本書系統介紹了 Python 語言的主要語法特性，內容設計上注重實戰，針對具體知識點設計了簡單、易懂的應用案例，同時在每個章節最后設計了一個或多個實訓任務，每個實訓任務都會根據開發步驟詳細闡述編程實現過程。讀者可以結合具體的實訓任務，在編程實戰中快速掌握 Python 編程技術。本書共 14 章，其中第 1～7 章主要介紹 Python 的語法特性，包括 Python 語言概述、Python 語言基礎知識、程序控制結構、函數與模塊、組合數據類型、面向對象編程、文件操作；第 8～14 章主要介紹 Python在各個應用領域的實戰知識，包括網絡編程、網絡爬蟲、數據庫編程、數據分析、數據可視化、Pygame 游戲編程、AI 視覺應用——人臉識別。本書內容組織由淺入深，兼顧了 Python 語言的深度和廣度，既能滿足零基礎的初學者，也能滿足擁有較高編程目標的專業人員，同時適合作為各類高等院校計算機及相關專業學生的 Python 教材。
達內時代科技集團是國內知名的互聯網-IT教育培訓單位，是一站式互聯網人才基地，專注IT職業教育人才服務多年，擁有300多家培訓中心，幫助學員實現一地學習全國就業。本書為達內時代科技集團組織高校老師聯合寫作，王科飛為吉林工商學院老師，并為本書第一署名作者。
第 1 章 Python 語言概述 1
1.1 初識 Python 語言 1
1.1.1 Python 語言的發展歷程 1
1.1.2 Python 語言的特點 2
1.1.3 Python 語言的運行方式 3
1.2 Python 開發環境 4
1.2.1 安裝 Python 開發環境 5
1.2.2 了解常用的 Python IDE 10
1.2.3 安裝和使用 PyCharm 11
1.3 實訓任務——第一個 Python程序 17
1.3.1 任務描述 17
1.3.2 任務分析 17
1.3.3 任務實現 17
本章總結 21
作業與練習 22
第 2 章 Python 語言基礎知識 23
2.1 Python 程序的書寫規范 23
2.1.1 Python 的語句格式 23
2.1.2 Python 語句的縮進與代碼塊 25
2.1.3 Python 的注釋 26
2.2 Python 的數據類型和變量 27
2.2.1 簡單數據類型 27
2.2.2 組合數據類型 31
2.2.3 變量 32
2.3 標識符和關鍵字 34
2.3.1 標識符 34
2.3.2 關鍵字 34
2.4 Python 的運算符 35
2.4.1 算術運算符 35
2.4.2 比較運算符 36
2.4.3 邏輯運算符 37
2.4.4 賦值運算符 38
2.4.5 位運算符 39
2.4.6 運算符的優先級 40
2.5 實訓任務 1——數據交換 41
2.5.1 任務描述 41
2.5.2 任務分析 41
2.5.3 任務實現 42
2.6 實訓任務 2——時間換算 43
2.6.1 任務描述 43
2.6.2 任務分析 43
2.6.3 任務實現 44
2.7 實訓任務 3——簡單加密算法 44
2.7.1 任務描述 44
2.7.2 任務分析 45
2.7.3 任務實現 45
本章總結 46
作業與練習 46
第 3 章 程序控制結構 48
3.1 基本結構 48
3.1.1 程序流程圖 48
3.1.2 程序的基本結構 49
3.2 分支結構 50
3.2.1 單分支結構：if 語句 51
3.2.2 雙分支結構：if…else 語句 52
3.2.3 多分支結構：if…elif…else 語句 54
3.3 循環結構 56
3.3.1 遍歷循環：for 語句 57
3.3.2 條件循環：while 語句 58
3.3.3 循環嵌套 60
3.4 程序控制的其他語句 61
3.4.1 跳轉語句 61
3.4.2 pass 語句 62
3.4.3 循環結構中的 else 語句 63
3.5 程序的異常處理 64
3.5.1 異常的概念 65
3.5.2 Python 的異常類 65
3.5.3 異常處理機制 68
3.6 實訓任務 1——數學計算器 73
3.6.1 任務描述 73
3.6.2 任務分析 73
3.6.3 任務實現 73
3.7 實訓任務 2——質數生成器 75
3.7.1 任務描述 75
3.7.2 任務分析 75
3.7.3 任務實現 76
3.8 實訓任務 3——分解質因數 77
3.8.1 任務描述 77
3.8.2 任務分析 77
3.8.3 任務實現 77
3.9 實訓任務 4——猜數游戲 78
3.9.1 任務描述 78
3.9.2 任務分析 78
3.9.3 任務實現 79
本章總結 80
作業與練習 81
第 4 章 函數與模塊 83
4.1 函數的定義和調用 83
4.1.1 函數的定義 84
4.1.2 函數的調用 86
4.2 函數的參數和返回值 88
4.2.1 函數的參數傳遞 88
