Python应用程序设计

　　本书内容包括程序设计基础和应用程序设计两大部分。程序设计基础部分内容简单，易学易用； 应用程序设计部分包括图形用户界面程序设计、文本分析程序设计、可视化程序设计、数据库程序设计、大数据程序设计、人工智能程序设计、简单游戏程序设计和其他应用程序设计（如图像处理程序设计、视频处理程序设计、语音合成程序设计和科学计算程序设计）等内容。 本书由多个教学模块组成，便于不同专业采用不同模块组合的方式进行教学。本书列举了600多道程序例题，此外还提供了丰富的教学资源，包括PPT课件、习题参考答案、程序案例源代码以及书中涉及的软件包、数据集、语料库等。 本书适合作为大学本科学生的教材，也适合作为Python程序设计初学者的参考用书。

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第1部分程序设计基础

第1章基础知识

1.1安装与运行

1.1.1Python语言的特征

1.1.2Python的下载和安装

1.1.3Python程序的运行

1.1.4第三方软件包安装pip

1.1.5程序的解释与编译

1.2程序符号

1.2.1保留字

1.2.2变量命名

1.2.3算术运算

1.2.4其他运算

1.2.5转义字符

1.2.6程序路径

1.3程序说明

1.3.1Python程序的组成

1.3.2Python程序的结构

1.3.3Python语言与C语言的区别

1.3.4PEP编程规范

1.3.5Python的语法规则

习题1

第2章数据结构

2.1数字和字符串

2.1.1数据类型

2.1.2数字

2.1.3字符串

2.2列表和元组

2.2.1列表基本操作

2.2.2列表添加元素

2.2.3列表修改元素

2.2.4列表切片操作

2.2.5元组基本操作

2.3字典和集合

2.3.1字典

2.3.2集合

习题2

第3章程序语句

3.1顺序语句

3.1.1导入语句

3.1.2赋值语句

3.1.3输入输出语句

3.2条件判断语句

3.2.1ifelse条件判断语句

3.2.2ifelif多分支判断语句

3.2.3if嵌套语句

3.3循环语句

3.3.1for计数循环

3.3.2while条件循环

3.3.3循环中止

3.3.4循环嵌套

3.3.5案例： 猜数字游戏

3.3.6案例： 走迷宫游戏

习题3

第4章函数与模块

4.1函数程序设计

4.1.1内置标准函数程序设计

4.1.2导入标准函数程序设计

4.1.3自定义函数程序设计

4.1.4局部变量与全局变量

4.1.5自定义模块导入和调用

4.1.6案例： 蒙特卡洛算法求π值

4.2简单绘图程序设计

4.2.1海龟绘图基本函数

4.2.2海龟绘制基本图形

4.2.3案例： 动态时钟程序设计

4.3程序迭代与递归

4.3.1迭代程序特征

4.3.2案例： 细菌繁殖迭代程序设计

4.3.3递归程序特征

4.3.4案例： 分形图递归程序设计

4.4常用的程序设计技巧

4.4.1Python内存管理机制

4.4.2Python中要注意的“坑”

4.4.3Python优雅编程方法

习题4

第5章文件读写

5.1TXT文件读写

5.1.1读取文件全部内容

5.1.2文件遍历

5.1.3读取文件指定行

5.1.4向文件写入数据

5.1.5文件属性检查

5.2CSV文件读写

5.2.1CSV文件格式

5.2.2CSV文件读取

5.2.3CSV文件写入

5.3Excel文件读写

5.3.1Excel模块操作函数

5.3.2Excel文件内容读取

5.3.3Excel文件写入数据

5.4其他文件读写

5.4.1二进制文件读写

5.4.2JSON文件读写

习题5

第6章深入编程

6.1正则表达式

6.1.1正则表达式的功能

6.1.2正则表达式运算符

6.1.3正则表达式常用函数

6.1.4正则表达式应用案例

6.1.5案例： 选择题考试记分

6.2异常处理

6.2.1程序错误原因

6.2.2新手易犯错误

6.2.3异常处理语句tryexcept

6.2.4异常处理语句tryfinally

6.2.5自定义异常类

6.3面向对象编程

6.3.1面向对象概述

6.3.2类的构造

6.3.3公有属性和私有属性

6.3.4对象方法的创建

6.3.5面向对象的特征

6.4函数式编程

6.4.1基本概念

6.4.2高阶函数

6.4.3闭包函数

6.4.4匿名函数

习题6

第2部分应用程序设计

第7章图形用户界面程序设计

7.1GUI设计概述

7.1.1简单GUI程序

7.1.2常用核心组件

7.1.3窗口颜色管理

7.1.4组件字体管理

7.2窗口程序设计

7.2.1简单窗口程序设计

7.2.2事件驱动程序设计

7.2.3组件简易管理器pack()

7.2.4组件精确管理器place()

