Python編程從入門到精通（c端定制書）

葉維忠，某大型集團企業雲研發中心高級工程師，10多年Python開發經驗，熟悉多進程、多線程編程、STL和數據結構，精通XML、JSON。參與研發了雲海OS系統，這是中國自主研發的雲數據中心操作系統，深度融合OpenStack，是開放、融合、安全的雲數據中心操作系統，支持廣泛的異構資源管理和跨雲整合。

第 1章 Python如日中天 1

1.1 Python語言基礎 1

1.1.1 編程世界的“瑯琊榜” 1

1.1.2 Python為什麼這麼“火” 1

1.1.3 Python語言的特點 2

1.2 安裝Python 2

1.2.1 選擇版本 2

1.2.2 在Windows系統中下載並安裝Python 2

1.2.3 在macOS系統中使用Python 4

1.2.4 在Linux系統中使用Python 4

1.3 Python開發工具介紹 5

1.3.1 使用IDLE 5

1.3.2 使用PyCharm 5

1.4 認識第 一段Python程序 7

1.4.1 使用IDLE編碼並運行序 8

1.4.2 使用PyCharm編碼並運行程序 8

1.4.3 其他運行方式 10

1.5 技術解惑 11

1.5.1 為PyCharm設置行號 11

1.5.2 斷點調試 12

1.6 常見面試題解析 12

1.7 課後練習 12

第 2章 Python基礎語法 13

2.1 縮進規則 13

2.2 註釋 14

2.3 編碼 15

2.3.1 字符編碼 15

2.3.2 Python中的編碼 16

2.4 標識符和關鍵字 16

2.5 變量 17

2.6 輸入和輸出 18

2.6.1 實現輸入功能 18

2.6.2 實現輸出功能 18

2.7 技術解惑 19

2.7.1 使用註釋時的註意事項 19

2.7.2 註意變量的命名規則和建議 20

2.7.3 註意Python語言的縮進規則 20

2.7.4 變量賦值的真正意義 20

2.8 常見面試題解析 20

2.9 課後練習 21

第3章 簡單數據類型 22

3.1 Python中的數據類型 22

3.2 字符串 22

3.2.1 訪問字符串中的值 23

3.2.2 更新字符串 23

3.2.3 轉義字符 24

3.2.4 格式化字符串 25

3.2.5 字符串處理函數 25

3.3 數字類型 27

3.3.1 整型 27

3.3.2 浮點型 27

3.3.3 布爾型 28

3.3.4 復數型 28

3.4 技術解惑 29

3.5 常見面試題解析 29

3.6 課後練習 30

第4章 運算符和表達式 31

4.1 什麼是運算符和表達式 31

4.2 算術運算符和算術表達式 32

4.3 比較運算符和比較表達式 33

4.4 賦值運算符和賦值表達式 34

4.4.1 基本賦值運算符和賦值表達式 34

4.4.2 復合賦值運算符和表達式 34

4.5 位運算符和位表達式 35

4.6 邏輯運算符和邏輯表達式 36

4.7 成員運算符和成員表達式 37

4.8 身份運算符和身份表達式 38

4.9 運算符的優先級 39

4.10 技術解惑 41

4.10.1 身份運算符的特質 41

4.10.2 and和or的另一種 用法 41

4.10.3 “is”運算符和“==” 運算符的區別 41

4.11 常見面試題解析 42

4.12 課後練習 43

第5章 條件語句 44

5.1 什麼是條件語句 44

5.2 最簡單的if語句 44

5.3 使用if...else語句 45

5.4 使用if...elif...else語句 46

5.5 if語句的嵌套 47

5.6 實現switch語句的功能 48

5.6.1 使用elif實現 48

5.6.2 使用字典實現 49

5.6.3 自定義編寫一個類實現 49

5.7 技術解惑 50

5.7.1 剖析True和False條件判斷的用法 50

5.7.2 再次提醒不支持switch語句的問題 51

5.7.3 最簡潔的條件判斷語句寫法 51

5.8 常見面試題解析 51

5.9 課後練習 52

第6章 循環語句 53

6.1 使用for循環語句 53

6.1.1 基本的for循環語句 53

6.1.2 通過序列索引疊代 54

6.1.3 使用for…else循環語句 54

6.1.4 嵌套for循環語句 55

6.2 使用while循環語句 56

6.2.1 基本的while循環語句 56

6.2.2 使用while…else循環語句 57

6.2.3 死循環問題 57

