Python程序設計與數據處理（微課視頻版）

張雲飛，男，漢族，1982年7生，畢業於西安交通大學數學系，理學碩士，副教授，數據科學與大數據技術專業教研室主任。主要講授數學建模、數理統計、機器學習和深度學習等課程，研究方向為大數據、人工智能。主持教育部協同育人項目3項，鄂爾多斯市重點研發計劃項目1項，內蒙古自然科學基金項目1項，學院重點教學改革研究項目1項，作為主要參與人參與自治區自然科學基金、自治區高校科研項目、自治區教學質量工程項目等各類項目10余項。以第一作者發表學術論文5篇，其中中文核心3篇，教學改革論文2篇，主編教材2部，授權軟件著作權2項。近三年輔導學生參加全國大學生數學競賽獲得全國三等獎1項，自治區一等獎3項，二等獎5項，組織指導學生參加全國大學生數據統計與分析競賽獲得全國三等獎2項，指導大學生創新創業自治區級項目1項。

目錄

配套資源（教學課件、源碼、教學大綱）

基礎篇

第1章Python語言概述（36min）

1.1初識Python語言

1.1.1Python的發展歷程

1.1.2Python語言的特點

1.1.3Python的應用領域

1.2Python開發環境

1.2.1安裝Python開發環境

1.2.2Python開發工具

1.3實訓任務——第1個Python程序

本章總結

作業與練習

第2章Python語言基礎知識（85min）

2.1Python基礎語法

2.1.1語句和代碼塊

2.1.2代碼註釋

2.1.3標識符

2.1.4關鍵字

2.1.5輸入和輸出函數

2.2變量的定義和使用

2.2.1什麼是變量

2.2.2變量的創建和修改

2.2.3變量的命名

2.2.4刪除變量

2.3變量的數據類型

2.3.1常見的數據類型

2.3.2數據類型轉換函數

2.4運算符

2.4.1算術運算符

2.4.2賦值運算符

2.4.3比較運算符

2.4.4邏輯運算符

2.4.5位運算符

2.4.6運算符優先級

2.4.7數值計算函數

2.5實訓任務1——數據交換算法

2.6實訓任務2——計算兩點間的距離

本章總結

作業與練習

第3章程序控制結構（174min）

3.1基本程序結構

3.1.1順序結構

3.1.2分支結構

3.1.3循環結構

3.2分支語句

3.2.1單分支語句

3.2.2雙分支語句

3.2.3多分支語句

3.2.4分支嵌套

3.3循環語句

3.3.1while循環

3.3.2for循環

3.3.3循環嵌套

3.3.4跳轉語句

3.4程序的異常處理

3.4.1異常的概念

3.4.2Python的異常類

3.4.3異常處理機制

3.5實訓任務1——計算年終獎

3.6實訓任務2——猜數遊戲

本章總結

作業與練習

第4章字符串（62min）

4.1字符串的定義和使用

4.1.1字符串的定義

4.1.2字符串的訪問

4.1.3字符串的運算

4.1.4字符串的格式化

4.2轉義字符和原始字符串

4.2.1轉義字符

4.2.2原始字符串

4.2.3字符編碼介紹

4.3字符串相關函數和方法

4.3.1字符串相關函數

4.3.2字符串常用方法

4.4實訓任務1——數學計算器

4.5實訓任務2——設置密碼

本章總結

作業與練習

第5章函數與模塊（159min）

5.1函數的定義和調用

5.1.1函數的定義

5.1.2函數的調用

5.2函數的參數和返回值

5.2.1函數的參數傳遞

5.2.2函數參數標註

5.2.3函數的返回值

5.3函數的遞歸

5.4Python內置函數

5.4.1數學運算函數

5.4.2字符串運算函數和方法

5.5Python模塊

5.5.1模塊的概念

5.5.2模塊的分類

5.5.3模塊的使用

5.5.4正則表達式模塊

5.6實訓任務1——斐波那契數列

5.7實訓任務2——人臉檢測與識別模塊

本章總結

作業與練習

第6章組合數據類型（108min）

6.1容器簡介

6.2列表

6.2.1列表的創建

6.2.2列表元素的訪問和修改

6.2.3列表元素的添加和刪除

6.2.4列表的運算

6.2.5列表元素的統計、查找和排序

6.3列表的高級應用

6.3.1列表和字符串

6.3.2列表推導式

6.3.3二維列表

6.4元組

6.4.1元組的創建

6.4.2元組中的元素訪問

6.4.3元組和列表

6.5字典

6.5.1字典的創建

6.5.2字典元素的訪問與刪改

6.5.3字典的常用方法

6.6集合

6.6.1集合的創建

6.6.2集合元素的添加與刪除

6.6.3集合運算

6.7實訓任務1——拋硬幣實驗

6.8實訓任務2——矩陣運算

6.9實訓任務3——投票選舉班長

本章總結

作業與練習

進階篇

第7章面向對象編程（126min）

7.1面向對象編程概述

7.1.1面向對象編程的基本概念

7.1.2面向對象編程的特點

7.2創建類和對象

7.2.1創建類

7.2.2創建對象

7.3構造方法和析構方法

