Python程序设计教程

本书以Python 3.0 为基础编写，融入了最新的Python 语言和编程特点。从理论延伸到实践，将读者逐步引入到Python 程序设计的精彩世界中。从基本语法入手，循序渐进，涵盖了Python 语言中的常见序列结构、常见语句、函数文件、类和继承、多线程编程、图形界面设计、数据库应用、网络应用和Web 应用等内容。

本书采用案例引导的方式，每个章节精心编排了大量的案例程序，生动形象地向学生展示了知识结构和项目应用。书中的所有程序都经过调试运行，保证了案例程序的正确性。

前 言

Python语言是一种计算机编程语言，作用类似于C/C++/Java/Perl/VB/Delphi等计算机编程语言，具有非常清晰易读的语法特点，是一种面向对象的高级语言，并且可以进行扩展。Python语言用途非常广泛，支持Java和.Net技术，可以运行在Windows、Linux、FreeBSD、Solaris等几乎所有的操作系统上，也可以运行在手机中。目前在国际上非常流行，正在得到越来越多的重视。

Python语言使用方便，不需要进行复杂的编译，可以进行各种软件的开发，比如：制作网站、开发图形界面（GUI）程序、网络编程、数据库编程、图形图像处理、科学计算、手机编程、游戏编程等。

本书基于Python 3.0版本编写。Python 3.0是目前Python的较新版本，相比之前的版本在部分语法上更加精炼合理，并且得到更多第三方软件的支持，拥有更加广阔的资源。由于Python 3.0版本在设计时没有考虑向下兼容，因此许多早期Python版本设计的程序都无法在Python 3.0上正常执行。本教程中的所有案例均需要在Python 3.0环境下运行和调试。

本教程一共11章，从基本语法入手，循序渐进，从理论延伸到实践，将读者逐步引入到Python程序设计的精彩世界中。第1章介绍了Python语言的特点，该语言的编译器及开发环境的安装方法以及在编程过程中的程序调试环境。第2章主要讲解Python语言的变量类型和常用语句。第3章阐述了字符串、列表、元组、集合、字典等五种数据结构和应用。第4章介绍函数的概念、函数的定义方法以及如何调用函数。第5章介绍利用Python语言中的输入和输出功能、读取和写入的方法，以及文件内建函数、方法、属性及文件系统等内容。第6章讲解Python语言的面向对象编程。第7章介绍基于Tkinter 模块的图形界面编程。第8章阐述线程创建、线程同步和线程优先级等内容。第9章基于SQLite数据库和MySQL数据库，详细介绍数据库的创建、查询和修改等内容。第10章讲解网络中最常用的套接字和邮件服务等网络编程和应用。第11章讲述Web开发，介绍与Python Web开发技术相关的WSGI框架和模板的使用。

全书由重庆电子工程职业学院的李治国、武春岭任主编，唐乾林、梁雪梅、鲁先志、周璐璐、赵怡为副主编。中国水利水电出版社的寇文杰编辑对本书的出版给予了大力支持。在此，谨向为本书出版付出辛勤劳动的同志表示感谢。