6.2.4 使用while循環嵌套語句 58

6.3 使用循環控制語句 59

6.3.1 使用break語句 59

6.3.2 使用continue語句 60

6.3.3 使用pass語句 60

6.4 技術解惑 61

6.4.1 總結for循環語句 61

6.4.2 總結break和continue語句 61

6.4.3 使用while循環的註意事項 62

6.5 常見面試題解析 62

6.6 課後練習 62

第7章 使用列表 63

7.1 列表類型基礎 63

7.1.1 創建數字列表 63

7.1.2 訪問列表中的值 64

7.1.3 使用列表中的值 65

7.2 列表的基本操作 66

7.2.1 更新列表元素 66

7.2.2 插入新的元素 67

7.2.3 刪除列表中的元素 68

7.3 列表排列處理 70

7.3.1 使用方法sort()對列表進行永久性排序 70

7.3.2 使用方法sorted()對列表進行臨時排序 71

7.3.3 反轉輸出列表中的信息 72

7.3.4 獲取列表的長度 72

7.4 列表的高級操作 73

7.4.1 列表中的運算符 73

7.4.2 列表截取 73

7.4.3 列表嵌套 74

7.4.4 獲取列表元素中的最大值和最小值 74

7.4.5 追加其他列表中的值 75

7.4.6 在列表中統計某元素出現的次數 75

7.4.7 清空列表中的元素 75

7.4.8 復制列表中的元素 76

7.4.9 獲取列表中某個元素的索引 76

7.5 技術解惑 77

7.6 常見面試題解析 77

7.7 課後練習 77

第8章 使用元組、字典和集合 79

8.1 使用元組類型 79

8.1.1 創建並訪問元組 79

8.1.2 修改元組 80

8.1.3 刪除元組 81

8.1.4 元組索引和截取 81

8.1.5 使用內置方法操作元組 82

8.2 使用字典 82

8.2.1 創建並訪問字典 83

8.2.2 向字典中添加數據 83

8.2.3 修改字典 84

8.2.4 刪除字典中的元素 84

8.2.5 創建空字典 85

8.2.6 和字典有關的內置函數 85

8.3 遍歷字典 86

8.3.1 一次性遍歷所有的“鍵:值”對 86

8.3.2 遍歷字典中的所有鍵 86

8.3.3 按序遍歷字典中的所有鍵 87

8.3.4 遍歷字典中的所有值 87

8.4 字典嵌套 88

8.4.1 字典列表 88

8.4.2 在字典中存儲字典 89

8.4.3 在字典中存儲列表 90

8.5 使用其他內置方法 90

8.5.1 使用方法clear()清空字典 90

8.5.2 使用方法copy()復制字典 91

8.5.3 使用方法fromkeys()創建新字典 91

8.5.4 使用方法get()獲取指定鍵的值 92

8.5.5 使用方法setdefault()獲取指定鍵的值 92

8.5.6 使用方法update()修改字典 92

8.6 使用集合 93

8.7 類型轉換 93

8.7.1 內置類型轉換函數 94

8.7.2 類型轉換綜合演練 94

8.8 技術解惑 96

8.8.1 for遍歷方式並不是萬能的 96

8.8.2 兩種字典遍歷方式的性能對比 96

8.9 常見面試題解析 96

8.10 課後練習 97

第9章 使用函數 98

9.1 函數基礎 98

9.1.1 定義函數 98

9.1.2 調用函數 99

9.2 函數的參數 100

9.2.1 形參和實參 100

9.2.2 必需參數 100

9.2.3 關鍵字參數 100

9.2.4 默認參數 101

9.2.5 不定長參數 102

9.2.6 按值傳遞參數和按引用傳遞參數 102

9.3 函數的返回值 103

9.3.1 返回一個簡單值 103

9.3.2 可選實參 103

9.3.3 返回一個字典 104

9.4 變量的作用域 105

9.5 使用函數傳遞列表 106

9.5.1 訪問列表中的元素 106

9.5.2 在函數中修改列表 106

9.6 使用匿名函數 107

9.7 函數和模塊開發 108

9.7.1 導入整個模塊文件 108

9.7.2 只導入指定的函數 109

9.7.3 使用as指定函數別名 110

9.7.4 使用as指定模塊文件別名 110

9.7.5 導入所有函數 111

9.8 技術解惑 111

9.8.1 Python內置函數大全 111

9.8.2 模塊的復用 111

9.9 常見面試題解析 112

9.10 課後練習 113

第 10章 面向對象（上） 114