7.3常用组件设计

7.3.1文字标签组件Label

7.3.2图片标签组件Label

7.3.3单行文本框组件Entry

7.3.4多行文本框组件Text

7.4GUI程序设计案例

7.4.1案例： 单选题窗口程序设计

7.4.2案例： 多选题窗口程序设计

7.4.3案例： 简单计算器程序设计

7.4.4案例： 文本编辑器框架设计

习题7

第8章文本分析程序设计

8.1文本文件清洗

8.1.1文本格式化

8.1.2文本文件合并

8.1.3文本文件去重

8.1.4案例： 用唐诗生成姓名

8.2文本编码处理

8.2.1字符集的编码

8.2.2文本编码转换

8.2.3文本乱码处理

8.2.4文件内容打印

8.2.5案例： 按拼音和笔画排序

8.3文本关键词提取

8.3.1文本语料处理

8.3.2结巴分词Jieba

8.3.3案例： 《全宋词》关键词提取

8.3.4关键词提取算法TFIDF

8.3.5关键词提取算法TextRank

8.3.6案例： 《三国演义》关键词提取

习题8

第9章可视化程序设计

9.1二维图可视化Matplotlib

9.1.1Matplotlib常用绘图函数

9.1.2案例： 企业产值单折线图

9.1.3案例： 气温变化多折线图

9.1.4案例： 乘客年龄直方图

9.1.5案例： 全球地震散点图

9.1.6案例： 农产品比例饼图

9.1.7案例： 气温变化曲线图

9.1.8案例： 冒泡排序动态图

9.2词云图可视化WordCloud

9.2.1词云图绘制软件

9.2.2词云图绘制函数

9.2.3案例： 普通词云图

9.2.4案例： 遮罩词云图

9.3地图可视化PyEcharts

9.3.1地图绘制软件包

9.3.2案例： 绘制其他可视化图

9.4网络图可视化NetworkX

9.4.1网络绘图软件包

9.4.2网络图绘制函数

9.4.3案例： 《三国演义》社交网络图

9.4.4案例： 爵士音乐人社交网络图

习题9

第10章数据库程序设计

10.1数据库技术概述

10.1.1数据库的组成

10.1.2数据库的运算

10.1.3NoSQL数据库

10.1.4SQL基本语法

10.1.5SQL数据类型

10.1.6SQL程序设计

10.2SQLite程序设计

10.2.1SQLite数据库的特征

10.2.2SQLite数据库的创建

10.2.3SQLite的增、删、查、改

10.2.4SQLite图形管理工具

10.2.5案例： SQLite数据库综合应用

10.3MySQL程序设计

10.3.1MySQL数据库的安装

10.3.2MySQL的启动与退出

10.3.3MySQL数据库连接

10.3.4MySQL的增、删、查、改

10.3.5案例： MySQL数据库综合应用

习题10

第11章大数据程序设计

11.1数据分析工具Pandas

11.1.1Pandas数据类型

11.1.2Pandas读写文件

11.1.3Pandas读写数据

11.1.4Pandas数据统计

11.2数据获取

11.2.1数据获取方法

11.2.2获取股票数据Tushare

11.2.3网络爬虫原理

11.2.4网页简单爬取Newspaper

11.2.5网页爬取技术requests

11.2.6网页解析技术BeautifulSoup

11.2.7案例： 爬取房源信息

11.3数据清洗

11.3.1数据清洗技术

11.3.2重复数据处理

11.3.3缺失数据处理

11.3.4异常数据处理

11.3.5案例： 股票数据本福特检查

11.4数据挖掘

11.4.1数据分布特征

11.4.2案例： 影片分类KNN

11.4.3案例： 城市聚类KMeans

11.4.4案例： 产品销售回归分析

11.4.5案例： 新闻词语向量转换

习题11

第12章人工智能程序设计

12.1机器学习： 基本概念

12.1.1人工神经网络

12.1.2机器学习过程

12.1.3深度机器学习

12.2机器学习： 数据预处理

12.2.1机器学习包Sklearn

12.2.2数据集加载

12.2.3数据预处理

12.2.4机器学习模型

12.3机器学习： 识别与预测

12.3.1案例： 识别鸢尾花KNN模型

12.3.2案例： 预测乳腺癌LR模型

12.3.3案例： 数字图片文本化

12.3.4案例： 识别手写数字SVC模型

12.3.5案例： 识别手写数字MLP模型

习题12

第13章简单游戏程序设计

13.1基本操作

13.1.1游戏引擎

13.1.2基本概念

13.1.3游戏框架

13.1.4创建画面Surface

13.1.5图形绘制draw

13.2游戏动画

13.2.1图像画面变换transform

13.2.2画面位块复制blit

13.2.3精灵和精灵组sprite

13.2.4精灵碰撞检测

13.3事件处理

13.3.1获取事件

13.3.2键盘事件

13.3.3鼠标事件

13.3.4异常处理

13.4游戏案例

13.4.1案例： 配乐动画

13.4.2案例： 抓鱼游戏

习题13

第14章其他应用程序设计

14.1图像处理程序设计

14.1.1OpenCV基本应用

14.1.2案例： 人物图像特效处理

14.1.3案例： B超图像面积计算

14.1.4案例： 图像中的物体计数

14.1.5案例： 全景图像拼接方法

14.2视频处理程序设计

14.2.1摄像视频显示与保存

14.2.2视频画面截图与剪裁

14.2.3案例： 人脸识别和跟踪

14.3语音合成程序设计

14.3.1TTS转换原理

14.3.2案例： 文本朗读pyttsx3

14.3.3案例： 语音天气预报

14.3.4案例： 文本朗读Windows API

14.4科学计算程序设计

14.4.1符号计算编程

14.4.2积分运算编程

14.4.3解线性方程组

14.4.4解微分方程组

14.4.5曲线拟合编程

习题14

参考文献