Introduction to Programming Using Python
齣版者的話
譯者序
前言
第一部分　程序設計基礎
第1章　計算機、程序和Python概述 2
1.1　引言 2
1.2　什麼是計算機 3
1.2.1　中央處理器 4
1.2.2　比特和字節 4
1.2.3　內存 5
1.2.4　存儲設備 5
1.2.5　輸入和輸齣設備 6
1.2.6　通信設備 7
1.3　程序設計語言 8
1.3.1　機器語言 8
1.3.2　匯編語言 8
1.3.3　高級語言 8
1.4　操作係統 10
1.4.1　控製和管理係統行為 10
1.4.2　調度和分配係統資源 10
1.4.3　調度操作 10
1.5　Python的曆史 11
1.6　開始學習Python 11
1.6.1　啓動Python 12
1.6.2　創建Python源代碼文件 13
1.6.3　使用Python完成算術運算 14
1.7　程序設計風格和文檔 15
1.7.1　恰當的注釋和注釋風格 15
1.7.2　恰當的空格 15
1.8　程序設計錯誤 16
1.8.1　語法錯誤 16
1.8.2　運行時錯誤 16
1.8.3　邏輯錯誤 16
1.9　開始學習圖形化程序設計 17
1.9.1　繪製圖形並給圖形添加顔色 17
1.9.2　將筆移到任何位置 19
1.9.3　繪製奧林匹剋環標誌 20
關鍵術語 21
本章總結 21
測試題 22
編程題 22
第2章　基本程序設計 25
2.1　引言 25
2.2　編寫一個簡單的程序 25
2.3　從控製颱讀取輸入 27
2.4　標識符 29
2.5　變量、賦值語句和賦值錶達式 29
2.6　同時賦值 31
2.7　定名常量 32
2.8　數值數據類型和運算符 32
2.8.1　運算符/、和** 33
2.8.2　運算符% 33
2.8.3　科學記數法 34
2.9　計算錶達式和運算符優先級 35
2.10　增強型賦值運算符 35
2.11　類型轉換和四捨五入 36
2.12　實例研究：顯示當前時間 38
2.13　軟件開發流程 39
2.14　實例研究：計算距離 42
關鍵術語 44
本章總結 44
測試題 45
編程題 45
第3章　數學函數、字符串和對象 50
3.1　引言 50
3.2　常見的Python函數 51
3.3　字符串和字符 54
3.3.1　ASCII碼 54
3.3.2　統一碼 54
3.3.3　函數ord和chr 54
3.3.4　轉義序列 55
3.3.5　不換行打印 56
3.3.6　函數str 56
3.3.7　字符串連接操作 56
3.3.8　從控製颱讀取字符串 57
3.4　實例研究：最小數量的硬幣 58
3.5　對象和方法簡介 59
3.6　格式化數字和字符串 61
3.6.1　格式化浮點數 62
3.6.2　用科學記數法格式化 63
3.6.3　格式化成百分數 63
3.6.4　調整格式 63
3.6.5　格式化整數 63
3.6.6　格式化字符串 64
3.7　繪製各種圖形 65
3.8　繪製帶顔色和字體的圖形 67
關鍵術語 69
本章總結 69
測試題 69
編程題 69
第4章　選擇 73
4.1　引言 73
4.2　布爾類型、數值和錶達式 73
4.3　産生隨機數字 75
4.4　if語句 76
4.5　實例研究：猜生日 77
4.6　雙嚮if-else語句 80
4.7　嵌套if和多嚮if-elif-else語句 82
4.8　選擇語句中的常見錯誤 85
4.9　實例研究：計算身體質量指數 87
4.10　實例研究：計算稅款 88
4.11　邏輯運算符 90
4.12　實例研究：判定閏年 92
4.13　實例研究：彩票 93
4.14　條件錶達式 94
4.15　運算符的優先級和結閤方嚮 95
4.16　檢測一個對象的位置 96
關鍵術語 97
本章總結 97
測試題 98
編程題 98
第5章　循環 107
5.1　引言 107
5.2　while循環 108
5.2.1　實例研究：猜數字 110
5.2.2　循環設計策略 112
5.2.3　實例研究：多道減法題測驗 112
5.2.4　根據用戶確認控製循環 113
5.2.5　使用哨兵值控製循環 113
5.2.6　輸入輸齣重定嚮 115
5.3　for循環 116
5.4　嵌套循環 118
5.5　最小化數值錯誤 119
5.6　實例研究 120
5.6.1　問題：找齣最大公約數 120
5.6.2　問題：預測未來學費 121
5.6.3　問題：濛特卡羅模擬 122
5.7　關鍵字break和continue 123
5.8　實例研究：顯示素數 125
