商品描述
本書面向本科非計算機專業學生，涵蓋海洋工程類、能源動力類、材料類、食品科學與工程類、機械類、土木類共6個學科大類及25個學科專業，通過“場景生活化”“技術趣味化”“跨學科連接”三大策略，構建從基礎到應用的完整編程學習體系。全書共8章，主要內容如下。第1章開啟編程思維，通過梳理計算機語言發展歷程與解析Python語言特性，引導學生建立編程認知；第2章深入Python語法基礎，聚焦數據類型、變量與常量、基本輸入與輸出函數、運算符與表達式、代碼規範，通過字符串處理、類型轉換等實踐培養學生基本編程素養，強調代碼可讀性與規範性；第3章解析Python流程控制，以分支結構與循環結構為核心，將抽象邏輯轉化為可視化創作，幫助學生提升問題解決能力；第4章聚焦組合數據類型，系統講解序列（含列表、元組、字符串等）、集合、字典等結構的操作技巧，並通過jieba庫實現中文分詞與詞頻統計，展示數據處理的實際應用；第5章以函數為代碼復用工具，剖析參數傳遞、變量作用域機制及高階函數，結合遞歸函數與匿名函數，幫助學生強化代碼模塊化設計思維；第6章圍繞文件I/O展開，覆蓋文件路徑管理、讀/寫操作及數據組織維度的處理，通過具體案例幫助學生實現自動化辦公應用；第7章介紹面向對象程序設計，以類與對象為基礎，解析繼承、多態與封裝特性，結合實例展示代碼復用與擴展性優勢；第8章拓展第三方庫應用，涵蓋數值計算、數據分析、數據可視化、機器學習框架、Python爬蟲、簡單遊戲開發中的碰撞檢測等方向，通過跨學科案例打通編程與專業領域的融合通道，塑造學生面向專業的計算思維與創新素養。
目錄大綱
目錄
第1章 認識Python 1
1.1 計算機語言概述 1
1.1.1 計算機語言發展歷程 1
1.1.2 高級語言的執行原理 2
1.2 Python語言 3
1.2.1 Python語言發展歷程 4
1.2.2 Python語言核心優勢 4
1.3 開發環境搭建 5
1.3.1 Python的版本選擇 5
1.3.2 Python的安裝 5
1.3.3 運行Python程序 6
1.4 程序設計基礎 9
1.4.1 程序設計基本流程 9
1.4.2 IPO設計方法 10
1.4.3 程序設計案例：簡易計算器 10
1.5 Python設計哲學 14
1.5.1 Python之禪 14
1.5.2 核心原則解讀 14
1.6 本章小結 15
本章習題 15
第2章 Python語法基礎 17
2.1 數據類型 17
2.1.1 數字類型 17
2.1.2 文本類型 20
2.1.3 布爾類型 21
2.1.4 數據類型轉換 22
2.1.5 eval()函數 25
2.2 變量與常量 26
2.2.1 標識符命名規範 26
2.2.2 變量及其特性 27
2.2.3 變量的賦值方式 28
2.2.4 Python中的常量約定 30
2.3 基本輸入與輸出函數 30
2.3.1 內置函數 30
2.3.2 輸出函數print() 31
2.3.3 輸入函數input() 34
2.4 運算符與表達式 36
2.4.1 算術/比較/邏輯運算符 36
2.4.2 成員/身份/位運算符 40
2.4.3 運算符優先級 43
2.4.4 表達式應用案例 43
2.5 代碼規範 44
2.5.1 清晰的變量命名 44
2.5.2 清晰的註釋 45
2.5.3 規範的代碼縮進 46
2.6 模塊化編程 46
2.6.1 Python中的模塊 46
2.6.2 模塊導入的方法 47
2.6.3 標準庫函數 48
2.7 綜合案例：船舶航行數據采集與分析 50
2.8 本章小結 53
本章習題 53
第3章 Python流程控制 55
3.1 程序流程表示 55
3.1.1 流程圖 55
3.1.2 程序的基本結構 56
3.2 分支結構 57
3.2.1 單分支結構 57
3.2.2 雙分支結構 58
3.2.3 多分支結構 60
3.3 循環結構 63
3.3.1 循環結構三要素 63
3.3.2 while語句 63
3.3.3 for語句 65
3.3.4 跳轉語句 67
3.3.5 循環嵌套 70
3.4 程序的異常處理 72
3.4.1 異常處理的基本概念 72
3.4.2 try-except語句 73
3.4.3 try-except-…-except語句 73
3.4.4 try-except-…-except-else-finally語句 74
3.5 Turtle 75
3.5.1 基本概念 76
3.5.2 Turtle的坐標體系 76
3.5.3 其他常用控制函數 79
3.6 綜合案例：動態繪制彩色同心圓 82
3.7 本章小結 85
本章習題 85
