Python语言（第2版）

　　本书以在 Windows 10 中用 Python 3.6.5 搭建 Python 开发基础平台为起点，重点阐述 Python 语言的基 础知识和 7 个典型的项目实战案例。全书以理论引导、案例驱动、上机实战为理念打造 Python 语言学习的 新模式。具体内容分为两大部分：第 1 部分以 Python 语言的基础知识普及为主，内容包括 Python 3 概述、 基本语法、基本数据类型、流程控制、字符串与正则表达式、函数、模块、对象和类、异常、文件操作； 第 2 部分以项目实战为核心，以学以致用为导向，以贴近生活的案例为依托，分别介绍爬虫程序、数据可 视化、数据分析、Django 开发、机器学习、自然语言处理和推荐系统项目实战。 本书以作者十多年的计算机专业课程教学经验及相应的项目实战心得为依托，力争做到以理论知识为 基础、以案例实战为手段、以解决问题为根本初衷，让读者**限度地从书中汲取所需要的编程知识和实 战体验。 本书既可作为高等学校，尤其是高职院校各专业的 Python 语言启蒙教材，也可作为广大 Python 语言 爱好者自学的参考书

　　刘鹏，清华大学博士毕业，现任南京云创大数据科技股份有限公司总经理，兼任中国大数据应用联盟人工智能专家委员会主任、中国信息协会教育分会人工智能专家委员会主任、全国普通高校毕业生就业创业指导委员会委员、第45届世界技能大赛中国区云计算选拔赛裁判长/专家指导组组长、2019年全国大学生数据建模比赛命题人、工信部云计算研究中心专家。 李肖俊，管理学博士，软件工程师，CCF专业会员，参与国家自然基金3项，陕西省自然基金1项。近两年发表研究论文3篇，主编教材2部。《计算机学报》，《系统工程理论与实践》审稿专家。

目 录

第1 章 Python 3 概述

1.1 Python 简介

1.1.1 Python 的前世今生

1.1.2 Python 的应用场合

1.1.3 Python 的特性

1.1.4 Python 的版本

1.2 Python 开发环境

1.2.1 在Windows 系统中安装Python 3

1.2.2 在Linux 系统中安装Python 3

1.2.3 在mac OS 系统中安装Python 3

1.3 第一个程序——Hello World!

