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第1章 程序设计概述 1

1.1 程序设计基础知识 1

1.1.1 程序与程序设计 1

1.1.2 算法及其描述 2

1.1.3 程序设计方法 10

1.2 Python语言的发展与特点 12

1.2.1 Python语言的发展历史 12

1.2.2 Python语言的特点 13

1.3 Python程序的运行 14

1.3.1 Python程序的运行环境 14

1.3.2 Python程序的运行方式 15

1.4 初识Python程序 19

1.4.1 Python程序演示 19

1.4.2 Python编程的基本规则 20

练习题 22

实验题 24

第2章 程序的数据描述 25

2.1 数据的基本形式 25

2.2 Python数据类型 29

2.2.1 数值类型 29

2.2.2 字符串类型 31

2.2.3 布尔类型 34

2.2.4 复合数据类型 34

2.3 常用模块函数 37

2.4 基本运算与表达式 40

2.4.1 算术运算 41

2.4.2 位运算 42

2.4.3 浮点数的计算误差 43

2.4.4 数据类型的转换 44

练习题 46

实验题 47

第3章 顺序结构程序设计 49

3.1 赋值语句 49

3.1.1 赋值语句的基本形式 49

3.1.2 复合赋值语句 50

3.1.3 多变量赋值 50

3.2 数据输入输出 52

3.2.1 基本输入输出 52

3.2.2 格式化输出 54

3.3 顺序结构程序举例 59

练习题 61

实验题 62

第4章 选择结构程序设计 64

4.1 条件的描述 64

4.1.1 关系运算 64

4.1.2 逻辑运算 65

4.1.3 测试运算 67

4.2 选择结构的实现 68

4.2.1 单分支选择结构 68

4.2.2 双分支选择结构 69

4.2.3 多分支选择结构 71

4.2.4 选择结构的嵌套 72

4.3 条件运算 74

4.4 选择结构程序举例 75

练习题 79

实验题 82

第5章 循环结构程序设计 84

5.1 while循环结构 84

5.1.1 while语句 84

5.1.2 while循环的应用 87

5.2 for循环结构 90

5.2.1 for语句 90

5.2.2 for循环的应用 93

5.3 循环控制语句 95

5.3.1 break语句 96

5.3.2 continue语句 97

5.3.3 pass语句 98

5.4 循环的嵌套 98

5.5 循环结构程序举例 100

练习题 105

实验题 107

第6章 字符串处理 109

6.1 字符串编码 109

6.2 字符串的索引与分片 112

6.2.1 字符串的索引 112

6.2.2 字符串的分片 113

6.3 字符串的操作 114

6.3.1 字符串连接操作 115

6.3.2 字符串逻辑操作 116

6.3.3 字符串的常用方法 118

6.4 bytes对象 122

6.5 字符串应用举例 124

练习题 127

实验题 128

第7章 列表与元组 129

7.1 序列的通用操作 129

7.1.1 序列的索引与分片 129

7.1.2 序列的计算 131

7.1.3 序列处理函数 132

7.1.4 序列拆分赋值 135

7.2 列表的专有操作 136

7.2.1 列表的基本操作 136

7.2.2 列表的方法 139

7.3 元组与列表的区别及转换 141

7.4 序列的应用 142

7.4.1 数据排序 143

7.4.2 数据检索 146

7.4.3 矩阵运算 148

练习题 151

实验题 154

第8章 字典与集合 156

8.1 字典的特点 156

8.2 字典的操作 157

8.2.1 字典的创建 158

8.2.2 字典的基本操作 159

8.2.3 字典对象的常用方法 161

8.2.4 字典的遍历 163

8.3 集合的操作 163

8.3.1 集合的创建 164

8.3.2 可变集合的方法 165

8.3.3 集合的运算 166

8.4 字典与集合的应用 168

练习题 169

实验题 171

第9章 函数 173

9.1 程序的模块化结构 173

9.2 函数的定义与调用 174

9.2.1 函数的定义 175

9.2.2 函数的调用 176

9.3 函数的参数传递 178

9.3.1 参数传递方式 178

9.3.2 参数的类型 181

