AIGC高效编程：PYTHON从入门到高手

"《AIGC高效编程：Python从入门到高手》是专为零基础读者打造的 Python 编程基础书籍，融合人工智能助手“通义灵码”的强大编码能力，帮助开发者轻松、高效地掌握 Python 编程技能。
本书共 20章，包含基础语法、面向对象编程、高级语法、可视化技术、数据库技术、爬虫技术、网站开发、机器学习等内容，内容循序渐进，覆盖了Python从语法基础到进阶技巧的完整体系。与此同时，书中创新性地引入“通义灵码”的实践讲解与配置指导，手把手教读者安装并使用 AI助手进行智能补全、代码分析与调试，让AI真正成为你的学习伙伴与开发利器。
本书围绕关键知识模块展开，采用“知识导入→基础讲解一实战案例开发→通义灵码辅助优化”的结构，辅以典型代码讲解与 AI提示操作，帮助读者快速建立编程思维，体验 AI+代码协作带来的学习跃迁。
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朱博，西北大学计算机硕士，研究方向为计算机视觉。拥有丰富的大数据分析、机器学习、人工智能以及应用开发实战经验。作为第一作者获得省级比赛荣誉二十余项、国家级比赛荣誉十余项。获2024华为开发者卓越价值贡献奖，阿里云签约作者、华为云人工智能论坛版主。著有《ArkTS鸿蒙应用开发入门到实战》、热销专栏[Python超入门指南]作者，致力于技术落地与知识传播。

目录
第 1章 Python 简介 1
1.1 AI 助手赋能开发者快速学习指南 1
1.2 Python 语言概述及应用领域 1
1.2.1 Python 的起源与发展 1
1.2.2 Python 的主要特点 2
1.2.3 Python 的应用领域 3
1.3 通义灵码概述 4
1.3.1 通义灵码简介 4
1.3.2 通义灵码的核心功能 4
1.4 环境搭建与 AI 编码工具安装 6
1.4.1 Python 的下载与安装 6
1.4.2 选择 IDE（PyCharm、VS Code） 8
1.4.3 配置 IDE 进行 Python 开发 8
1.4.4 通义灵码的安装和登录指南 10
1.5 智能编码助手使用配置指南 12
1.5.1 插件配置 13
1.5.2 网络代理配置 16
1.6 习题 17
第 2章 基础语法 18
2.1 语法规范 18
2.1.1 注释规则 18
2.1.2 代码缩进与格式化规范 19
2.1.3 编码规范及 PEP8 标准 20
2.2 基本语法与变量 21
2.2.1 保留字与标识符 21
2.2.2 变量类型与类型推导 22
2.2.3 常量与变量的区别 23
2.3 基本数据类型 24
2.3.1 数字类型 24
2.3.2 字符串类型 26
2.3.3 布尔类型 28
2.3.4 数据类型转换 28
2.4 运算符 30
2.4.1 算术运算符 30
2.4.2 比较运算符 33
2.4.3 逻辑运算符 34
2.4.4 位运算符 35
2.4.5 赋值运算符 37
2.5 习题 39
第 3 章 控制流 40
3.1 条件语句 40
3.1.1 if 语句 40
3.1.2 else 语句 41
3.1.3 elif 语句 41
3.1.4 嵌套条件语句 43
3.2 循环结构 45
3.2.1 for 循环 45
3.2.2 while 循环 47
3.2.3 break 与 continue 语句 48
3.3 控制流语句中的性能优化 49
3.3.1 优化嵌套循环与条件判断 49
3.3.2 使用 else 和 elif 优化条件判断 51
3.3.3 优化循环中的条件判断 51
3.4 冒泡排序 51
3.4.1 冒泡排序算法介绍 52
3.4.2 冒泡排序的实现 53
3.4.3 冒泡排序改进 53
3.5 习题 56
第 4章 字符串操作 58
4.1 字符串概述 58
4.1.1 什么是字符串 58
4.1.2 字符串的特点 58
4.2 字符串的输入与输出 59
4.2.1 使用 input() 获取字符串输入 59
4.2.2 使用 print()输出字符串 59
4.3 字符串的索引与切片 61
4.3.1 字符串的索引 61
4.3.2 字符串的切片 62
4.4 字符串的遍历与操作 63
4.4.1 遍历字符串 63
4.4.2 常见字符串操作 64
4.5 习题 67
第 5章 列表操作 68
5.1 列表概述 68
5.1.1 什么是列表 68
5.1.2 列表的特点 68
5.2 列表的创建与访问 69
5.2.1 创建列表 69
5.2.2 访问列表元素 70
5.3 列表的遍历与操作 72
5.3.1 修改列表元素 72
5.3.2 列表的增删操作 72
5.3.3 列表的排序与反转 73
5.3.4 使用 for 循环遍历列表 73
5.3.5 使用列表推导式 74
