complex对象属性和方法 70
4.4.4 复数的运算 70
4.5 bool数据类型（布尔逻辑值） 71
4.5.1 布尔值字面量 71
4.5.2 bool对象 71
4.5.3 逻辑运算符 72
4.6 str数据类型（字符串） 73
4.6.1 字符串字面量 73
4.6.2 字符串编码 73
4.6.3 转义字符 73
4.6.4 str对象 74
4.6.5 str对象属性和方法 74
4.6.6 字符串的运算 75
4.6.7 对象转换为字符串 75
4.6.8 字符串的格式化 75

部分内容试读

程序设计是大专院校计算机、电子信息、工商管理等相关专业的必修课程。Python语言是一种解释型、面向对象的计算机程序设计语言，广泛用于计算机程序设计教学语言、系统管理编程脚本语言、计算等，特别适用于快速的应用程序开发。Python编程语言广受开发者的喜爱，并被列入LAMP（Linux、Apache、MySQL以及Python/Perl/PHP），已经成为*受欢迎的程序设计语言之一。
本教程集教材、练习册、上机指导于一体，基于Windows 10和Python 3.5.2构建Python开发平台，通过大量的实例，由浅入深、循序渐进地阐述Python语言的基础知识，以及使用Python语言的实际开发应用实例。具体内容包括：Python概述、Python语言基础、程序流程控制、常用内置数据类型、系列数据类型、输入和输出、错误和异常处理、函数、类和对象、模块和客户端、算法与数据结构基础、图形用户界面、图形绘制、数值日期和时间处理、字符串和文本处理、文件、数据库访问、网络和Web编程、多线程编程以及系统管理等。
本教程各章节涉及的源程序代码和相关素材，以及供教师参考的教学电子文稿均可以通过清华大学出版社网站（www.tup.tsinghua.edu.cn）下载，也可以通过hjiang@cc.ecnu.edu.cn直接与作者联系。
本教程由华东师范大学江红和余青松共同编写。由于时间和编者学识有限，书中不足之处在所难免，敬请诸位同行、专家和读者指正。

编 者
2017年3月

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书摘内容

程序流程控制
Python程序中语句执行的顺序包括三种基本控制结构：顺序结构、选择结构、循环 结构。
3.1 顺 序 结 构
程序中语句执行的基本顺序按各语句出现位置的先后次序执行，称为顺序结构，参见图3-1。先执行语句块1，再执行语句块2，*后执行语句块3。三个语句块之间是顺序执行关系。
【例3.1】 顺序结构示例（area.py）：输入三角形三条边的边长（为简单起见，假设这三条边可以构成三角形），计算三角形的面积。提示：三角形面积，其中，a、b、c是三角形三边的边长，h是三角形周长的一半。

import math
a = float(input(“请输入三角形的边长a：”))
b = float(input(“请输入三角形的边长b：”))
c = float(input(“请输入三角形的边长c：”))
h = (a + b + c) / 2 #三角形周长的一半
area = math.sqrt(h*(h-a)*(h-b)*(h-c)); #三角形面积
print(str.format(“三角形三边分别为：a={0},b={1},c={2}”, a, b, c))
print(str.format(“三角形的面积 = {0}”, area))

程序运行结果如下。

请输入三角形的边长a：3
请输入三角形的边长b：4
请输入三角形的边长c：5
三角形三边分别为：a=3.0,b=4.0,c=5.0
三角形的面积 = 6.0
3.2 选 择 结 构
选择结构可以根据条件来控制代码的执行分支，也叫分支结构。Python使用if语句来实现分支结构。

3.2.1 分支结构的形式
分支结构包含多种形式：单分支、双分支和多分支，流程如图3-2(a)～图3-2(c)所示。

（a）单分支 （b）双分支 （c）多分支
图3-2 if语句的选择结构
3.2.2 单分支结构
if语句单分支结构的语法形式如下：

if (条件表达式):
语句/语句块

其中：
（1）条件表达式：可以是关系表达式、逻辑表达式、算术表达式等。
（2）语句/语句块：可以是单个语句，也可以是多个语句。多个语句的缩进必须对齐 一致。
当条件表达式的值为真（True）时，执行if后的语句（块），否则不做任何操作，控制将转到if语句的结束点。其流程如图3-2(a)所示。
条件表达式*后评价为bool值：True（真）或False（假）。Python评价方法如下：如果表达式的结果为：数值类型（0）、空字符串（” “）、空元组（()）、空列表（[ ]）、空字典（{ }），则其bool值为False（假）；否则其bool值为True（真）。例如，123、”abc”、(1,2)均为True。
【例3.2】 单分支结构示例（if_2desc.py）：输入两个数a和b，比较两者大小，使得a大于b。

a = int(input(“请输入第1个整数：”))
b = int(input(“请输入第2个整数：”))
print(str.format(“输入值：{0}, {1}”, a, b))
if (a < b):
t = a
a = b
b = t
print(str.format(“降序值：{0}, {1}”, a, b))

程序运行结果如下。

请输入第1个整数：23
请输入第2个整数：34
输入值：23, 34
降序值：34, 23
3.2.3 双分支结构
if语句双分支结构的语法形式如下：

if (条件表达式):
语句/语句块1
else:
语句/语句块2

当条件表达式的值为真（True）时，执行if后的语句（块）1，否则执行else后的语句（块）2，其流程如图3-2(b)所示。
Python提供了下列条件表达式，来实现等价于其他语言的三元条件运算符（(条件)?语句1:语句2）的功能：

条件为真时的值 if (条件表达式) else条件为真时的值

例如，如果x?0，则y=x，否则y=0，可以记述为：

y = x if (x >=0) else 0

【例3.3】 计算分段函数：

此分段函数有以下几种实现方式，请读者自行编程测试。
（1）利用单分支结构实现。
一句单分支语句：

y = math.sin(x) + 2 * math.sqrt(x + math.exp(4)) – math.pow(x + 1, 3)
if (x<0):
y = math.log(-5 * x) – math.fabs(x * x – 8 * x) / (7 * x) + math.e

或两句单分支语句：

if (x>=0):
y = math.sin(x) + 2 * math.sqrt(x + math.exp(4)) – math.pow(x + 1, 3)
if (x<0):
y = math.log(-5 * x) – math.fabs(x * x – 8 * x) / (7 * x) + math.e

（2）利用双分支结构实现。

if (x>=0):
y = math.sin(x) + 2 * math.sqrt(x + math.exp(4)) – math.pow(x + 1, 3)
else:
y = math.log(-5 * x) – math.fabs(x * x – 8 * x) / (7 * x) + math.e

（3）利用条件运算语句实现。

y = (math.sin(x) + 2 * math.sqrt(x + math.exp(4)) – math.pow(x + 1, 3)) if ((x>=0)) else
(math.log(-5 * x) – math.fabs(x * x – 8 * x) / (7 * x) + math.e)
3.2.4 多分支结构
if语句多分支结构的语法形式如下。

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