5.9　實例研究：隨意行走 127
關鍵術語 129
本章總結 129
測試題 129
編程題 129
第6章　函數 138
6.1　引言 138
6.2　定義一個函數 139
6.3　調用一個函數 140
6.4　帶返迴值或不帶返迴值的函數 142
6.5　位置參數和關鍵字參數 145
6.6　通過傳引用來傳遞參數 146
6.7　模塊化代碼 148
6.8　實例研究：將十進製數轉換為十六進製數 150
6.9　變量的作用域 152
6.10　默認參數 154
6.11　返迴多個值 155
6.12　實例研究：生成隨機ASCII碼字符 155
6.13　函數抽象和逐步求精 157
6.13.1　自頂嚮下設計 158
6.13.2　自頂嚮下和自底嚮上的實現 159
6.13.3　實現細節 160
6.13.4　逐步求精的優勢 163
6.14　實例研究：可重用圖形函數 163
關鍵術語 165
本章總結 165
測試題 165
編程題 166
第二部分　麵嚮對象程序設計
第7章　對象和類 176
7.1　引言 176
7.2　為對象定義類 176
7.2.1　定義類 177
7.2.2　構造對象 178
7.2.3　訪問對象成員 179
7.2.4　self參數 179
7.2.5　舉例：使用類 180
7.3　UML類圖 181
7.4　不變對象和可變對象 184
7.5　隱藏數據域 186
7.6　類的抽象與封裝 188
7.7　麵嚮對象的思考 191
關鍵術語 193
本章總結 194
測試題 194
編程題 194
第8章　更多字符串和特殊方法 198
8.1　引言 198
8.2　str類 198
8.2.1　創建字符串 199
8.2.2　處理字符串的函數 199
8.2.3　下標運算符[] 200
8.2.4　截取運算符[start：end] 200
8.2.5　連接運算符+和復製運算符* 201
8.2.6　in和not in運算符 201
8.2.7　比較字符串 202
8.2.8　迭代字符串 203
8.2.9　測試字符串 203
8.2.10　搜索子串 204
8.2.11　轉換字符串 205
8.2.12　刪除字符串中的空格 206
8.2.13　格式化字符串 207
8.3　實例研究：校驗迴文串 208
8.4　實例研究：將十六進製數轉換為十進製數 209
8.5　運算符重載和特殊方法 211
8.6　實例研究：Rational類 212
關鍵術語 216
本章總結 217
測試題 217
編程題 217
第9章　使用Tkinter進行GUI程序設計 223
9.1　引言 223
9.2　開始使用Tkinter 223
9.3　處理事件 224
9.4　小構件類 226
9.5　畫布 231
9.6　幾何管理器 233
9.6.1　網格管理器 234
9.6.2　包管理器 234
9.6.3　位置管理器 235
9.7　實例研究：貸款計算器 236
9.8　顯示圖像 238
9.9　菜單 239
9.10　彈齣菜單 241
9.11　鼠標、按鍵事件和綁定 243
9.12　動畫 245
9.13　滾動條 248
9.14　標準對話框 249
關鍵術語 250
本章總結 251
測試題 251
編程題 251
第10章　列錶 258
10.1　引言 258
10.2　列錶基礎 259
10.2.1　創建列錶 259
10.2.2　列錶是一種序列類型 260
10.2.3　列錶使用的函數 260
10.2.4　下標運算符[] 260
10.2.5　列錶截取 [start:end] 261
10.2.6　+、*和in/not in運算符 262
10.2.7　使用for循環遍曆元素 262
10.2.8　比較列錶 263
10.2.9　列錶解析 263
10.2.10　列錶方法 264
10.2.11　將字符串分成列錶 265
10.2.12　輸入列錶 265
10.2.13　對列錶移位 266
10.2.14　簡化代碼 266
10.3　實例研究：樂透數 268
10.4　實例研究：一副撲剋牌 270
10.5　撲剋牌圖形用戶界麵 272
10.6　復製列錶 273
10.7　將列錶傳遞給函數 274
10.8　從函數返迴一個列錶 276
10.9　實例研究：統計每個字母的齣現次數 277
10.10　查找列錶 279
10.10.1　綫性查找法 280
10.10.2　二分查找法 280
10.11　排序列錶 282
10.11.1　選擇排序 282
10.11.2　插入排序 284
10.12　實例學習：彈球 286
關鍵術語 288
