Python 程序设计（微课版）

课程内容：通俗易懂、任务驱动、工学交替、学做融合

微课资源：重点、难点、案例可扫码观看视频自主学习

综合实训：通过实际的工程案例，综合运用所学知识点

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Python 是一种跨平台的面向对象程序设计语言，具有简单、易学、易扩展、免费、开源等优点，已经成为最受欢迎的程序设计语言之一，在各个领域都得到了日益广泛的应用。

本书是一本Python 程序设计入门级教材，主要面向高等职业院校学生、应用型本科院校学生，以及Python 程序设计爱好者。本书以培养零编程经验的读者从学习程序设计到编写软件项目为目标，采用“任务驱动”的方式设计整个教学过程，教学过程依据项目开发流程构建学习情境，以程序员的真实工作场景、典型工作任务为载体组织教学单元。

全书从实际应用出发提炼了10 个学习单元，分别为认识Python、变量和简单数据类型、流程控制、字符串与正则表达式、组合数据类型、Python 函数与模块、Python 面向对象、异常与异常处理、Python 文件操作、项目综合实训。教材配套有完整代码、微课、课件等数字化教学资源，读者可再现教材中的所有实例。此外，还将学习过程中可能遇到的问题融入到任务和案例中，为读者解决常见的编程问题和困惑，本书是一本新形态立体式、工作手册式教材。

本书作者均来自项目研发一线，且具有丰富的教学经验，编写本书时充分考虑到教学实际情况，课前学生可微课自学，课上以项目为引导，采取任务驱动教学模式，课下教师指导学生完成合作企业的订单项目，充分实现“工学交替、学做融合”的教学过程，使学生能实际参与Python 应用软件的开发流程并学习到软件开发规范，从而养成良好的团队协作职业素养。此外，本书涵盖Python 编程的新技术和岗位职业能力要求与规范等内容，适应1+X 证书制度试点工作需要，满足学校人才培养和企业人才需求的有效对接。

本书由重庆工程职业技术学院杨智勇、廖丹任主编，北京华晟经世信息技术有限公司陈建桥、重庆工程职业技术学院赵杰、云南国土资源职业学院赵国庆、重庆工程职业技术学院刘宇任副主编，重庆工业职业技术学院万晓明任主审，具体编写分工如下：杨智勇编写单元1、单元2、单元5 和单元8，廖丹编写单元3 和单元4，陈建桥编写单元9 和单元10，赵杰编写单元6 和单元7，赵国庆编写单元1，刘宇编写单元8，在本书编写过程中大数据与物联网学院也都给予了大量帮助，在本书出版过程中中国水利水电出版社给予了大力支持，在此一并表示感谢。