10.1 定義並使用類 114

10.1.1 定義類 114

10.1.2 類的基本用法 114

10.2 類對象 115

10.3 類方法 116

10.3.1 定義並使用類方法 116

10.3.2 構造方法 116

10.3.3 方法調用 118

10.3.4 創建多個實例 118

10.3.5 使用私有方法 119

10.3.6 析構方法 120

10.3.7 靜態方法和類方法 121

10.3.8 類的專有方法 121

10.4 類屬性 122

10.4.1 認識屬性 122

10.4.2 類屬性和實例 屬性 122

10.4.3 設置屬性的默認值 123

10.4.4 修改屬性的值 124

10.4.5 使用私有屬性 126

10.5 繼承 126

10.5.1 定義子類 127

10.5.2 在子類中定義方法 和屬性 128

10.5.3 子類可以繼續派生 新類 128

10.5.4 私有屬性和私有 方法 130

10.5.5 多重繼承 130

10.6 方法重寫 132

10.7 技術解惑 132

10.7.1 什麼是面向對象 132

10.7.2 Python語言的面向對象 編程 133

10.7.3 必須掌握的統一建模 語言 134

10.7.4 構造函數和析構函數的 特殊說明 134

10.8 常見面試題解析 134

10.9 課後練習 135

第 11章 面向對象（下） 136

11.1 模塊架構 136

11.1.1 最基本的模塊調用 136

11.1.2 目錄“__pycache__” 137

11.1.3 使用“__name__” 屬性 138

11.2 使用包 139

11.2.1 表示包 139

11.2.2 創建並使用包 140

11.3 導入類 141

11.3.1 只導入一個類 142

11.3.2 導入指定的類 142

11.3.3 從一個模塊文件中導入 多個類 143

11.3.4 導入整個模塊文件 143

11.3.5 在一個模塊文件中導入另一個模塊文件 144

11.4 疊代器 145

11.4.1 什麼是疊代器 145

11.4.2 創建並使用疊代器 146

11.4.3 使用內置疊代器 函數iter() 146

11.5 生成器 148

11.5.1 生成器的運行機制 148

11.5.2 創建生成器 149

11.5.3 註意生成器的第 一次 調用 149

11.5.4 使用協程重置生成器序列 150

11.6 裝飾器 151

11.6.1 創建裝飾器 151

11.6.2 使用裝飾器裝飾函數 151

11.6.3 使用裝飾器裝飾類 152

11.7 命名空間 153

11.7.1 命名空間的本質 153

11.7.2 查找命名空間 155

11.7.3 命名空間的生命周期 155

11.7.4 命名空間訪問函數locals()與globals() 156

11.8 閉包 157

11.8.1 閉包的概念 157

11.8.2 閉包和嵌套函數 158

11.8.3 使用閉包記錄函數的調用次數 158

11.8.4 使用閉包實現延遲請求 159

11.8.5 閉包和裝飾器 159

11.8.6 使用閉包定義泛型函數 160

11.9 技術解惑 160

11.9.1 導入包的秘訣 160

11.9.2 無限疊代器的秘密 161

11.10 常見面試題解析 161

11.11 課後練習 162

第 12章 文件操作 163

12.1 使用open()函數打開文件 163

12.2 使用File操作文件 164

12.2.1 File對象介紹 164

12.2.2 使用close()方法 165

12.2.3 使用方法flush() 166

12.2.4 使用方法fileno() 166

12.2.5 使用方法isatty() 166

12.2.6 使用方法next() 167

12.2.7 使用方法read() 167

12.2.8 使用方法readline() 168

12.2.9 使用方法readlines() 169

12.2.10 使用方法seek() 169

12.2.11 使用方法tell() 170

12.2.12 使用方法truncate() 170

12.2.13 使用方法writelines() 171

12.3 使用OS對象 172

12.3.1 OS對象介紹 172

12.3.2 使用方法access() 172

12.3.3 使用方法chdir() 173

12.3.4 使用方法chmod() 173

12.3.5 打開、寫入和關閉 174

