内容简介

《Python入门经典:以解决计算问题为导向的Python编程实践》是一本系统而科学的Python入门教程，美国密歇根州立大学等多所美国知名高校采用其作为编程语言的入门教材，被奉为经典。它不仅从计算机教学和计算机科学的角度讲解了初学者如何才能更有效地去学习Python，而且特别强调用Python解决生活中的实际问题，精心组织了大量来源于生活中不同领域的与数值计算和数据处理相关的案例。通过《Python入门经典:以解决计算问题为导向的Python编程实践》，读者不仅能系统掌握Python编程相关的知识，而且还能掌握利用Python处理各种与数据相关的问题。《Python入门经典:以解决计算问题为导向的Python编程实践》分为五部分，第一部分介绍计算机设备的一般概念和一些计算机术语；第二部分开始介绍编程的基本知识，包括入门知识和控制语句，为后续内容做铺垫；第三部分讲述数据结构和函数，包括字符串、列表和元组、字典和集合、文件、函数、算法和程序等进阶内容，有助于读者提升编程技能；第四部分重点介绍如何使用类定义数据结构和算法、开发程序等，培养读者运用Python语言来实现基本的计算思想和策略的能力；第五部分主要介绍异常、测试和递归，旨在使读者成为更好的程序员。《Python入门经典:以解决计算问题为导向的Python编程实践》深入浅出，每一章节均给出了大量的实例、示范代码和自测练习，便于读者理解和掌握相关知识。读者通过学习《Python入门经典:以解决计算问题为导向的Python编程实践》，不仅能掌握Python语言的基本知识，还能学习如何在实践中运用该语言解决问题。

作品目录

译者序

前言

第一部分 关于计算机的思考

第0章 计算机科学研究

0.1为什么要研究计算机科学

0.1.1计算机科学的重要性

0.1.2计算机“科学”

