Python編程 從入門到實(shí)踐（第3版）

第 一部分　基礎(chǔ)知識(shí)
第 1章　起步 2
1.1　編程環(huán)境簡介 2
1.1.1　Python版本 2
1.1.2　運(yùn)行Python代碼片段 2
1.1.3　編輯器VS Code簡介 3
1.2　在各種操作系統(tǒng)中搭建Python編程
環(huán)境 3
1.2.1 在Windows系統(tǒng)中搭建Python編程環(huán)境 4
1.2.2　在macOS系統(tǒng)中搭建Python編程環(huán)境 5
1.2.3　在Linux系統(tǒng)中搭建Python
編程環(huán)境 6
1.3　運(yùn)行Hello World程序 7
1.3.1　給VS Code安裝Python擴(kuò)展 7
1.3.2　運(yùn)行程序hello_world.py 8
1.4　排除安裝問題 8
1.5　從終端運(yùn)行Python程序 9
1.5.1　在Windows系統(tǒng)中從終端
運(yùn)行Python程序 9
1.5.2　在Linux和macOS系統(tǒng)中從
終端運(yùn)行Python程序 10
1.6　小結(jié) 11
第 2章　變量和簡單的數(shù)據(jù)類型 12
2.1　運(yùn)行hello_world.py時(shí)發(fā)生的情況 12
2.2　變量 12
2.2.1　變量的命名和使用 13
2.2.2　如何在使用變量時(shí)避免命名
錯(cuò)誤 14
2.2.3　變量是標(biāo)簽 15
2.3　字符串 16
2.3.1　使用方法修改字符串的大小寫 16
2.3.2　在字符串中使用變量 17
2.3.3　使用制表符或換行符來添加
空白 18
2.3.4　刪除空白 18
2.3.5　刪除前綴 20
2.3.6　如何在使用字符串時(shí)避免語法錯(cuò)誤 20
2.4　數(shù) 22
2.4.1　整數(shù) 22
2.4.2　浮點(diǎn)數(shù) 23
2.4.3　整數(shù)和浮點(diǎn)數(shù) 23
2.4.4　數(shù)中的下劃線 24
2.4.5　同時(shí)給多個(gè)變量賦值 24
2.4.6　常量 24
2.5　注釋 25
2.5.1　如何編寫注釋 25
2.5.2　該編寫什么樣的注釋 25
2.6　Python之禪 26
2.7　小結(jié) 27
第3章　列表簡介 28
3.1　列表是什么 28
3.1.1　訪問列表元素 28
3.1.2　索引從0而不是1開始 29
3.1.3　使用列表中的各個(gè)值 30
3.2　修改、添加和刪除元素 30
3.2.1　修改列表元素 31
3.2.2　在列表中添加元素 31
3.2.3　從列表中刪除元素 32
3.3　管理列表 37
3.3.1　使用sort()方法對列表進(jìn)行永久排序 37
3.3.2　使用sorted()函數(shù)對列表進(jìn)行臨時(shí)排序 37
3.3.3　反向打印列表 38
3.3.4　確定列表的長度 39
3.4　使用列表時(shí)避免索引錯(cuò)誤 40
3.5　小結(jié) 41
第4章　操作列表 42
4.1　遍歷整個(gè)列表 42
4.1.1　深入研究循環(huán) 43
4.1.2　在for循環(huán)中執(zhí)行更多的操作 44
4.1.3　在for循環(huán)結(jié)束后執(zhí)行一些
操作 45
4.2　避免縮進(jìn)錯(cuò)誤 45
4.2.1　忘記縮進(jìn) 46
4.2.2　忘記縮進(jìn)額外的代碼行 46
4.2.3　不必要的縮進(jìn) 47
4.2.4　循環(huán)后不必要的縮進(jìn) 47
4.2.5　遺漏冒號(hào) 48
4.3　創(chuàng)建數(shù)值列表 49
4.3.1　使用range()函數(shù) 49
4.3.2　使用range()創(chuàng)建數(shù)值列表 50
4.3.3　對數(shù)值列表執(zhí)行簡單的統(tǒng)計(jì)
計(jì)算 51
4.3.4　列表推導(dǎo)式 52
4.4　使用列表的一部分 53
4.4.1　切片 53
4.4.2　遍歷切片 54
4.4.3　復(fù)制列表 55