12.3.6 讀取 175

12.3.7 創建目錄 176

12.3.8 獲取目錄下的信息 177

12.3.9 修改目錄 178

12.3.10 刪除目錄 179

12.4 其他常見的文件操作 181

12.4.1 使用fileinput模塊 181

12.4.2 批量獲取文件名 181

12.5 技術解惑 182

12.5.1 註意包含文件的具體範圍 182

12.5.2 4點註意事項 182

12.6 常見面試題解析 182

12.7 課後練習 183

第 13章 異常處理 184

13.1 語法錯誤 184

13.2 處理異常 185

13.2.1 異常的特殊之處 185

13.2.2 使用“try…except”處理異常 185

13.2.3 使用“try…except…else”處理異常 187

13.2.4 使用“try…except…finally”語句 188

13.3 拋出異常 188

13.3.1 使用raise拋出異常 189

13.3.2 使用assert語句 189

13.3.3 自定義異常 190

13.4 內置異常 190

13.4.1 處理ZeroDivisionError異常 191

13.4.2 FileNotFoundError異常 192

13.4.3 except捕獲方式 193

13.4.4 使用函數testmod() 193

13.4.5 使用單元測試函數testfile() 194

13.5 技術解惑 195

13.5.1 註意assert語句的妙用 195

13.5.2 定義清理行為 195

13.6 常見面試題解析 196

13.7 課後練習 196

第 14章 正則表達式 197

14.1 基本語法 197

14.1.1 普通字符 197

14.1.2 非打印字符 198

14.2 使用re模塊 198

14.2.1 re模塊庫函數介紹 198

14.2.2 使用函數compile() 199

14.2.3 使用函數match() 199

14.2.4 使用函數search() 200

14.2.5 使用函數findall() 201

14.2.6 sub()和subn()函數 202

14.3 使用Pattern對象 203

14.4 正則表達式模式 204

14.5 技術解惑 206

14.5.1 為什麼使用正則表達式 206

14.5.2 分析函數match()和函數search()的區別 207

14.6 常見面試題解析 207

14.7 課後練習 207

第 15章 多線程開發 208

15.1 線程和進程基礎 208

15.2 Python線程處理 208

15.2.1 使用_thread模塊 209

15.2.2 使用threading模塊：threading模塊介紹 209

15.2.3 使用threading模塊：直接在線程中運行函數 210

15.2.4 使用threading模塊：通過繼承類threading.Thread創建 210

15.2.5 使用threading模塊：線程等待 211

15.2.6 使用threading模塊：線程同步 211

15.3 線程優先級隊列模塊queue 212

15.3.1 模塊queue中的常用方法 212

15.3.2 基本FIFO隊列 213

15.3.3 LIFO隊列 214

15.3.4 優先級隊列 214

15.4 使用模塊subprocess創建進程 215

15.4.1 模塊subprocess介紹 215

15.4.2 使用類Popen創建進程 217

15.5 技術解惑 218

15.5.1 線程的意義 218

15.5.2 線程和進程的區別 218

15.6 常見面試題解析 219

15.7 課後練習 220

第 16章 Tkinter圖形化界面開發 221

16.1 Python圖形化界面開發基礎 221

16.1.1 GUI介紹 221

16.1.2 使用Python語言編寫GUI程序 221

16.2 Tkinter開發基礎 222

16.2.1 第 一個Tkinter程序 222

16.2.2 向窗體中添加組件 223

16.3 Tkinter的組件開發詳解 223

16.3.1 Tkinter的組件概覽 224

16.3.2 使用按鈕控件 225

16.3.3 使用文本框控件 226

16.3.4 使用菜單控件 227

16.3.5 使用標簽控件 227

16.3.6 使用單選按鈕和復選框控件 228

16.3.7 使用繪圖控件 230