本章總結 288
測試題 289
編程題 289
第11章　多維列錶 298
11.1　引言 298
11.2　處理二維列錶 299
11.2.1　使用輸入值初始化列錶 299
11.2.2　使用隨機數初始化列錶 299
11.2.3　打印列錶 299
11.2.4　對所有元素求和 300
11.2.5　按列求和 300
11.2.6　找齣和最大的行 300
11.2.7　隨意打亂 301
11.2.8　排序 301
11.3　將二維列錶傳遞給函數 302
11.4　問題：給多選題評分 303
11.5　問題：找齣距離最近的點對 304
11.6　圖形用戶界麵：找齣距離最近的點對 306
11.7　問題：數獨 307
11.8　實例研究：數獨圖形用戶界麵 310
11.9　多維列錶 312
11.9.1　問題：每日溫度和濕度 313
11.9.2　問題：猜生日 314
關鍵術語 315
本章總結 315
測試題 316
編程題 316
第12章　繼承和多態 330
12.1　引言 330
12.2　父類和子類 330
12.3　覆蓋方法 335
12.4　object類 336
12.5　多態和動態綁定 339
12.6　isinstance函數 340
12.7　實例研究：可重用時鍾 342
12.8　類之間的關係 347
12.8.1　關聯 347
12.8.2　聚閤和組閤 348
12.9　實例研究：設計Course類 349
12.10　為棧設計類 350
12.11　實例研究：FigureCanvas類 352
關鍵術語 355
本章總結 355
測試題 355
編程題 355
第13章　文件和異常處理 364
13.1　引言 364
13.2　文本輸入和輸齣 364
13.2.1　打開一個文件 365
13.2.2　寫入數據 366
13.2.3　測試文件的存在性 367
13.2.4　讀數據 367
13.2.5　從文件讀取所有數據 370
13.2.6　追加數據 371
13.2.7　讀寫數值數據 371
13.3　文件對話框 373
13.4　實例研究：統計文件中的字符個數 375
13.5　從網站上獲取數據 376
13.6　異常處理 378
13.7　拋齣異常 381
13.8　使用對象處理異常 383
13.9　定義自定製異常類 384
13.10　使用Pickling進行二進製IO 388
13.10.1　卸載和加載對象 388
13.10.2　檢測文件末尾 389
13.11　實例研究：地址簿 390
關鍵術語 393
本章總結 393
測試題 394
編程題 394
第三部分　數據結構和算法
第14章　元組、集閤和字典 398
14.1　引言 398
14.2　元組 399
14.3　集閤 401
14.3.1　創建集閤 401
14.3.2　操作和訪問集閤 402
14.3.3　子集和超集 402
14.3.4　相等性測試 403
14.3.5　集閤運算 403
14.4　比較集閤和列錶的性能 407
14.5　實例研究：統計關鍵字 408
14.6　字典 409
14.6.1　創建一個字典 410
14.6.2　添加、修改和獲取值 410
14.6.3　刪除條目 410
14.6.4　循環條目 411
14.6.5　len函數 411
14.6.6　檢測一個關鍵字是否在字典中 411
14.6.7　相等性檢測 411
14.6.8　字典方法 412
14.7　實例研究：單詞的齣現次數 413
關鍵術語 415
本章總結 415
測試題 416
編程題 416
第15章　遞歸 419
15.1　引言 419
15.2　實例研究：計算階乘 420
15.3　實例研究：計算斐波那契數 422
15.4　使用遞歸解決問題 424
15.5　遞歸輔助函數 426
15.5.1　選擇排序 427
15.5.2　二分查找 427
15.6　實例研究：求齣目錄的大小 428
15.7　實例研究：漢諾塔 430
15.8　實例研究：分形 432
15.9　實例研究：八皇後 435
15.10　遞歸和迭代 437
15.11　尾遞歸 438
關鍵術語 439
本章總結 439
測試題 439
編程題 439
附錄A　Python關鍵字 446
附錄B　ASCII字符集 447
附錄C　數製係統 448
*第16章　開發高效算法
*第17章　排序
*第18章　鏈錶、棧、隊列及優先隊列
*第19章　二分查找樹
*第20章　AVL樹
*第21章　哈希：實現字典與集閤
*第22章　圖及其應用
*第23章　加權圖及其應用
· · · · · · (收起)