0.1.3通过编程学习计算机科学

0.2编程的困难和使命

0.2.1困难1：同时做两件事

0.2.2困难2：什么是好程序

0.2.3程序的使命

0.3选择一种计算机语言

0.3.1各种计算机语言

0.3.2为什么选Python

0.3.3Python是最好的程序语言吗

0.4什么是计算

0.5什么是计算机

0.5.1自然界中的计算

0.5.2人类制造的计算机

0.6现代电子计算机

0.6.1就是开关

0.6.2晶体管

0.7从更高层面来了解现代计算机

0.8数据表示

0.8.1二进制数据

0.8.2使用二进制

0.8.3局限性

0.8.4字符表示

0.8.5其他数据表示

0.8.6数字代表什么

0.8.7数据量

0.8.8数据量有多大

0.9后续章节概述

0.10总结

第二部分 开始编程

第1章 入门

1.1练习，练习，再练习

1.2快速入门——计算圆周长的程序

1.3交互式会话

1.4程序组成部分

1.4.1模块

1.4.2表达式和语句

1.4.3空白

1.4.4注释

1.4.5Python 的特殊元素：标记

1.4.6对象命名

1.5变量

1.6对象和类型

1.6.1数字

1.6.2其他内置类型

1.6.3对象类型：非变量类型

1.6.4创建新值

1.7运算符

1.7.1整数运算符

1.7.2浮点运算符

1.7.3混合运算符

1.7.4运算符顺序和圆括号

1.7.5增强的赋值运算符：快捷方式

1.8第一个模块：math模块

1.9开发算法

1.10总结

1.11视觉场景：海龟绘图

习题

编程项目

第2章 控制语句

2.1选择语句：if

2.1.1利用布尔值做决定

2.1.2if 语句

2.1.3示例：在篮球运动中，领先多少分才安全

2.1.4循环

2.1.5例子：寻找完全数

2.1.6例子：对数字分类

2.2深入控制语句

2.2.1真与假：布尔值

2.2.2布尔变量

2.2.3关系运算符

2.2.4布尔运算符

2.2.5优先级

2.2.6布尔运算符示例

2.2.7另一种赋值方式

2.2.8用于判定的选择语句

2.2.9Python判定语句进阶

2.2.10循环：while语句

2.2.11信号量循环

2.2.12循环总结

2.2.13for语句进阶

2.2.14嵌套

2.2.15冰雹序列示例

2.3视觉场景：用pylab对数据绘图

2.3.1使用列表和第一次绘制

2.3.2更有趣的绘图：正弦波

2.4计算机科学观点：最小的通用计算

2.5总结

习题

编程项目

第3章 算法和程序开发

3.1什么是算法

3.2算法特征

3.2.1算法和程序

3.2.2细化

3.2.3有效性

3.2.4指定行为

3.2.5通用算法

3.2.6真的可以实现一切吗

3.3程序是什么

3.3.1可读性

3.2.2鲁棒性

3.3.3正确性

3.4程序设计策略

3.4.1参与并提交

3.4.2了解，然后想象

3.4.3编程之前先思考

3.4.4实验

3.4.5简化

3.4.6停下来思考

3.4.7放松：让自己休息一下

3.5简单示例

3.5.1搭建框架

3.5.2输出

3.5.3输入

3.5.4计算

3.6总结

习题

第三部分 组织：数据结构和函数

第4章 字符串

4.1字符串类型

4.1.1三重引号字符串

4.1.2非显示字符

4.1.3字符串表示形式

4.1.4字符序列

4.1.5索引和分片

4.2字符串操作

4.2.1连接（+）和重复（*）

4.2.2“+”什么时候表示加法运算，什么时候表示连接运算

4.2.3比较运算符

4.2.4in运算符

4.2.5字符串集合是不可变的

4.3函数和方法预览

4.3.1第一步：什么是函数

4.3.2选择方法的名字和参数

4.3.3字符串方法

4.3.4字符串函数

4.4字符串的格式化输出

4.4.1描述符码

4.4.2宽度描述符

4.4.3浮点数精度描述符

4.5字符串与控制语句

4.6处理字符串

4.6.1示例：记录人名

4.6.2回文

4.7示例：计算扑克牌

4.8总结

习题

编程项目

第5章 函数快速入门

5.1函数是什么

5.2Python 函数

5.3函数控制语句

5.3.1函数控制语句详解

5.3.2另一个函数示例

5.3.3函数示例：猜词

5.3.4函数调用函数

5.3.5什么时候使用函数

5.3.6如果没有return语句会如何

5.3.7如果有多条return语句会如何

5.4视觉场景：用海龟绘图法绘制美国国旗

5.5总结

习题

编程项目

第6章 列表和元组

6.1什么是列表

6.2操作列表

6.2.1索引和分片

6.2.2运算符

6.2.3函数

6.2.4列表循环

6.3列表新内容

6.3.1列表可变性

6.3.2列表方法

6.4range、split及其他函数和方法

6.4.1range、split和多重赋值

6.4.2使用join在列表和字符串之间转换

6.4.3sorted 函数

6.5示例

6.5.1字谜

6.5.2示例：文件分析

6.6可变对象及其引用

6.6.1深拷贝与浅拷贝

6.6.2可变与不可变

6.7元组

6.7.1从列表到元组

6.7.2为什么需要元组

6.8列表：数据结构

6.8.1数据结构示例

6.8.2数据结构的另一个示例

6.9算法示例：美国环境保护署通车里程数据

6.10列表解析

6.11视觉场景：更多绘制任务

6.11.1numpy阵列

6.11.2绘制三角函数

6.12总结

习题

编程项目

第7章 深入了解函数

7.1函数调用函数

7.2作用域

7.2.1实参、形参和命名空间

7.2.2传递可变对象

7.2.3返回复杂对象

7.2.4重构evens

7.3默认值以及形参为关键字

7.3.1示例：默认值和参数关键字

7.3.2默认值问题

7.4函数和对象

7.5示例：确定最终成绩

7.5.1数据

7.5.2设计

7.5.3函数：weightedGrade

7.5.4函数：grade

7.5.5函数：main

7.5.6使用示例

7.6“传值”或者“传引用”