由于编者水平有限，书中不足之处和错误在所难免，恳请广大读者批评指正，我们将在再版时及时改进。编者的E-mail：578774623@qq.com。

编 者

2018年4月

前言

第1章 Python概述 1
1.1 Python语言概述 1
1.1.1 什么是Python语言 1
1.1.2 Python语言特点 2
1.2 Python开发环境的安装与配置 2
1.2.1 Python安装 3
1.2.2 环境变量配置 3
1.3 IDLE编程环境 4
1.3.1 通过交互模式进行编程 5
1.3.2 通过脚本模式进行编程 5
1.3.3 使用IDLE的调试器 6
1.4 PyCharm编程环境 7
习题 10
第2章 Python程序设计基础 12
2.1 Python基本语法 12
2.1.1 标识符 12
2.1.2 程序注释 12
2.1.3 代码块和组 13
2.1.4 基本输出语句 14
2.2 变量和数字类型 14
2.2.1 变量 14
2.2.2 数据类型 15
2.2.3 数字类型转换 15
2.3 使用解释器 16
2.3.1 交互式编程 16
2.3.2 脚本式编程 16
2.4 运算符和优先级 17
2.4.1 运算符 17
2.4.2 优先级 21
2.5 条件控制语句 21
2.5.1 if语句 22
2.5.2 if嵌套 23
2.6 循环语句 24
2.6.1 while语句 24
2.6.2 for语句 26
2.6.3 break和continue语句 28
2.7 迭代器和生成器 31
2.7.1 迭代器 31
2.7.2 生成器 32
习题 32
第3章 序列数据结构 34
3.1 字符串 34
3.1.1 字符串查询 34
3.1.2 字符串更新 35
3.1.3 转义字符 35
3.1.4 字符串运算符 36
3.1.5 字符串格式化 38
3.2 列表 38
3.2.1 列表赋值 39
3.2.2 列表查询 39
3.2.3 列表更新 39
3.2.4 列表元素删除 40
3.2.5 列表操作符 41
3.2.6 列表嵌套 42
3.3 元组 42
3.3.1 元组查询 43
3.3.2 元组修改 43
3.3.3 删除元组 43
3.3.4 元组运算符 44
3.4 集合 45
3.4.1 集合创建 45
3.4.2 集合运算 45
3.5 字典 46
3.5.1 字典查询 47
3.5.2 字典修改 48
3.5.3 字典元素删除 48
3.5.4 字典的特性 48
习题 49
第4章 函数和模块 51
4.1 函数 51
4.1.1 函数定义 51
4.1.2 函数调用 52
4.2 参数传递 54
4.2.1 参数传递对象 54
4.2.2 参数传递类型 55
4.3 匿名函数 58
4.4 返回值 58
4.5 变量作用域 59
4.5.1 作用域的范围 59
4.5.2 全局变量和局部变量 59
4.5.3 global和nonlocal关键字 60
4.6 模块 61
4.6.1 模块定义 61
4.6.2 模块导入 62
4.7 标准模块 63
4.8 时间模块 63
4.8.1 时间戳 63
4.8.2 获取当前时间 64
4.8.3 获取格式化时间 64
4.8.4 格式化日期 64
4.8.5 获取某月日历 66
习题 66
第5章 输入输出和文件 68
5.1 输入输出 68
5.1.1 输出格式 68
5.1.2 键盘输入 70
5.2 文件操作 70
5.2.1 open()函数 70
5.2.2 close()函数 71
5.2.3 文件对象属性 72
5.3 文件对象操作 73
5.3.1 read()函数 73
5.3.2 write()函数 73
5.3.3 readline()函数 74
5.3.4 next()函数 74
5.3.5 seek()函数 75
5.3.6 tell()函数 76
习题 77
第6章 面向对象编程 78
6.1 创建类 78
6.1.1 类的定义 78
6.1.2 类的实例化 78
6.1.3 类的方法 79
6.1.4 构造方法 80
6.1.5 私有属性和方法 80
6.2 继承 82
6.2.1 继承的定义和特征 82
6.2.2 单继承 83
6.2.3 多继承 84
6.2.4 方法重写 85
6.2.5 运算符重载 86
习题 88
第7章 GUI编程 90
7.1 Tkinter模块功能 90
7.1.1 创建一个GUI程序 90
7.1.2 Tkinter控件简介 91
7.2 Tkinter图形界面控件 92
7.2.1 Label控件 92
7.2.2 Button控件 93
7.2.3 Canvas控件 94
7.2.4 Checkbutton控件 95
7.2.5 Radiobutton控件 98
7.2.6 Entry控件 101
7.2.7 Combobox控件 102
7.2.8 ScrolledText控件 104
7.2.9 Menu控件 108
7.2.10 Frame控件 109
7.3 事件响应 113
7.3.1 鼠标事件 113
7.3.2 键盘事件 115
习题 117
第8章 多线程编程 119
8.1 进程和线程简介 119
8.1.1 进程和线程的概念 119
8.1.2 进程与线程之间的关系 119
8.2 线程创建 120
8.2.1 函数方法创建线程 120
8.2.2 用threading模块创建线程 121
8.3 线程同步 123
8.3.1 线程锁 123
8.3.2 threading.RLock和threading.Lock
的区别 126
8.3.3 BoundedSemaphore 126
8.3.4 event 128
8.3.5 conditions 130
8.3.6 barriers 132
8.4 Queue模块 133
8.4.1 FIFO队列 133
8.4.2 LIFO队列 133
习题 137
第9章 数据库编程 139
9.1 数据库简介 139
9.1.1 数据库系统管理 139
9.1.2 关系型数据库 140
9.2 SQLite数据库应用 141
9.2.1 关于SQLite数据库 141
9.2.2 连接SQLite数据库 141
9.2.3 创建表 142
9.2.4 删除表 144
9.2.5 向表中添加数据 144
9.2.6 查找数据 145
9.2.7 更新数据 146
9.2.8 删除数据 148
9.3 MySQL数据库应用 149
9.3.1 关于MySQL数据库 149
9.3.2 安装MySQL数据库 149
9.3.3 安装PyMySQL模块 151
9.3.4 连接数据库 152
9.3.5 创建表 152
9.3.6 插入数据 153
9.3.7 查询数据 154
9.3.8 更新数据 155
9.3.9 删除数据 156
习题 156
第10章 网络编程应用 158
10.1 Socket编程 158
10.1.1 套接字模块 158
10.1.2 编写一个简单的服务器 160
10.2 邮件服务程序 161
10.2.1 发送普通电子邮件 162
10.2.2 发送HTML电子邮件 163
10.2.3 发送带附件的电子邮件 164
10.2.4 在HTML文本中添加图片 165
习题 166
第11章 Web开发 168
11.1 Web服务简介 168
11.1.1 HTTP协议 169
11.1.2 HTTP跟踪 170
11.1.3 HTTP格式 170
11.2 超文本 171
11.2.1 HTML 171
11.2.2 CSS 172
11.2.3 JavaScript 174
11.3 WSGI接口 175
11.3.1 WSGI接口介绍 175
11.3.2 运行WSGI服务 176
11.4 Web框架 178
11.4.1 Flask框架简介 178
11.4.2 Flask框架应用 178
11.5 模板 181
11.5.1 模板的功能 181
11.5.2 MVC框架 181
11.5.3 MVC应用 182
习题 184
参考文献 185