4.2.2 函數參數標注 92
4.2.3 函數的返回值 93
4.3 函數的遞歸 94
4.4 Python 內置函數 95
4.5 Python 模塊 100
4.5.1 模塊的概念 100
4.5.2 模塊的分類 101
4.5.3 模塊的使用 102
4.5.4 正則表達式模塊 106
4.6 實訓任務 1——斐波那契數列 109
4.6.1 任務描述 109
4.6.2 任務分析 110
4.6.3 任務實現 110
4.7 實訓任務 2——人臉檢測與
識別模塊 111
4.7.1 任務描述 111
4.7.2 任務分析 112
4.7.3 任務實現 112
本章總結 116
作業與練習 117
第 5 章 組合數據類型 118
5.1 列表 118
5.1.1 列表的基本操作 119
5.1.2 列表的訪問 128
5.1.3 列表的遍歷 129
5.2 元組 130
5.2.1 元組的基本操作 131
5.2.2 元組與列表的轉換 136
5.3 字典 136
5.3.1 字典的基本操作 137
5.3.2 字典的常用方法 141
5.4 集合 142
5.4.1 集合的基本操作 142
5.4.2 集合運算 144
5.5 實訓任務 1——計算分數序列 145
5.5.1 任務描述 145
5.5.2 任務分析 145
5.5.3 任務實現 146
5.6 實訓任務 2——投票選舉班長 147
5.6.1 任務描述 147
5.6.2 任務分析 147
5.6.3 任務實現 147
本章總結 149
作業與練習 150
第 6 章 面向對象編程 151
6.1 面向對象編程概述 151
6.1.1 面向對象編程的基本概念 151
6.1.2 面向對象編程的特點 153
6.2 創建類和對象 154
6.2.1 創建類 154
6.2.2 創建對象 155
6.3 構造方法和析構方法 156
6.3.1 構造方法 156
6.3.2 析構方法 158
6.3.3 self 參數 159
6.3.4 成員變量和類變量 160
6.3.5 類的方法 160
6.4 類的繼承 164
6.4.1 繼承的實現 164
6.4.2 方法的重寫 165
6.4.3 多繼承 167
6.5 類的多態 168
6.6 運算符重載 169
6.6.1 加法運算符重載 169
6.6.2 索引和分片重載 170
6.6.3 定制對象的字符串形式 171
6.7 實訓任務 1——學生信息管理系統 172
6.7.1 任務描述 172
6.7.2 任務分析 173
6.7.3 任務實現 173
6.8 實訓任務 2——員工薪資計算 178
6.8.1 任務描述 178
6.8.2 任務分析 179
6.8.3 任務實現 180
本章總結 184
作業與練習 185
第 7 章 文件操作 187
7.1 文件的概念 187
7.2 文件的打開與關閉 188
7.3 文件的讀/寫操作 190
7.3.1 讀取文件數據 190
7.3.2 向文件寫入數據 194
7.3.3 文件的定位讀/寫 197
7.3.4 讀/寫二進制文件 199
7.4 文件和目錄操作 200
7.4.1 常用的文件操作函數 200
7.4.2 文件的復制、重命名及刪除 202
7.4.3 文件的目錄操作 203
7.5 使用 CSV 文件格式讀/寫數據 205
7.5.1 CSV 文件介紹 205
7.5.2 讀/寫 CSV 文件 206
7.6 使用 JSON 文件格式讀/寫數據 208
7.6.1 JSON 文件介紹 208
7.6.2 讀/寫 JSON 文件 209
7.7 實訓任務 1——文件管理器 213
7.7.1 任務描述 213
7.7.2 任務分析 213
7.7.3 任務實現 214
7.8 實訓任務 2——圖書管理系統 220
7.8.1 任務描述 220
7.8.2 任務分析 220
7.8.3 任務實現 220
本章總結 224
作業與練習 224
第 8 章 網絡編程 226
8.1 網絡編程基礎 226
8.1.1 網絡參考模型 227
8.1.2 TCP/IP 協議 228
8.1.3 IP 地址 229
8.1.4 端口號 231
8.1.5 Socket 模塊 231
8.2 UDP 編程 234
8.2.1 UDP 簡介 234
8.2.2 UDP 通信 234
8.3 TCP 編程 236
8.3.1 TCP 簡介 236
8.3.2 TCP 通信 237
8.3.3 三次握手和四次揮手 238
8.4 多線程編程 241
8.4.1 進程和線程的概念 241
8.4.2 創建線程的兩種方法 242
8.5 同步、異步、阻塞和非阻塞 245
8.5.1 基本概念 245
8.5.2 同步阻塞 246
8.5.3 同步非阻塞 247
8.5.4 異步非阻塞 249
8.6 requests 模塊 252