4.5　元組 57
4.5.1　定義元組 58
4.5.2　遍歷元組中的所有值 58
4.5.3　修改元組變量 59
4.6　設(shè)置代碼格式 60
4.6.1　格式設(shè)置指南 60
4.6.2　縮進(jìn) 60
4.6.3　行長 61
4.6.4　空行 61
4.6.5　其他格式設(shè)置指南 61
4.7　小結(jié) 62
第5章　if語句 63
5.1　一個(gè)簡單的示例 63
5.2　條件測試 64
5.2.1　檢查是否相等 64
5.2.2　如何在檢查是否相等時(shí)忽略
大小寫 64
5.2.3　檢查是否不等 65
5.2.4　數(shù)值比較 66
5.2.5　檢查多個(gè)條件 66
5.2.6　檢查特定的值是否在列表中 67
5.2.7　檢查特定的值是否不在列表中 68
5.2.8　布爾表達(dá)式 68
5.3　if語句 69
5.3.1　簡單的if語句 69
5.3.2　if-else語句 70
5.3.3　if-elif-else語句 71
5.3.4　使用多個(gè)elif代碼塊 72
5.3.5　省略else代碼塊 73
5.3.6　測試多個(gè)條件 73
5.4　使用if語句處理列表 76
5.4.1　檢查特殊元素 76
5.4.2　確定列表非空 77
5.4.3　使用多個(gè)列表 77
5.5　設(shè)置if語句的格式 79
5.6　小結(jié) 80
第6章　字典 81
6.1　一個(gè)簡單的字典 81
6.2　使用字典 82
6.2.1　訪問字典中的值 82
6.2.2　添加鍵值對 83
6.2.3　從創(chuàng)建一個(gè)空字典開始 83
6.2.4　修改字典中的值 84
6.2.5　刪除鍵值對 85
6.2.6　由類似的對象組成的字典 86
6.2.7　使用get()來訪問值 87
6.3　遍歷字典 88
6.3.1　遍歷所有的鍵值對 88
6.3.2　遍歷字典中的所有鍵 90
6.3.3　按特定的順序遍歷字典中的
所有鍵 92
6.3.4　遍歷字典中的所有值 92
6.4　嵌套 94
6.4.1　字典列表 94
6.4.2　在字典中存儲(chǔ)列表 97
6.4.3　在字典中存儲(chǔ)字典 98
6.5　小結(jié) 100
第7章　用戶輸入和while循環(huán) 101
7.1　input()函數(shù)的工作原理 101
7.1.1　編寫清晰的提示 102
7.1.2　使用int()來獲取數(shù)值輸入 103
7.1.3　求模運(yùn)算符 104
7.2　while循環(huán)簡介 105
7.2.1　使用while循環(huán) 105
7.2.2　讓用戶選擇何時(shí)退出 106
7.2.3　使用標(biāo)志 107
7.2.4　使用break退出循環(huán) 108
7.2.5　在循環(huán)中使用continue 109
7.2.6　避免無限循環(huán) 110
7.3　使用while循環(huán)處理列表和字典 111
7.3.1　在列表之間移動(dòng)元素 111
7.3.2　刪除為特定值的所有列表
元素 112
7.3.3　使用用戶輸入填充字典 113
7.4　小結(jié) 114
第8章　函數(shù) 115
8.1　定義函數(shù) 115
8.1.1　向函數(shù)傳遞信息 116
8.1.2　實(shí)參和形參 116
8.2　傳遞實(shí)參 117
8.2.1　位置實(shí)參 117
8.2.2　關(guān)鍵字實(shí)參 119
8.2.3　默認(rèn)值 119
8.2.4　等效的函數(shù)調(diào)用 120
8.2.5　避免實(shí)參錯(cuò)誤 121
8.3　返回值 122
8.3.1　返回簡單的值 122
8.3.2　讓實(shí)參變成可選的 123
8.3.3　返回字典 124
8.3.4　結(jié)合使用函數(shù)和while循環(huán) 125
8.4　傳遞列表 127
8.4.1　在函數(shù)中修改列表 128
8.4.2　禁止函數(shù)修改列表 130
8.5　傳遞任意數(shù)量的實(shí)參 131
8.5.1　結(jié)合使用位置實(shí)參和任意數(shù)量的實(shí)參 132