9.4 函数的嵌套调用与递归调用 184

9.4.1 函数的嵌套调用 184

9.4.2 函数的递归调用 186

9.5 变量的作用域 190

9.5.1 局部变量 190

9.5.2 全局变量 191

9.6 匿名函数 193

9.7 Python模块 194

9.7.1 模块的创建与使用 194

9.7.2 Python程序结构 196

9.7.3 模块的有条件执行 196

9.7.4 标准库模块 197

9.8 函数应用举例 198

练习题 202

实验题 205

第10章 文件操作 210

10.1 文件的基本概念 210

10.2 文件的打开与关闭 212

10.2.1 打开文件 212

10.2.2 关闭文件 214

10.3 文本文件的操作 215

10.3.1 文本文件的读取 215

10.3.2 文本文件的写入 217

10.4 二进制文件的操作 220

10.4.1 文件的定位 220

10.4.2 二进制文件的读写 222

10.5 文件处理 225

10.6 文件应用举例 226

练习题 230

实验题 231

第11章 面向对象程序设计 233

11.1 从面向过程到面向对象 233

11.2 类与对象 235

11.2.1 类的定义 235

11.2.2 对象的创建和使用 236

11.3 属性和方法 236

11.3.1 属性和方法的访问控制 237

13.3.2 类属性和实例属性 238

11.3.3 类的方法 239

11.4 继承和多态 242

11.4.1 继承 242

11.4.2 多重继承 244

11.4.3 多态 245

11.5 面向对象程序设计应用举例 246

练习题 248

实验题 250

第12章 异常处理 252

12.1 异常处理概述 252

12.2 捕获和处理异常 253

12.2.1 Python中的异常类 254

12.2.2 使用try-except语句 254

12.2.3 使用try-finally语句 257

12.3 断言处理 257

12.4 主动引发异常与自定义异常类 258

12.4.1 主动引发异常 259

12.4.2 自定义异常类 259

练习题 260

实验题 261

第13章 图形处理 263

13.1 Tkinter图形库概述 263

13.1.1 tkinter模块 263

13.1.2 创建主窗口 264

13.2 画布 264

13.2.1 画布对象的操作 265

13.2.2 画布中的图形对象 266

13.3 图形的绘制 267

13.3.1 绘制矩形 268

13.3.2 绘制椭圆 271

13.3.3 绘制圆弧 273

13.3.4 绘制线条 274

13.3.5 绘制多边形 276

13.3.6 显示文本 276

13.3.7 显示图像 278

13.4 图形的事件处理 279

13.5 图形处理应用举例 281

13.5.1 统计图表 281

13.5.2 分形曲线 283

练习题 286

实验题 287

第14章 图形用户界面设计 289

14.1 创建图形用户界面的步骤 289

14.2 常见控件的用法 292

14.2.1 标签和消息框 292

14.2.2 按钮 294

14.2.3 复选框与单选按钮 295

14.2.4 文本框与框架 297

14.2.5 列表框与滚动条 300

14.2.6 可选项与刻度条 303

14.2.7 菜单与顶层窗口 304

14.3 对象的布局方式 307

14.3.1 pack布局管理器 307

14.3.2 grid布局管理器 308

14.3.3 place布局管理器 310

14.4 对话框 310

14.4.1 自定义对话框 310

14.4.2 标准对话框 311

14.5 事件处理 312

14.5.1 事件处理程序 313

14.5.2 事件绑定 314

14.6 图形用户界面应用举例 317

练习题 319

实验题 320

第15章 综合程序设计 322

15.1 设计步骤 322

15.2 线性方程组的求解 323

15.2.1 NumPy函数库 323

15.2.2 应用实例——小行星运行轨道计算问题 325

15.3 Graphics图形库的应用 327

15.3.1 模块导入与图形窗口 327

15.3.2 图形对象 328

15.3.3 交互式图形操作 334

15.3.4 应用实例——用动画来模拟天体运动效果 336

练习题 338

实验题 339

参考文献 340