由于时间紧迫及编者水平有限，书中难免有不妥甚至错误之处，恳请广大读者批评指正，编者电子邮箱：zyy@cqvie.edu.cn。

编者

2020 年4 月

单元1　认识Python.......................... 1
任务1　搭建Python 开发环境 ...............2
任务描述......................................................... 2
知识准备......................................................... 2
1．Python 概述 ................................................ 2
2．Python 语言开发环境 ................................ 3
任务实施......................................................... 6
任务实训......................................................... 6
任务2　创建Python 应用程序 ...............7
任务描述......................................................... 7
知识准备......................................................... 7
1．PyCharm 安装 ............................................ 7
2．使用PyCharm 编写代码 ......................... 10
任务实施....................................................... 14
任务实训....................................................... 15
单元小结 ...............................................16
思考与练习 ...........................................16
单元2　变量和简单数据类型............. 17
任务1　初识Python 程序 ....................18
任务描述....................................................... 18
知识准备....................................................... 18
1．Python 代码风格 ...................................... 18
2．变量 .......................................................... 19
3．Python 注释语句 ...................................... 20
任务实施....................................................... 20
任务实训....................................................... 21
任务2　Python 数据类型 .....................21
任务描述....................................................... 21
知识准备....................................................... 22
1．数据类型 .................................................. 22
2．数据类型的转换 ...................................... 24
任务实施....................................................... 26
任务实训....................................................... 27
任务3　Python 表达式 .........................28
任务描述....................................................... 28
知识准备....................................................... 28
1．算术运算符与算术表达式 ...................... 28
2．关系运算符与关系表达式 ...................... 29
3．逻辑运算符与逻辑表达式 ...................... 30
4．赋值运算符与赋值表达式 ...................... 31
任务实施....................................................... 32
任务实训....................................................... 33
单元小结 ...............................................33
思考与练习 ...........................................34
单元3　流程控制.............................. 35
任务1　分支语句 .................................36
任务描述....................................................... 36
知识准备....................................................... 36
1．单分支语句 .............................................. 36
2．双分支语句 .............................................. 37
3．多分支语句 .............................................. 38
任务实施....................................................... 39
任务实训....................................................... 40
任务2　循环语句 .................................41
任务描述....................................................... 41
知识准备....................................................... 41
1．while 语句 ................................................ 41
2．for 语句 .................................................... 42
3．break 语句和continue 语句 .................... 43
4．else 语句 ................................................... 44
任务实施....................................................... 44
目　　录
前言
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任务实训....................................................... 45
单元小结 ...............................................46
思考与练习 ...........................................46
单元4　字符串与正则表达式............. 49
任务1　字符串 .....................................50
任务描述....................................................... 50
知识准备....................................................... 50
1．字符串基础 .............................................. 50
2．字符串方法 .............................................. 53
3．格式化输出 .............................................. 54
任务实施....................................................... 55
任务实训....................................................... 56
任务2　正则表达式 ..............................56
任务描述....................................................... 56
知识准备....................................................... 57
1．正则表达式的概念 .................................. 57
2．re.match() 方法 ......................................... 58
3．re.search() 方法 ........................................ 58
4．re.compile() 方法 ..................................... 59
5．re.sub() 方法 ............................................. 59
任务实施....................................................... 59
任务实训....................................................... 60
单元小结 ...............................................60
思考与练习 ...........................................61
单元5　组合数据类型....................... 63
任务1　列表 .........................................64
任务描述....................................................... 64
知识准备....................................................... 64
1．序列与索引 .............................................. 64
2．列表内置函数 .......................................... 65
任务实施....................................................... 66
任务实训....................................................... 66
任务2　元组 .........................................67
任务描述....................................................... 67
知识准备....................................................... 67
1．元组与列表 .............................................. 67
2．元组内置函数 .......................................... 68
任务实施....................................................... 69
任务实训....................................................... 69
任务3　字典 .........................................70
任务描述....................................................... 70
知识准备....................................................... 70
1．数据结构中的键值对 .............................. 70
2．字典内置函数 .......................................... 71
3．字典与函数 .............................................. 72
任务实施....................................................... 73
任务实训....................................................... 73
单元小结 ...............................................74
思考与练习 ...........................................74
单元6　Python 函数与模块.............. 75
任务1　Python 函数 ............................76
任务描述....................................................... 76
知识准备....................................................... 76
1．函数的定义 .............................................. 76
2．函数参数与返回值 .................................. 76
任务实施....................................................... 78
任务实训....................................................... 78
任务2　Python 变量范围 .....................79
任务描述....................................................... 79
知识准备....................................................... 79
1．局部变量 .................................................. 79
2．全局变量 .................................................. 80
任务实施....................................................... 81
任务实训....................................................... 82
任务3　Python 模块 ............................82
任务描述....................................................... 82
知识准备....................................................... 82
1．模块概述 .................................................. 82
2．模块使用 .................................................. 83
3．第三方模块的安装方法 .......................... 83
任务实施....................................................... 83
任务实训....................................................... 84
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单元小结 ...............................................84
思考与练习 ...........................................84
单元7　Python 面向对象................. 87
任务1　类与对象 .................................88
任务描述....................................................... 88
知识准备....................................................... 88
1．类与对象概述 .......................................... 88
2．类的方法和属性 ...................................... 89
3．类的访问权限 .......................................... 90
任务实施....................................................... 92
任务实训....................................................... 92
任务2　对象初始化 ..............................92
任务描述....................................................... 93
知识准备....................................................... 93
1．构造方法与析构方法 .............................. 93
2．对象的初始化 .......................................... 94
3．实例方法的理解与使用 .......................... 95
任务实施....................................................... 95
任务实训....................................................... 95
任务3　类的继承与多态 .......................96
任务描述....................................................... 96
知识准备....................................................... 96
1．Python 中的派生与继承 .......................... 96
2．多态 .......................................................... 97
任务实施....................................................... 98
任务实训....................................................... 98
单元小结 ...............................................98
思考与练习 ...........................................99
单元8　异常与异常处理.................. 101
任务1　异常基础 ...............................102
任务描述..................................................... 102
知识准备..................................................... 102
1．认识异常 ................................................ 102
2．异常语句 ................................................ 103
任务实施..................................................... 108
任务实训..................................................... 109
任务2　异常使用 ............................... 110
任务描述..................................................... 110
知识准备..................................................... 110
1．异常抛出 .................................................110
2．自定义异常 .............................................111
任务实施..................................................... 113
任务实训..................................................... 114
单元小结 ............................................. 114
思考与练习 ......................................... 114
单元9　Python 文件操作............... 117
任务1　读取与写入 ............................ 118
任务描述..................................................... 118
知识准备..................................................... 118
1．文件读取 .................................................118
2．文件写入 ................................................ 122
任务实施..................................................... 124
任务实训..................................................... 124
任务2　编码与特殊文件 .....................125
任务描述..................................................... 126
知识准备..................................................... 126
1．文件编码 ................................................ 126
2．二进制文件 ............................................ 130
任务实施..................................................... 131
任务实训..................................................... 132
单元小结 .............................................133
思考与练习 .........................................133
单元10　项目综合实训................... 135
任务1　爬虫项目实战 ........................136
任务描述..................................................... 136
知识准备..................................................... 136
1．爬虫概述 ................................................ 136
2．爬虫库 .................................................... 138
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任务实施..................................................... 142
任务实训..................................................... 144
任务2　数据可视化实战 .....................145
任务描述..................................................... 145
知识准备..................................................... 145
1．Python 扩展库 ........................................ 145
2．数据可视化 ............................................ 149
任务实施..................................................... 152
任务实训..................................................... 154
单元小结 .............................................154
思考与练习 .........................................155
参考文献......................................... 156