8.5.2　使用任意數(shù)量的關(guān)鍵字實(shí)參 133
8.6　將函數(shù)存儲(chǔ)在模塊中 134
8.6.1　導(dǎo)入整個(gè)模塊 134
8.6.2　導(dǎo)入特定的函數(shù) 135
8.6.3　使用as給函數(shù)指定別名 136
8.6.4　使用as給模塊指定別名 136
8.6.5　導(dǎo)入模塊中的所有函數(shù) 137
8.7　函數(shù)編寫指南 137
8.8　小結(jié) 139
第9章　類 140
9.1　創(chuàng)建和使用類 140
9.1.1　創(chuàng)建Dog類 141
9.1.2　根據(jù)類創(chuàng)建實(shí)例 142
9.2　使用類和實(shí)例 144
9.2.1　Car類 144
9.2.2　給屬性指定默認(rèn)值 145
9.2.3　修改屬性的值 146
9.3　繼承 149
9.3.1　子類的__init__()方法 149
9.3.2　給子類定義屬性和方法 151
9.3.3　重寫父類中的方法 152
9.3.4　將實(shí)例用作屬性 152
9.3.5　模擬實(shí)物 154
9.4　導(dǎo)入類 155
9.4.1　導(dǎo)入單個(gè)類 155
9.4.2　在一個(gè)模塊中存儲(chǔ)多個(gè)類 157
9.4.3　從一個(gè)模塊中導(dǎo)入多個(gè)類 158
9.4.4　導(dǎo)入整個(gè)模塊 158
9.4.5　導(dǎo)入模塊中的所有類 159
9.4.6　在一個(gè)模塊中導(dǎo)入另一個(gè)
模塊 159
9.4.7　使用別名 160
9.4.8　找到合適的工作流程 161
9.5　Python標(biāo)準(zhǔn)庫 161
9.6　類的編程風(fēng)格 162
9.7　小結(jié) 163
第 10章　文件和異常 164
10.1　讀取文件 164
10.1.1　讀取文件的全部內(nèi)容 164
10.1.2　相對文件路徑和絕對文件
路徑 166
10.1.3　訪問文件中的各行 167
10.1.4　使用文件的內(nèi)容 168
10.1.5　包含100萬位的大型文件 169
10.1.6　圓周率值中包含你的
生日嗎 169
10.2　寫入文件 170
10.2.1　寫入一行 171
10.2.2　寫入多行 171
10.3　異常 172
10.3.1　處理ZeroDivisionError
異常 172
10.3.2　使用try-except代碼塊 173
10.3.3　使用異常避免崩潰 173
10.3.4　else代碼塊 174
10.3.5　處理FileNotFoundError
異常 175
10.3.6　分析文本 177
10.3.7　使用多個(gè)文件 177
10.3.8　靜默失敗 179
10.3.9　決定報(bào)告哪些錯(cuò)誤 179
10.4　存儲(chǔ)數(shù)據(jù) 181
10.4.1　使用json.dumps()和json.loads() 181
10.4.2　保存和讀取用戶生成的
數(shù)據(jù) 182
10.4.3　重構(gòu) 184
10.5　小結(jié) 186
第 11章　測試代碼 187
11.1　使用pip安裝pytest 187
11.1.1　更新pip 188
11.1.2　安裝pytest 188
11.2　測試函數(shù) 189
11.2.1　單元測試和測試用例 190
11.2.2　可通過的測試 190
11.2.3　運(yùn)行測試 191
11.2.4　未通過的測試 191
11.2.5　在測試未通過時(shí)怎么辦 192
11.2.6　添加新測試 193
11.3　測試類 195
11.3.1　各種斷言 195
11.3.2　一個(gè)要測試的類 195
11.3.3　測試AnonymousSurvey類 197
11.3.4　使用夾具 198
11.4　小結(jié) 200
第二部分　項(xiàng)　　目
項(xiàng)目1　外星人入侵 202
第 12章　武裝飛船 203
12.1　規(guī)劃項(xiàng)目 203
12.2　安裝Pygame 204
12.3　開始游戲項(xiàng)目 204