1.3.1 代码示例

1.3.2 代码解析

1.3.3 注释

1.3.4 IDLE 简介与代码调试

1.3.5 输入/输出函数

1.4 实验

1.4.1 好用的集成开发工具

1.4.2 PyCharm 的安装

1.4.3 示例：绘制桃心

1.4.4 示例简析

1.5 小结

1.6 习题

第2 章 基本语法

2.1 代码格式

2.1.1 编码

2.1.2 注释

2.1.3 缩进

2.1.4 行宽

2.1.5 空行

2.1.6 空格

2.2 Python 语言构成要素

2.2.1 标识符

XII Python 语言（第2 版）

2.2.2 关键字

2.2.3 变量

2.2.4 函数和方法

2.2.5 属性和类

2.2.6 模块和包

2.2.7 规定

2.3 变量与数据类型

2.3.1 变量

2.3.2 变量命名规则

2.3.3 数据类型

2.3.4 查看数据类型

2.3.5 数据类型的转换

2.4 运算符

2.4.1 算术运算符

2.4.2 比较运算符

2.4.3 复合赋值运算符

2.4.4 位运算符

2.4.5 逻辑运算符

2.4.6 成员运算符

2.4.7 身份运算符

2.4.8 运算符优先级

2.5 实验

2.5.1 常量和变量的使用

2.5.2 运算符和表达式的使用

2.5.3 type()函数的使用

2.5.4 help()函数的使用

2.6 小结

2.7 习题

第3 章 基本数据类型

3.1 数字

3.1.1 数字的表示

3.1.2 数字类型的转换

3.1.3 数字的运算

3.1.4 数字相关函数

3.2 元组

3.2.1 创建元组

3.2.2 使用元组

3.2.3 删除元组

3.2.4 元组的内置函数

3.3 列表

3.3.1 创建列表

3.3.2 使用列表

3.3.3 删除元素和列表

3.3.4 列表的内置函数与其他方法

3.4 字典

3.4.1 创建字典

3.4.2 使用字典

3.4.3 删除元素和字典

3.4.4 字典的内置函数和方法

3.5 集合

3.5.1 创建集合

3.5.2 使用集合

3.5.3 删除元素和集合

3.5.4 集合的方法

3.6 数据类型转换

3.6.1 六大数据类型之间的转换

3.6.2 类型转换的使用场景

3.7 实验

3.7.1 不可变类型的使用

3.7.2 可变类型的使用

3.8 小结

3.9 习题

第4 章 流程控制

4.1 流程图

4.1.1 流程图符号

4.1.2 流程图示例

4.2 顺序结构

4.2.1 输入、处理和输出

4.2.2 顺序程序示例

4.3 选择结构

4.3.1 单分支（if...）

4.3.2 双分支（if...else）

4.3.3 多分支（if...elif...else）

4.3.4 分支嵌套

4.4 循环结构

4.4.1 for 循环（包含range()函数）

4.4.2 for 循环嵌套

4.4.3 for...if...else 循环

4.4.4 break 及continue 语句

XIV Python 语言（第2 版）

4.4.5 while 循环

4.5 迭代器

4.5.1 iter()函数

4.5.2 next()函数

4.5.3 生成器函数

4.6 实验

4.6.1 使用条件语句

4.6.2 使用for 语句

4.6.3 使用while 语句

4.6.4 使用break 语句

4.6.5 使用continue 语句

4.6.6 使用迭代器

4.7 小结

4.8 习题

第5 章 字符串与正则表达式

5.1 字符串

5.1.1 创建字符串

5.1.2 使用字符串

5.1.3 字符串的格式化

5.1.4 字符串的内置函数

5.2 正则表达式

5.2.1 认识正则表达式

5.2.2 re 模块

5.3 实验

5.3.1 使用字符串处理函数

5.3.2 使用正则表达式

5.3.3 使用re 模块

5.4 小结

5.5 习题

第6 章 函数

6.1 函数概述

6.1.1 函数的定义

6.1.2 全局变量

6.1.3 局部变量

6.2 函数的参数和返回值

6.2.1 参数传递的方式

6.2.2 位置参数和关键字参数

6.2.3 默认值参数

6.2.4 可变参数

6.2.5 函数的返回值

6.3 函数的调用

6.3.1 函数的调用方法

6.3.2 嵌套调用

6.3.3 使用闭包

6.3.4 递归调用

6.4 实验

6.4.1 声明和调用函数

6.4.2 在调试窗口中查看变量的值

6.4.3 使用函数参数和返回值

6.4.4 使用闭包和递归函数

6.4.5 使用Python 的内置函数

6.5 小结

6.6 习题

第7 章 模块

7.1 模块概述

7.1.1 模块与程序

7.1.2 命名空间

7.1.3 模块导入方法

7.1.4 自定义模块和包

7.2 安装第三方模块

7.3 模块应用实例

7.3.1 日期和时间：datetime 模块

7.3.2 读写JSON 数据：json 模块

7.3.3 系统相关：sys 模块

7.3.4 数学：math 模块

7.3.5 随机数：random 模块

7.4 在Python 中调用R 语言

7.4.1 安装rpy2 模块

7.4.2 安装R 语言工具

7.4.3 测试安装

7.4.4 调用R 示例

7.5 实验

7.5.1 使用datetime 模块

7.5.2 使用sys 模块

7.5.3 使用与数学有关的模块

7.5.4 自定义和使用模块

7.6 小结

XVI Python 语言（第2 版）

7.7 习题

第8 章 对象和类

8.1 面向对象概述

8.1.1 什么是面向对象编程

8.1.2 面向对象术语简介

8.2 类的定义与使用

8.2.1 类的定义

8.2.2 类的使用

8.2.3 类的构造方法及专有方法

8.2.4 类的访问权限

8.2.5 获取对象信息

8.3 类的特点

8.3.1 封装

8.3.2 多态

8.3.3 继承

8.3.4 多重继承

8.4 实验

8.4.1 声明类

8.4.2 类的继承和多态

8.4.3 复制对象

8.5 小结

8.6 习题

第9 章 异常

9.1 异常概述

9.1.1 认识异常

9.1.2 处理异常

9.1.3 抛出异常

9.2 异常处理流程

9.3 自定义异常