5.4 列表的嵌套与多维列表 78
5.4.1 列表嵌套的概念 78
5.4.2 多维列表的创建与访问 78
5.4.3 嵌套列表的遍历与操作 79
5.5 习题 84
第 6章 元组操作 85
6.1 元组概述 85
6.1.1 什么是元组 85
6.1.2 元组与列表的区别 85
6.2 元组的创建与访问 86
6.2.1 创建元组 86
6.2.2 访问元组元素 86
6.2.3 使用索引与切片访问元组 86
6.3 元组的操作 87
6.3.1 元组的连接与重复 88
6.3.2 元组的解包与赋值 88
6.4 列表与元组的性能比较 89
6.4.1 列表与元组的内存使用对比 90
6.4.2 列表与元组的操作速度对比 90
6.4.3 高效数据结构选择 93
6.5 习题 94
第 7章 字典操作 95
7.1 字典概述 95
7.1.1 字典的特点 95
7.1.2 字典的应用场景 96
7.1.3 字典与列表、元组的区别 96
7.2 字典的创建与访问 97
7.2.1 创建字典 97
7.2.2 访问字典的元素 98
7.2.3 嵌套字典的创建与访问 98
7.3 字典的增、删、改 100
7.3.1 增加字典元素 100
7.3.2 修改字典元素 100
7.3.3 删除字典元素 101
7.4 字典的查找与统计 102
7.4.1 查找键是否存在 102
7.4.2 获取字典的所有键、值和键值对 103
7.4.3 字典的统计与分析 104
7.5 字典的操作与遍历 108
7.5.1 遍历字典 108
7.5.2 字典的合并 109
7.5.3 字典的深复制与浅复制 109
7.5.4 字典的排序与反转 110
7.6 习题 112
第 8章 函数定义 113
8.1 函数概述 113
8.1.1 什么是函数 113
8.1.2 函数与代码复用 113
8.2 函数的定义与调用 114
8.2.1 定义函数 114
8.2.2 调用函数 114
8.2.3 函数的多次调用与递归调用 115
8.3 函数的参数 118
8.3.1 位置参数与关键字参数 118
8.3.2 默认参数 118
8.3.3 可变参数 119
8.3.4 参数传递的方式 120
8.4 函数的返回值 123
8.4.1 返回值 123
8.4.2 返回函数 123
8.4.3 无返回值与 None 125
8.5 习题 128
第 9章 面向对象编程 129
9.1 面向对象编程概述 129
9.1.1 面向对象的基本概念 129
9.1.2 面向对象编程的优势 130
9.2 类的定义与使用 130
9.2.1 类的基本定义 130
9.2.2 类的实例化 130
9.2.3 类的实例属性与方法 131
9.3 类的继承与多态 134
9.3.1 继承的基本概念 135
9.3.2 重写与方法重载 135
9.3.3 多态的实现 136
9.4 类的封装与抽象 141
9.4.1 封装的概念与实现 141
9.4.2 抽象类与抽象方法 142
9.4.3 封装与抽象的实践 143
9.5 习题 146
第 10 章 高级语法 147
10.1 模块与包 147
10.1.1 模块的概念与创建 147
10.1.2 包的概念与创建 148
10.2 异常处理 151
10.2.1 异常处理的基本概念 151
10.2.2 自定义异常 153
10.3 生成器与迭代器 156
10.3.1 迭代器的概念与使用 156
10.3.2 生成器的概念与实现 157
10.3.3 生成器的应用与性能优化 158
10.4 上下文管理器 161
10.4.1 上下文管理器的概念 161
10.4.2 自定义上下文管理器 162
10.4.3 上下文管理器的应用场景 163
10.5 习题 165
第 11 章 并发与并行 166
11.1 并发与并行编程基础 166
11.1.1 并发与并行的区别 166
11.1.2 多线程与多进程 167
11.2 线程与多线程编程 168
11.2.1 threading 模块简介 169
11.2.2 线程同步与线程安全 169
11.3 进程与多进程编程 171
11.3.1 multiprocessing 模块简介 172
11.3.2 进程的创建与通信 172
11.3.3 进程池与任务分配 173
11.4 异步编程与协程 175
11.4.1 asyncio 模块介绍 175
11.4.2 async 和 await 关键字 175
11.4.3 事件循环与任务管理 176
11.5 习题 178
第 12 章 网络编程 180
12.1 文件处理基础 180
12.1.1 文件的概念与文件系统 180
12.1.2 文件的打开与关闭 180
12.1.3 文件的读取与写入操作 182
12.2 网络编程基础 184
12.2.1 网络编程的概念 184