8.6.1 requests 模塊的介紹 252
8.6.2 requests 模塊的使用 252
8.7 實訓任務——網絡聊天室 254
8.7.1 任務描述 254
8.7.2 任務分析 254
8.7.3 任務實現 255
本章總結 258
作業與練習 259
第 9 章 網絡爬蟲 260
9.1 網絡爬蟲概述 260
9.1.1 網絡爬蟲的概念 260
9.1.2 網絡爬蟲的分類 261
9.1.3 網絡爬蟲的安全性與合規性 262
9.2 使用 Python 獲取網頁數據 263
9.3 使用 BeautifulSoup 264
9.3.1 BeautifulSoup 的介紹與安裝 264
9.3.2 使用 BeautifulSoup對網頁進行解析 264
9.3.3 使用 BeautifulSoup解析指定標簽數據 266
9.4 數據持久化與請求頭 271
9.5 實訓任務——圖書信息的收集與保存 274
9.5.1 任務描述 274
9.5.2 任務分析 274
9.5.3 任務實現 275
本章總結 277
作業與練習 278
第 10 章 數據庫編程 279
10.1 數據庫簡介 279
10.2 安裝 MySQL 數據庫 280
10.3 操作 MySQL 數據庫 282
10.3.1 常用的 SQL 語句 282
10.3.2 使用 Python 訪問 MySQL 284
10.4 實訓任務——將圖書信息保存到 MySQL 中 290
10.4.1 任務描述 290
10.4.2 任務分析 290
10.4.3 任務實現 291
本章總結 293
作業與練習 294
第 11 章 數據分析 295
11.1 數據分析基礎 295
11.1.1 數據分析概述 295
11.1.2 數據分析類別 296
11.2 NumPy 基礎 297
11.2.1 NumPy 安裝與測試 297
11.2.2 NumPy 數據類型 298
11.2.3 NumPy 數組 300
11.2.4 NumPy 中 ufunc 通用函數 316
11.3 pandas 基礎 318
11.3.1 pandas 數據類型 318
11.3.2 pandas 數據表操作 323
11.3.3 pandas 數據統計 331
11.4 SciPy 基礎 339
11.5 實訓任務——使用 pandas 統計畢業招聘信息 341
11.5.1 任務描述 341
11.5.2 任務分析 342
11.5.3 任務實現 343
本章總結 350
作業與練習 350
第 12 章 數據可視化 352
12.1 數據可視化簡介 352
12.1.1 什么是數據可視化 352
12.1.2 為什么要數據可視化 353
12.2 Matplotlib 基礎 354
12.2.1 Matplotlib 庫和 Gallery 354
12.2.2 繪制折線圖 357
12.2.3 繪制散點圖 365
12.2.4 繪制柱狀圖 367
12.2.5 設置圖像樣式 369
12.3 seaborn 數據可視化進階 370
12.3.1 基本可視化 371
12.3.2 數據分析與統計可視化 373
12.4 實訓任務——連鎖店庫存數據分析 374
12.4.1 任務描述 374
12.4.2 任務分析 374
12.4.3 任務實現 375
本章總結 378
作業與練習 379
第 13 章 Pygame 游戲編程 380
13.1 Pygame 游戲庫 380
13.1.1 Pygame 簡介 380
13.1.2 Pygame 安裝 381
13.2 Pygame 事件 381
13.2.1 事件的概念 381
13.2.2 事件的檢索 382
13.2.3 常用的事件 382
13.2.4 事件案例演示 382
13.3 Pygame 繪圖 384
13.3.1 常用函數功能 384
13.3.2 繪圖案例演示 386
13.4 實訓任務——貪吃蛇游戲實現 387
13.4.1 任務描述 387
13.4.2 任務分析 388
13.4.3 任務實現 388
本章總結 398
作業與練習 399
第 14 章 AI 視覺應用——人臉識別 400
14.1 圖像相關知識 400
14.1.1 圖像顏色表達 400
14.1.2 HOG 特征 401
14.1.3 卷積神經網絡 403
14.2 人臉識別原理 404
14.2.1 人臉檢測 404
14.2.2 分析面部特征 405
14.2.3 人臉識別特征提取 406
14.3 實訓任務——人臉注冊與識別 407
14.3.1 任務描述 407
14.3.2 任務分析 407
14.3.3 任務實現 407
本章總結 415
作業與練習 416
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