9.4 实验

9.4.1 利用try…except 处理除数为0 的异常

9.4.2 自定义异常

9.4.3 raise 关键字

9.4.4 内置异常处理语句

9.5 小结

9.6 习题

第10 章 文件操作

10.1 打开文件

10.1.1 访问文件的模式

10.1.2 文件缓冲区

10.2 基本的文件方法

10.2.1 读和写

10.2.2 读取行

10.2.3 关闭文件

10.2.4 重命名文件

10.2.5 删除文件

10.3 输入/输出函数

10.3.1 输出到屏幕

10.3.2 读取键盘输入

10.4 基本的目录方法

10.4.1 创建目录

10.4.2 显示当前工作目录

10.4.3 改变目录

10.4.4 删除目录

10.5 实验

10.5.1 文件操作

10.5.2 目录操作

10.5.3 I/O 函数

10.6 小结

10.7 习题

第11 章 项目实战：爬虫程序

11.1 爬虫概述

11.1.1 准备工作

11.1.2 爬虫类型

11.1.3 爬虫原理

11.2 爬虫三大库

11.2.1 Requests 库

11.2.2 BeautifulSoup 库

11.2.3 lxml 库

11.3 案例剖析：酷狗TOP500 数据爬取

11.3.1 思路简析

11.3.2 代码实现

11.3.3 代码分析

11.4 Scrapy 框架

XVIII Python 语言（第2 版）

11.4.1 Scrapy 爬虫框架

11.4.2 Scrapy 的安装

11.4.3 Scrapy 的使用

11.5 实验

第12 章 项目实战：数据可视化

12.1 matplotlib 简介

12.1.1 Pyplot 模块介绍

12.1.2 plot()函数

12.1.3 绘制子图

12.1.4 添加标注

12.1.5 pylab 模块应用

12.2 Artist 模块介绍

12.2.1 Artist 模块概述

12.2.2 Artist 的属性

12.3 pandas 绘图

12.4 案例剖析：词云图

12.4.1 思路简析

12.4.2 代码实现

12.4.3 代码分析

12.5 实验

第13 章 项目实战：数据分析

13.1 数据清洗

13.1.1 编码问题

13.1.2 缺失值分析

13.1.3 去除异常值

13.1.4 去除重复值与冗余信息

13.2 数据存取

13.2.1 CSV 文件的存取

13.2.2 JSON 文件的存取

13.2.3 XLSX 文件的存取

13.2.4 MySQL 数据库文件的存取

13.3 NumPy

13.3.1 NumPy 简介

13.3.2 NumPy 基础

13.4 案例剖析：房天下西安二手房数据分析

13.4.1 思路简析

13.4.2 代码实现

13.4.3 代码分析

目 录 XIX

13.5 实验

第14 章 Django

14.1 Django 概述

14.1.1 基本介绍

14.1.2 Django 的安装

14.1.3 创建第一个项目

14.2 Django 框架

14.2.1 Django 管理工具

14.2.2 Django 模板

14.2.3 Django 模块

14.2.4 Django 表单

14.2.5 Django 视图

14.2.6 Django 路由

14.3 Django 开发实战

14.3.1 需求分析

14.3.2 系统设计

14.3.3 编码实现

14.3.4 测试与上线

14.4 小结

14.5 习题

第15 章 项目实战：机器学习

15.1 机器学习概述

15.1.1 机器学习的内涵

15.1.2 机器学习的分类

15.1.3 典型模型的实现流程

15.1.4 典型应用场景

15.2 scikit-learn 简介

15.2.1 scikit-learn 的特点与功能

15.2.2 scikit-learn 的安装与测试

15.2.3 基于scikit-learn 的模型训练流程

15.2.4 scikit-learn 应用举例

15.3 Keras 简介

15.3.1 Keras 的特点与功能

15.3.2 Keras 的安装与测试

15.3.3 基于Keras 的模型训练流程

15.3.4 Keras 应用举例

15.4 案例剖析：鸢尾花分类

15.4.1 思路简析

XX Python 语言（第2 版）

15.4.2 代码实现

15.4.3 代码分析

15.5 实验

第16 章 项目实战：自然语言处理

16.1 自然语言处理概述

16.1.1 NLP 的前生今世

16.1.2 NLP 的相关概念

16.1.3 NLP 的常用工具

16.1.4 NLP 的应用领域

16.2 NLTK 简介

16.2.1 NLTK 的特点与功能

16.2.2 NLTK 的安装与测试

16.2.3 NLTK 应用举例

16.3 gensim 简介

16.3.1 gensim 的特点

16.3.2 gensim 的核心概念

16.3.3 gensim 的安装与测试

16.3.4 gensim 应用举例

16.4 案例剖析：文本情感分析

16.4.1 思路简介

16.4.2 代码实现

16.4.3 代码分析

16.5 实验

第17 章 项目实战：推荐系统

17.1 推荐系统概述

17.1.1 推荐系统的发展历程

17.1.2 推荐系统的技术分类

17.1.3 推荐结果的评价指标

17.1.4 推荐系统的典型应用

17.2 基于内容的推荐技术简介

17.2.1 基于内容的推荐技术的基本思想

17.2.2 基于内容的推荐技术的实现流程

17.2.3 基于内容的推荐技术的优缺点

17.3 协同过滤技术概述

17.3.1 协同过滤技术简介

17.3.2 基于用户的协同过滤

17.3.3 基于物品的协同过滤

17.3.4 基于模型的协同过滤

17.3.5 协同过滤推荐技术的优缺点

17.4 混合推荐技术概述

17.4.1 混合推荐技术的基本思想

17.4.2 混合推荐技术的实现原理

17.5 案例剖析：电影推荐

17.5.1 思路简介

17.5.2 代码实现

17.5.3 代码分析

17.6 实验

参考文献

附录A Python 代码风格指南：PEP 8 

附录B IPython 指南

附录C PyCharm 指南

附录C PyCharm 指南