16.4 庫Tkinter的事件 231

16.4.1 Tkinter事件基礎 231

16.4.2 動態繪圖程序 233

16.5 實現對話框效果 235

16.5.1 創建消息框 235

16.5.2 創建輸入對話框 236

16.5.3 創建打開和保存文件對話框 237

16.5.4 創建顏色選擇對話框 238

16.5.5 創建自定義對話框 238

16.6 技術解惑 239

16.6.1 格外註意方法pack()的參數 239

16.6.2 務必註意方法grid()的參數 239

16.6.3 務必註意方法place()的參數 240

16.7 常見面試題解析 240

16.8 課後練習 240

第 17章 網絡編程 241

17.1 網絡開發基礎 241

17.1.1 OSI七層網絡模型 241

17.1.2 TCP/IP 242

17.2 套接字編程 242

17.2.1 socket()函數介紹 242

17.2.2 socket對象的內置函數和屬性 243

17.2.3 使用套接字建立TCP“客戶端/服務器”連接 244

17.2.4 使用套接字建立UDP“客戶端/服務器”連接 246

17.3 socketserver編程 247

17.3.1 socketserver模塊基礎 247

17.3.2 使用socketserver創建TCP“客戶端/服務器”連接 248

17.4 HTTP開發 249

17.4.1 使用urllib包 249

17.4.2 使用HTTP包 251

17.5 收發電子郵件 252

17.5.1 開發POP3程序 253

17.5.2 開發SMTP程序 255

17.6 技術解惑 257

17.6.1 詳細剖析客戶端/服務器編程模型 257

17.6.2 詳細剖析類 HTTPConnection中的方法 258

17.7 常見面試題解析 259

17.8 課後練習 260

第 18章 數據庫開發 261

18.1 操作SQLite3數據庫 261

18.2 操作MySQL數據庫 263

18.2.1 搭建PyMySQL環境 263

18.2.2 實現數據庫連接 263

18.2.3 創建數據庫表 264

18.2.4 數據庫插入操作 265

18.2.5 數據庫查詢操作 265

18.2.6 數據庫更新操作 266

18.2.7 數據庫刪除操作 267

18.2.8 執行事務 267

18.3 使用ORM操作數據庫 268

18.3.1 Python和ORM 268

18.3.2 使用SQLAlchemy 269

18.4 技術解惑 271

18.4.1 靈活使用查詢運算符 271

18.4.2 掌握between關鍵字的用法 271

18.4.3 了解關聯表操作的秘密 271

18.4.4 自行查閱並掌握SQL的知識 272

18.5 常見面試題解析 272

18.6 課後練習 272

第 19章 Python動態Web開發基礎 273

19.1 使用Django框架 273

19.1.1 搭建Django環境 273

19.1.2 常用的Django命令 273

19.1.3 第 一個Django項目 274

19.1.4 在URL中傳遞參數 276

19.1.5 使用模板 278

19.1.6 使用表單 282

19.1.7 實現基本的數據庫操作 283

19.1.8 使用Django後臺系統開發博客系統 284

19.2 使用Flask框架 286

19.2.1 開始使用Flask框架 286

19.2.2 傳遞URL參數 288

19.2.3 使用session和cookie 289

19.2.4 文件上傳 290

19.3 技術解惑 291

19.3.1 “客戶端/服務器”開發模式 291

19.3.2 Python Web客戶端開發是大勢所趨 291

19.4 常見面試題解析 292

19.5 課後練習 292

第 20章 使用Pygame開發遊戲 293

20.1 Pygame開發基礎 293

20.1.1 Pygame框架中的模塊 293

20.1.2 事件 295

20.1.3 顯示模式設置 297

20.1.4 字體處理 298

20.1.5 像素和顏色處理 298

20.1.6 使用Surface繪制圖像 299

20.1.7 使用pygame.draw繪圖函數 300

20.2 開發一款俄羅斯方塊遊戲 301

20.3 技術解惑 306

20.3.1 計算機遊戲開發的必備知識 306

20.3.2 如何創建Surface對象 307