1. 输水管线工程风险管理 [张勇 党亥生 著]
2. 民用航空飞机标准线路施工 [主编　王志敏　陈明]
3. 不息的水脉—大运河讲谈录 [赵珩　著]
4. 实用运筹学 [主编　邢育红　于晋臣]
5. 三峡梯级电站水资源决策支持系统研究与开发 [姚华明 潘红忠 汤正]
6. 海南黎族民俗文化鉴赏 [庞国华　著]
7. 石墨烯在太赫兹及中红外频段电磁器件设计中的应用 [李艳秀 庄华伟 著]
8. 电子技术（第二版） [主编 覃爱娜 李飞]
9. 办公自动化高级应用 [陈萍 朱晓玉]
10. 信息处理技术员考试32小时通关 [薛大龙]
11. 电子产品设计案例教程（微课版）—基于嘉立创EDA（专业版） [王静 莫志宏 陈学昌 丁红]
12. C程序设计实践教程 [刘卫国]
13. C程序设计（慕课版） [刘卫国]
14. Web技术开发教程（基于.NET开源MVC框架） [王合闯 韩红玲 王青正 陈海蕊]
15. 商务英语翻译教程（笔译）（第四版） [主编 王军平]
16. 智慧零售技术与应用 [洪旭 著]
17. 建设工程法规实务 [主编 余滢]
18. 商务秘书理论与实务（第三版） [主编 张同钦]
19. 程序设计基础实践教程（C/C++语言版） [张桂芬 葛丽娜]
20. C++案例项目精讲 [主编 杨国兴]
21. 劳动争议处理实务 [主编 王秀卿 罗静]
22. 工程数学 [主编 郭立娟 王海]
23. 语音识别理论与实践 [主编　莫宏伟]
24. 信息系统项目管理师章节习题与考点特训（第二版） [主编 薛大龙]
25. 武术基础教程 [主编 李代勇 谢志民]
26. 计算机网络实训教程 [主编 张浩军 赵玉娟]
27. 画法几何与机械制图习题集（多学时） [主编 赵军]
28. HCIA-Datacom认证题库分类精讲 [主 编 韩立刚]
29. SwiftUI完全开发 [李智威 著]
30. 网络规划设计师备考一本通 [夏杰 编著]