7.7总结

习题

编程项目

第8章 字典和集合

8.1字典

8.1.1字典示例

8.1.2Python 字典

8.1.3字典索引和赋值

8.1.4运算符

8.2单词计数示例

8.2.1统计字符串中的单词数

8.2.2《葛底斯堡演说》中的单词出现频率

8.2.3输出和注释

8.3示例：周期表

8.3.1使用CSV文件

8.3.2算法概述

8.3.3实现分治的函数

8.4集合

8.4.1集合的历史

8.4.2集合的组成

8.4.3Python 集合

8.4.4Python集合的方法、运算符和函数

8.4.5集合方法

8.5集合应用

8.5.1不同文件中单词之间的关系

8.5.2输出和注释

8.6作用域：完整的故事

8.6.1命名空间和作用域

8.6.2作用域搜寻规则

8.6.3局部命名空间

8.6.4全局命名空间

8.6.5内置模块

8.6.6封闭式变量

8.7Python指针：使用zip创建字典

8.8视觉场景：词频条形图

8.8.1正确获取数据

8.8.2标签和xticks命令

8.8.3绘图

8.9总结

习题

编程项目

第9章 文件

9.1什么是文件

9.2存取文件：读取文本文件

9.2.1其他文件存取方法

9.2.2数据流

9.3存取文件：写文本文件

9.4在程序中存取文本文件

9.5创建文件和重写文件

9.5.1通用新行格式

9.5.2文件内移动

9.6关闭文件

9.7CSV文件

9.7.1CSV模块

9.7.2CSV Reader

9.7.3CSV Writer

9.7.4示例：更新某些成绩

9.8示例：反复提示，要求输入正确的文件名

9.9模块：os

9.9.1目录/文件夹的结构

9.9.2os模块函数

9.9.3os模块示例

9.10总结

习题

编程项目

第10章 程序开发进阶

10.1简介

10.2分治

10.3乳腺癌分类

10.3.1问题

10.3.2方法：分类

10.3.3训练和测试分类器

10.3.4构造分类器

10.4设计分类器算法

10.4.1先分解，再合并

10.4.2数据结构

10.4.3文件格式

10.4.4makeTrainingSet函数

10.4.5makeTestSet函数

10.4.6trainClassifier函数

10.4.7第2轮修改后的trainClassifer

10.4.8用新数据测试分类器

10.4.9reportResults函数

10.5在完整数据上运行分类器

10.6其他有趣的问题

10.6.1标签云

10.6.2标准普尔500预测

10.6.3用国旗预测宗教

10.7总结

习题

编程项目

第四部分 类：自定义数据结构和算法

第11章 类

11.1面向对象编程

11.1.1Python是面向对象的

11.1.2OOP特性

11.2使用OOP

11.3使用类和实例

11.3.1内置类和实例

11.3.2第一个类

11.3.3修改属性

11.3.4实例和类之间的特殊关系：instance　of

11.4对象方法

11.4.1使用对象方法

11.4.2编写方法

11.4.3特殊参数self

11.4.4方法是类实例的接口

11.5融入Python类模型

11.5.1程序员定义的类

11.5.2Student类

11.5.3Python标准方法

11.5.4三种角色：类设计者、程序员和用户

11.6示例：Point类

11.6.1构造函数

11.6.2距离

11.6.3两点求和

11.6.4改进Point类

11.7Python和OOP

11.7.1封装性

11.7.2继承

11.7.3多态性

11.8Python和其他OOP语言

11.8.1公有与私有

11.8.2使用双下划线表示私有

11.8.3Python的宗旨

11.8.4修改实例

11.9总结

习题

编程项目

第12章 类进阶

12.1更多类属性

12.2Python实现机制

12.2.1类、类型与自检

12.2.2运算符重载

12.3自定义运算符重载

12.4创建有理数类

12.4.1生成类

12.4.2分数加法回顾

12.4.3分数加法

12.4.4相等和分数化简

12.4.5应用分治

12.5错误消息

12.5.1自检

12.5.2修复int+Rational错误

12.6继承

12.6.1“寻找属性”游戏

12.6.2使用继承

12.6.3实例：物理学标准模型

12.7总结

习题

第13章 使用类开发程序

13.1捕食问题

13.1.1规则

13.1.2面向对象的模拟

13.2类

13.2.1Island类

13.2.2捕食者和猎物、动物种类

13.2.3捕食者类和猎物类

13.2.4对象图

13.2.5填充Island

13.3添加行为

13.3.1细化：添加移动

13.3.2时间循环仿真

13.4逐步求精

13.4.1改进的时间循环

13.4.2繁殖

13.4.3进食

13.4.4时钟节拍

13.5细化问题

13.5.1移动多少次

13.5.2动物数量的图形化

13.6总结

习题

第五部分 成为更好的程序员

第14章 异常和异常处理

14.1简介

14.2基本的异常处理

14.3有关异常的哲学

14.4异常：else和finally

14.5异常的用法

14.5.1检查输入

14.5.2检查文件打开

14.6深入异常

14.6.1raise

14.6.2自定义异常

14.7示例：密码管理

14.8总结

习题

第15章 测试

15.1为什么要进行测试

15.1.1错误类型

15.1.2“bug”和调试

15.2测试类型

15.2.1测试很难

15.2.2测试的重要性

15.3示例

15.3.1NBA效率

15.3.2基本算法

15.4混合测试

15.4.1捕捉用户错误

15.4.2捕获开发者犯的错误

15.5自动测试

15.5.1doctest

15.5.2其他类型的测试

15.6总结

习题

第16章 递归：另一种控制机制

16.1什么是递归

16.2数学和兔子

16.3自定义递归：反转字符串

16.4递归如何实现

16.4.1栈的数据结构

16.4.2栈和函数调用

16.5用递归表示图形

16.5.1递归树

16.5.2Sierpinski三角形

16.6从递归到非递归

16.7总结

16.8习题

附录

附录A 开始使用Python

附录B 用海龟绘图法进行简单绘图

附录C 绘图和数值工具：快速浏览

附录D Python 3.0

附录E ASCII码表

附录F 优先级