7.3.1構造方法

7.3.2析構方法

7.3.3self參數

7.3.4成員變量和類變量

7.3.5類的方法

7.4類的繼承

7.4.1繼承的實現

7.4.2方法的重寫

7.4.3多繼承

7.5類的多態

7.6運算符重載

7.6.1加法運算符重載

7.6.2索引和分片重載

7.6.3定制對象的字符串形式

7.7實訓任務1——學生信息管理系統

7.8實訓任務2——員工薪資計算

本章總結

作業與練習

第8章文件的讀寫與操作（97min）

8.1文件的概念及分類

8.1.1文件的基本操作

8.1.2上下文管理語句with

8.2二進制文件與對象序列化

8.2.1pickle模塊讀寫二進制文件

8.2.2struct模塊讀寫二進制文件

8.2.3使用shelve模塊讀寫二進制文件

8.2.4marshal模塊操作二進制文件

8.3文件與文件夾操作

8.3.1os模塊

8.3.2os.path模塊

8.3.3shutil模塊

8.4CSV文件操作

8.4.1CSV文件介紹

8.4.2CSV文件讀寫

8.4.3Pandas模塊讀寫CSV文件

8.5JSON文件操作

8.5.1JSON簡介

8.5.2JSON讀寫

8.6Office文件操作

8.6.1Word文件讀寫

8.6.2Excel文件讀寫

8.7圖像文件讀寫

8.7.1圖像文件讀寫簡介

8.7.2圖像文件操作

8.8實訓任務1——文件管理器

8.9實訓任務2——文本文件查看器開發

本章總結

作業與練習

第9章網絡編程

9.1網絡編程基礎

9.1.1網絡參考模型

9.1.2TCP/IP

9.1.3IP地址

9.1.4端口號

9.1.5Socket模塊

9.2UDP編程

9.2.1UDP簡介

9.2.2UDP通信

9.3TCP編程

9.3.1TCP簡介

9.3.2TCP通信

9.3.3三次握手和四次揮手

9.4多線程編程

9.4.1進程和線程的概念

9.4.2創建線程的兩種方法

9.5同步、異步、阻塞和非阻塞

9.5.1同步、異步、阻塞和非阻塞的基本概念

9.5.2同步阻塞

9.5.3同步非阻塞

9.5.4異步非阻塞

9.6requests模塊

9.6.1requests模塊的介紹

9.6.2requests模塊的使用

9.7實訓任務——網絡聊天室

本章總結

作業與練習

應用篇

第10章網絡爬蟲

10.1網絡爬蟲概述

10.1.1網絡爬蟲的概念

10.1.2網絡爬蟲的分類

10.1.3網絡爬蟲的安全性與合規性

10.2使用Python獲取網頁數據

10.3使用BeautifulSoup進行網頁解析

10.3.1BeautifulSoup的介紹與安裝

10.3.2使用BeautifulSoup對網頁進行解析

10.3.3使用BeautifulSoup解析指定標簽數據

10.4數據持久化與請求頭

10.4.1數據持久化到CSV文件

10.4.2設置HTTP請求頭

10.5實訓任務——圖書信息的收集與保存

本章總結

作業與練習

第11章數據庫編程（90min）

11.1數據庫簡介

11.2安裝MySQL數據庫

11.3操作MySQL數據庫

11.3.1常用的SQL語句

11.3.2Python訪問MySQL

11.4實訓任務——將圖書信息保存到MySQL中

本章總結

作業與練習

第12章數據分析（202min）

12.1數據分析基礎

12.1.1數據分析具體用途

12.1.2數據分析類別

12.1.3數據分析的基本流程

12.2NumPy基礎

12.2.1NumPy數據類型

12.2.2創建數組

12.2.3數組切片與檢索

12.2.4NumPy數組運算

12.2.5NumPy數組拼接合並

12.2.6NumPy矩陣運算

12.3Pandas基礎

12.3.1Pandas的數據結構

12.3.2Series相關操作

12.3.3DataFrame相關操作

12.3.4Pandas索引對象

12.4實訓任務——大學生體測數據分析

本章總結

作業與練習

第13章數據可視化（147min）

13.1數據可視化概述

13.1.1數據可視化發展史

13.1.2數據可視化基本概念

13.1.3數據可視化技術構成

13.1.4數據可視化的應用範疇與挑戰

13.2常見的數據可視化圖表

13.2.1柱狀圖

13.2.2散點圖

13.2.3餅圖

13.2.4折線圖

13.2.5直方圖

13.2.6箱形圖

13.3Matplotlib繪圖工具

13.3.1創建畫布

13.3.2創建子圖

13.3.3顏色、標記和線型

13.3.4刻度、標簽和圖例

13.3.5註解與繪圖

13.3.6圖表保存文件

13.3.7其他圖表元素

13.4用Matplotlib繪圖

13.5seaborn數據可視化模塊

13.6可視化的註意事項

13.7實訓任務——生源數據可視化分析

本章總結

作業與練習