12.2.2 套接字与连接管理 185
12.2.3 异常处理与错误管理 187
12.3 传输层服务 190
12.3.1 传输层协议概述 190
12.3.2 TCP/IP 协议的原理 191
12.3.3 UDP 协议的原理 193
12.4 习题 193
第 13 章 正则表达式 195
13.1 正则表达式入门 195
13.1.1 基本概念 195
13.1.2 常用元字符与匹配规则 195
13.2 正则表达式语法详解 196
13.2.1 量词 196
13.2.2 分组、捕获与断言技巧 197
13.3 re 模块实用技巧 198
13.3.1 re 模块常用函数 198
13.3.2 匹配对象与编译优化 199
13.4 正则表达式最佳实践 201
13.4.1 常见模式示例 202
13.4.2 性能优化与调试建议 202
13.5 习题 203
第 14 章 可视化技术 205
14.1 Python 可视化基础 205
14.1.1 可视化的概念与重要性 205
14.1.2 常用的 Python 可视化库 206
14.2 使用 Matplotlib 进行基本绘图 206
14.2.1 折线图 206
14.2.2 柱状图与散点图 207
14.2.3 设置图形属性与样式 209
14.3 使用 Seaborn 进行高级可视化 214
14.3.1 绘制统计图表 215
14.3.2 热力图与关联图 217
14.4 可视化优化与交互性 220
14.4.1 图表优化与美化 220
14.4.2 添加交互功能 223
14.5 习题 225
第 15 章 数据库技术 227
15.1 MySQL 数据库概述 227
15.2 Python 连接 MySQL 数据库 227
15.3 MySQL 数据库基本操作 228
15.3.1 创建数据库与数据表 228
15.3.2 插入数据 229
15.3.3 查询数据 230
15.3.4 更新与删除数据 230
15.4 数据库事务与错误处理 233
15.4.1 事务的概念与控制 233
15.4.2 错误处理与异常捕获 234
15.5 习题 235
第 16 章 爬虫技术 237
16.1 爬虫基础概念 237
16.1.1 爬虫的定义与应用 237
16.1.2 爬虫工作流程 238
16.1.3 法律与道德问题 239
16.2 网络请求与数据抓取 239
16.2.1 HTTP 协议基础 239
16.2.2 数据抓取 240
16.2.3 解析数据 241
16.3 爬虫实战 242
16.3.1 解析网页结构 242
16.3.2 获取网页内容 243
16.3.3 提取电影信息 244
16.3.4 数据存储与输出结果展示 246
16.4 习题 249
第 17 章 Web 框架开发 250
17.1 Flask 概述 250
17.2 环境搭建与项目创建 250
17.3 Flask 请求与响应 251
17.3.1 请求对象与请求数据 251
17.3.2 响应对象与响应数据 252
17.4 Flask 数据库操作 253
17.4.1 Flask 连接数据库 253
17.4.2 增、删、改、查操作 254
17.5 习题 259
第 18 章 实时聊天应用系统 260
18.1 项目介绍 260
18.2 数据库设计 260
18.3 用户管理 262
18.3.1 注册功能 262
18.3.2 登录功能 263
18.4 实时聊天 265
18.5 习题 267
第 19 章 机器学习 269
19.1 机器学习概述 269
19.1.1 机器学习的定义与发展 269
19.1.2 机器学习算法简介 269
19.2 机器学习工具与库 270
19.2.1 数据预处理 271
19.2.2 数据清洗与缺失值处理 272
19.2.3 特征选择与特征提取 272
19.3 监督学习 274
19.3.1 回归问题 274
19.3.2 分类问题 277
19.4 无监督学习 279
19.4.1 聚类算法 279
19.4.2 降维算法 280
19.5 习题 283
第 20 章 机器学习项目实战 284
20.1 预测泰坦尼克号乘客生还率 284
20.1.1 项目背景与目标 284
20.1.2 项目环境与工具准备 284
20.1.3 数据预处理 285
20.1.4 探索性分析 286
20.1.5 预测模型 288
20.2 MNIST 手写数字识别 290
20.2.1 项目概述 290
20.2.2 项目实现 291
20.2.3 运行模型 293
20.2.4 结果说明 293
20.3 天气预测系统 294
20.3.1 数据准备 294
20.3.2 模型构建 295
20.3.3 训练和预测 296
20.3.4 可视化与结果 297
20.4 习题 299