第4章 組合數據類型 89
4.1 序列 89
4.1.1 序列概述 89
4.1.2 列表 89
4.1.3 元組 95
4.1.4 字符串 96
4.1.5 序列例題 99
4.2 集合 102
4.2.1 創建集合 102
4.2.2 修改集合 103
4.2.3 集合運算 103
4.2.4 常用的集合函數 104
4.3 字典 104
4.3.1 創建字典 104
4.3.2 訪問字典 104
4.3.3 添加或修改鍵值對 107
4.3.4 刪除鍵值對 107
4.3.5 字典的常用內置函數及方法 107
4.3.6 字典例題 108
4.4 綜合性習題 109
4.5 jieba庫 112
4.5.1 核心特性和技術原理 112
4.5.2 jieba庫使用步驟 113
4.5.3 jieba庫應用案例 114
4.6 本章小結 116
本章習題 116
第5章 函數 118
5.1 函數基礎知識 119
5.1.1 函數的定義 119
5.1.2 函數的調用 120
5.2 函數參數傳遞 123
5.2.1 位置參數 123
5.2.2 關鍵字參數 123
5.2.3 默認參數 123
5.2.4 可變參數 124
5.3 變量作用域 127
5.3.1 局部變量 128
5.3.2 全局變量與global關鍵字 128
5.3.3 嵌套函數與nonlocal關鍵字 131
5.4 特殊函數 134
5.4.1 匿名函數 134
5.4.2 遞歸函數 134
5.4.3 高階函數 141
5.4.4 filter()數據過濾 146
5.5 綜合案例：學生成績分析與處理 148
5.6 本章小結 154
本章習題 154
第6章 文件I/O 158
6.1 文件基礎知識 158
6.1.1 文件的類型 158
6.1.2 文件的打開與關閉 159
6.1.3 文件的編碼 160
6.2 文件操作 161
6.2.1 文件的讀取 161
6.2.2 文件的寫入 162
6.3 數據組織的維度 163
6.3.1 數據組織維度的基本概念 163
6.3.2 一維數據的處理 165
6.3.3 二維數據的處理 165
6.4 Python標準庫CSV模塊 166
6.4.1 基礎讀取 166
6.4.2 寫入CSV文件 167
6.4.3 其他常見問題處理 168
6.5 例題解析 169
6.6 本章小結 171
本章習題 171
第7章 面向對象程序設計 173
7.1 類與對象的定義 173
7.1.1 類與對象 173
7.1.2 類的定義 173
7.2 對象的創建與使用 174
7.2.1 對象的創建 174
7.2.2 self參數與__init__()方法 175
7.2.3 屬性與方法 175
7.3 訪問權限 182
7.3.1 公有屬性和私有屬性 182
7.3.2 公有方法和私有方法 183
7.4 繼承與派生 185
7.4.1 繼承性 185
7.4.2 派生類的定義與使用 186
7.5 多態 192
7.6 綜合案例：動物園管理系統 198
7.7 本章小結 202
本章習題 202
第8章 Python生態 206
8.1 數值計算：NumPy 206
8.1.1 NumPy數組 206
8.1.2 數學和統計功能 210
8.1.3 綜合案例：船舶速度預測 213
8.2 數據分析：Pandas 215
8.2.1 Pandas基礎 215
8.2.2 數據分析與統計 221
8.2.3 綜合案例：船舶航行數據分析 223
8.3 數據可視化 225
8.3.1 可視化基礎 225
8.3.2 Matplotlib的使用 226
8.3.3 Seaborn的使用 233
8.4 機器學習框架：PyTorch 238
8.4.1 PyTorch簡介 238
8.4.2 張量基礎 239
8.4.3 自動微分 240
8.4.4 構建並訓練神經網絡 241
8.4.5 綜合案例：MNIST手寫數字識別 245
8.5 Python爬蟲 248
8.5.1 網絡爬蟲基礎 248
8.5.2 Python爬蟲基礎工具 254
8.5.3 數據清洗 263
8.5.4 爬蟲綜合案例：爬取豆瓣電影 269
8.6 簡單遊戲開發：Pygame 275
8.6.1 安裝Pygame 275
8.6.2 Pygame初始化模塊 275
8.6.3 遊戲主循環 277
8.6.4 繪制圖形與文本 279
8.6.5 處理用戶輸入 283
8.6.6 添加圖像和聲音 283
8.6.7 碰撞檢測 284
8.6.8 綜合項目實戰：簡單的小遊戲 284
8.7 本章小結 287
結束語 288
