PYTHON语言程序设计（基础篇）（英文版·原书第3版）

本书旨在采用以基础为先的教学方法，帮助学生在更广泛的情境中学习问题解决思路和程序设计方法，从而创建高效、优雅的代码，适用于Python程序设计和数据结构入门课程。书中首先介绍选择、循环和函数等基本编程概念和技巧，然后才引入自定义类。本书还配有不同难度的问题和练习，涵盖有趣的应用领域，以激发灵感，激励学生学习。第3版新增了数据结构主题，内容、示例和练习均与主流趋势保持同步。

本书中文版分为基础篇和进阶篇，基础篇对应原书的第1~14章，进阶篇对应原书的第15~23章，便于教师按需选择教材。

本书特色

以问题驱动、基础为先的方法进行介绍，侧重于问题解决思路，而非语法。

从基础开始，循序渐进地讲解，先教授基本概念和技巧，再引入自定义类。

涵盖从基础到面向对象程序设计，从简单函数到STL，再到简单数据类型和经典结构的广泛主题。

编程练习按难度分组，为学生提供大量实践和应用技能的机会。

书中有丰富的来自各个领域的例子和问题，为学习概念提供了有趣的背景。

采用灵活的章节顺序，允许教师跳过或稍后处理图形内容。

本书首先介绍Python基础知识，在带领读者编写自定义类之前，先介绍关于选择结构、循环结构和函数的基本编程概念和技术。然后介绍如何使用Python解决问题。不同难度的练习和问题涵盖了多个有趣的应用领域。本书包含大量练习题，指导读者创建高效、优雅的代码，在实践中掌握编程技巧。第3版新增了关于数据结构的内容，并更新了大量示例和练习。

（美）梁勇，佐治亚南方大学计算机科学系荣休教授。之前曾是普渡大学计算机科学系副教授，并曾两次获得普渡大学卓越研究奖。他撰写了30多本著作，其中程序设计类教材在世界各地得到广泛使用。

第1章计算机、程序和Python简介1

1.1概述1

1.2什么是计算机2

1.3程序设计语言7

1.4操作系统10

1.5Python的发展历史12

1.6Python入门13

1.7程序设计风格和文档18

1.8程序设计错误19

1.9图形程序设计入门21

第2章程序设计初步33

2.1概述34

2.2编写一个简单的程序34

2.3从控制台读取输入36

2.4标识符39

2.5变量、赋值语句和表达式40

2.6同时赋值43

2.7命名常量43

2.8数值数据类型和运算符44

2.9案例研究：零钱兑换48

2.10表达式求值以及运算符优先级50

2.11复合赋值运算符51

2.12类型转换和数值舍入53

2.13案例研究：显示当前时间55

2.14软件开发过程57

2.15案例研究：计算距离61

第3章选择结构77

3.1概述78

3.2布尔类型、布尔值和布尔表达式78

3.3生成随机数80

3.4if语句82

3.5双分支if-else语句84

3.6嵌套的if语句和多分支if-elif-else语句87

3.7选择语句中的常见错误90

3.8案例研究：计算体重指数91

3.9案例研究：计算个人所得税93

3.10逻辑运算符96

3.11案例研究：判断闰年100

3.12案例研究：彩票抽奖101

3.13条件表达式103

3.14Python3.10版本中的match-case语句104

3.15运算符优先级和结合性106

3.16检测目标的位置108

第4章数学函数、字符串和对象129

4.1概述130

4.2常用的Python函数130

4.3字符串和字符137

4.4案例研究：使用字符串改进彩票抽奖程序149

4.5对象和方法简介150

4.6字符串方法152

4.7案例研究158

4.8格式化数值和字符串161

4.9绘制各种不同类型的形状168

4.10使用颜色和字体进行绘制171

第5章循环结构187

5.1概述187

5.2while循环188

5.3案例研究：猜数游戏192

5.4循环设计策略195

5.5使用用户确认和哨兵值控制循环196

5.6for循环199

5.7嵌套循环201

5.8最小化数值误差202

5.9案例研究204

5.10关键字break和continue209

5.11案例研究：测试回文212

5.12案例研究：显示素数214

5.13案例研究：随机游走216

第6章函数236

6.1概述237

6.2定义函数238

6.3调用函数239

6.4返回值的函数和不返回值的函数243

6.5位置参数和关键字参数247

6.6按引用值传递参数247

6.7模块化编码249

6.8变量的作用域252

6.9默认参数255

6.10返回多个值256

6.11案例研究：随机生成ASCII字符257

6.12案例研究：十六进制转换为十进制259

6.13案例研究：函数抽象和逐步求精262

6.14案例研究：可重用的图形函数268

第7章列表293

7.1概述294

7.2列表基础294

7.3案例研究：分析数值307

7.4案例研究：一副扑克牌308

7.5复制列表311

7.6将列表传递给函数312

7.7从函数中返回列表315

7.8案例研究：统计每个字母出现的次数316

7.9列表查找318

7.10列表排序323

第8章多维列表341

8.1概述341

8.2处理二维列表342

8.3将二维列表传递给函数345

8.4问题：对单项选择题进行评分346

8.5问题：寻找距离最近的点对347

8.6问题：数独游戏350

8.7多维列表354

第9章对象和类381

9.1概述382

9.2定义对象的类382

9.3UML类设计390

9.4使用Python库中的类：datetime类393

9.5不可变对象与可变对象394

9.6隐藏数据字段395

9.7类的抽象和封装398

9.8面向对象的程序设计思维402

9.9运算符重载和特殊方法404

9.10案例研究：Rational类407

第10章基于Tkinter的GUI编程基础425

10.1概述426

10.2Tkinter入门426

10.3处理事件429

10.4组件类430

10.5Canvas435

10.6几何图形管理器438

10.7案例研究：贷款计算器442

10.8案例研究：数独GUI443

10.9显示图像445

10.10案例研究：扑克牌GUI446

第11章基于Tkinter的GUI高级编程457

11.1概述457

11.2组合框458

11.3菜单459

11.4弹出菜单461

11.5鼠标事件、键盘事件和事件绑定463

11.6案例研究：查找距离最近的点对468

11.7动画469

11.8案例研究：弹跳的小球472

11.9滚动条475

11.10标准对话框476

第12章继承和多态性486

12.1概述486

12.2超类和子类487

12.3重写方法493

12.4object类494

12.5多态性和动态绑定495

12.6isinstance函数497

12.7案例研究：可重用的时钟499

12.8类关系503

12.9案例研究：设计Course类506

12.10案例研究：设计一个用于栈的类508

12.11案例研究：FigureCanvas类510

第13章文件和异常处理529

13.1概述530

13.2文本输入和输出530

13.3文件对话框541

13.4案例研究：统计一个文件中的字符数544

13.5从网上读取数据546

13.6异常处理547

13.7抛出异常551

13.8使用异常类处理异常553

13.9定义自定义异常类554

13.10案例研究：网络爬虫557

13.11使用pickle执行二进制输入和输出559

13.12案例研究：地址簿561

第14章元组、集合和字典570

14.1概述571

14.2元组571

14.3集合574

14.4比较集合和列表的性能580

14.5案例研究：统计关键字582

14.6字典583

14.7案例研究：单词出现的次数588

附录APython关键字596

附录BASCII字符集597

附录C数制系统599

附录D命令行参数604

附录E正则表达式607

附录F位运算操作614

附录G大O表示法、大Ω表示法和大Θ表示法615

附录H运算符的优先顺序表617