1. Python程序设计案例教程 [主编 毛锦庚 钟肖英 周贤来 ]
2. 基于.NET Core框架的分布式系统架构设计 [汤佳 著]
3. 体育舞蹈教程 [主编 刘伟 陈志明 曾明]
4. 线性代数导学篇 [主编 史昱]
5. 信息技术基础实训与习题指导（Windows7+Office2016） [主编 周金容 唐天国]
6. 大学生创新创业基础 [主编 姜国权 姜福佳]
7. 信息技术（微课版） [王云　徐江鸿　李清霞　罗学锋　]
8. 管理基础与实务 [主编 王凤基 颜汉军]
9. 高等数学导学篇（下册） [主编 李文婧 胡雷 尹金生]
10. 高等数学导学篇（上册） [主编 李文婧 胡雷 尹金生]
11. 高等数学（下册） [主编 李爱芹 胡雷 尹金生]
12. 高等数学（上册） [主编 李爱芹 胡雷 尹金生]
13. Python语言程序设计教程 [郭其标 房宜汕]
14. 人工智能应用基础 [主编 杨缨 李佳]
15. 中华水文化（慕课版）（第二版） [毕雪燕 杨华轲 罗玲谊 等编著]
16. 电路与电子技术Ⅱ——电路分析基础 [主编 陈晓 金哲]
17. 人工智能概论（第二版） [主编　任云晖　丁红　徐迎春 ]
18. 信息时代美育之道 [主编　刘宏宇　黎娅]
19. 数字媒体交互设计项目式教程（微课版） [主编　苏陆]
20. Amazing！儿童英语自然拼读分级教材（全8册） [王玲　编著]
21. Spark大数据处理技术 [主编　刘仁山　周洪翠　庄新妍]
22. Python程序设计 [李国燕 王新强 刘佳 等编著]
23. Python程序设计项目化教程（活页式） [主编　卢凤伟]
24. 人工智能算法与实践 [主编　梁琨　张翼英]
25. 计算机网络技术项目化教程（微课版） [主编 王艳萍 安华萍]
26. 数据清洗 [黄源　刘智杨　孙大松]
27. 电路设计与PCB制作实操教程 [主编 周永宏]
28. 电路与电子技术Ⅰ—数字电子技术 [主编 郑玉珍 王淑琴]
29. Java编程基础案例式教程 [主编 陈艳华 唐春兰]
30. Python语言同步案例习题精解 [主编 肖朝晖]