20.4 常見面試題解析 307

20.5 課後練習 308

第 21章 使用Matplotlib實現數據挖掘 309

21.1 數據可視化 309

21.2 初級繪圖 309

21.2.1 繪制點 309

21.2.2 繪制折線 310

21.2.3 設置標簽文字和線條粗細 311

21.3 高級繪圖 312

21.3.1 自定義散點圖樣式 312

21.3.2 繪制柱狀圖 313

21.3.3 繪制多幅子圖 316

21.3.4 繪制曲線 318

21.4 技術解惑 322

21.4.1 充分利用官方資源 322

21.4.2 如何實現子圖 322

21.5 常見面試題解析 323

21.6 課後練習 324

第 22章 民宿信息可視化分析系統（網絡爬蟲+Django+Echarts可視化） 325

22.1 系統背景介紹 325

22.2 爬蟲抓取信息 326

22.2.1 系統配置 326

22.2.2 Item處理 326

22.2.3 具體爬蟲 327

22.2.4 獲取民宿的價格信息 327

22.2.5 下載器中間件 329

22.2.6 保存爬蟲信息 331

22.3 數據可視化 334

22.3.1 數據庫設計 334

22.3.2 視圖顯示 336

第 23章 人工智能和AI自動化編程 340

23.1 人工智能介紹 340

23.1.1 人工智能的發展方向和技術 340

23.1.2 人工智能在生活中的作用 341

23.2 自動化編程和AIGC 341

23.2.1 自動化編程介紹 341

23.2.2 AIGC介紹 342

23.2.3 AIGC和自動化編程的關系 343

23.2.4 常用的AIGC自動化編程工具 343

23.3 ChatGPT與自動化編程 344

23.3.1 ChatGPT的主要特點 344

23.3.2 ChatGPT在編程方面的功能 344

23.4 Kimi與自動化編程 345

23.4.1 Kimi的主要特點 345

23.4.2 Kimi在編程方面的功能 345

第 24章 AI自動化編程實戰 346

24.1 AI自動化編程學習助手 346

24.1.1 基於ChatGPT的學習助手 346

24.1.2 基於Kimi的學習助手 347

24.2 AIGC工具生成代碼摘要和解釋 348

24.2.1 基於ChatGPT的代碼摘要和解釋 348

24.2.2 基於Kimi的代碼摘要和解釋 349

24.3 用AIGC生成代碼並添加註釋 350

24.3.1 基於ChatGPT生成代碼和註釋 350

24.3.2 基於Kimi生成代碼和註釋 351

24.4 用AIGC進行代碼補全 352

24.5 用AIGC進行代碼重構和優化 353

24.5.1 基於ChatGPT的代碼重構和優化 353

24.5.2 基於Kimi的代碼重構和優化 354

24.6 用AIGC進行代碼糾錯 354

24.6.1 基於ChatGPT的代碼糾錯 355

24.6.2 基於Kimi的代碼糾錯 355

24.7 用AIGC輔助學習官方開發文檔 355

24.7.1 使用ChatGPT學習官方開發文檔 356

24.7.2 使用Kimi學習官方開發文檔 356

第 25章 基於ChatGPT和Kimi實現的貪吃蛇遊戲 358

25.1 基於ChatGPT實現的遊戲背景介紹 358

25.2 基於Kimi的需求分析 358

25.3 用大模型實現一個簡易版的貪吃蛇遊戲 360

25.4 用大模型增加遊戲等級功能 362

25.5 使用Kimi美化遊戲界面 364

25.5.1 增加蛇的素材圖片 365

25.5.2 增加遊戲背景圖 367

25.5.3 用大模型增加代碼註釋 370

25.6 用大模型講解代碼 372

25.6.1 大模型總結功能和技術棧 373

25.6.2 用大模型對代碼進行剖析 373

第 26章 基於DeepSeek實現的五子棋遊戲 379

26.1 基於DeepSeek實現的遊戲背景介紹 379

26.2 基於DeepSeek的需求分析 380

26.3 具體編程實現 381

26.4 用大模型增加AI人機對戰功能 383

26.4.1 DeepSeek的第 一次回答 383

26.4.2 第 一次回答 386

26.5 使用DeepSeek美化遊戲界面 390

26.5.1 增加棋盤素材圖片 390

26.5.2 增加音頻特效 393

26.6 用DeepSeek講解代碼 396

26.6.1 總結功能和技術棧 396

26.6.2 用DeepSeek對代碼進行剖析 398