12.3.1　創(chuàng)建Pygame窗口及響應(yīng)用戶輸入 204
12.3.2　控制幀率 206
12.3.3　設(shè)置背景色 207
12.3.4　創(chuàng)建Settings類 207
12.4　添加飛船圖像 208
12.4.1　創(chuàng)建Ship類 209
12.4.2　在屏幕上繪制飛船 211
12.5　重構(gòu)：_check_events()方法和_update_screen()方法 212
12.5.1　_check_events()方法 212
12.5.2　_update_screen()方法 213
12.6　駕駛飛船 214
12.6.1　響應(yīng)按鍵 214
12.6.2　允許持續(xù)移動(dòng) 214
12.6.3　左右移動(dòng) 216
12.6.4　調(diào)整飛船的速度 217
12.6.5　限制飛船的活動(dòng)范圍 218
12.6.6　重構(gòu)_check_events() 219
12.6.7　按Q鍵退出 220
12.6.8　在全屏模式下運(yùn)行游戲 220
12.7　簡單回顧 221
12.7.1　alien_invasion.py 221
12.7.2　settings.py 221
12.7.3　ship.py 221
12.8　射擊 222
12.8.1　添加子彈設(shè)置 222
12.8.2　創(chuàng)建Bullet類 222
12.8.3　將子彈存儲(chǔ)到編組中 223
12.8.4　開火 224
12.8.5　刪除已消失的子彈 226
12.8.6　限制子彈數(shù)量 226
12.8.7　創(chuàng)建_update_bullets()
方法 227
12.9　小結(jié) 228
第 13章　外星人 229
13.1　項(xiàng)目回顧 229
13.2　創(chuàng)建第 一個(gè)外星人 230
13.2.1　創(chuàng)建Alien類 230
13.2.2　創(chuàng)建Alien實(shí)例 231
13.3　創(chuàng)建外星艦隊(duì) 232
13.3.1　創(chuàng)建一行外星人 232
13.3.2　重構(gòu)_create_fleet() 234
13.3.3　添加多行外星人 235
13.4　讓外星艦隊(duì)移動(dòng) 237
13.4.1　向右移動(dòng)外星艦隊(duì) 237
13.4.2　創(chuàng)建表示外星艦隊(duì)移動(dòng)方向的設(shè)置 238
13.4.3　檢查外星人是否到達(dá)了屏幕邊緣 239
13.4.4　向下移動(dòng)外星艦隊(duì)并改變移動(dòng)方向 239
13.5　擊落外星人 240
13.5.1　檢測子彈和外星人的碰撞 240
13.5.2　為測試創(chuàng)建大子彈 242
13.5.3　生成新的外星艦隊(duì) 242
13.5.4　加快子彈的速度 243
13.5.5　重構(gòu)_update_bullets() 243
13.6　結(jié)束游戲 244
13.6.1　檢測外星人和飛船的碰撞 244
13.6.2　響應(yīng)外星人和飛船的碰撞 245
13.6.3　有外星人到達(dá)屏幕下邊緣 247
13.6.4　游戲結(jié)束 248
13.7　確定應(yīng)運(yùn)行游戲的哪些部分 249
13.8　小結(jié) 249
第 14章　記分 250
14.1　添加Play按鈕 250
14.1.1　創(chuàng)建Button類 250
14.1.2　在屏幕上繪制按鈕 252
14.1.3　開始游戲 253
14.1.4　重置游戲 254
14.1.5　將Play按鈕切換到非活動(dòng)
狀態(tài) 254
14.1.6　隱藏光標(biāo) 255
14.2　提高難度 256
14.2.1　修改速度設(shè)置 256
14.2.2　重置速度 258
14.3　記分 258
14.3.1　顯示得分 259
14.3.2　創(chuàng)建記分牌 260
14.3.3　在外星人被擊落時(shí)更新
得分 261
14.3.4　重置得分 262
14.3.5　將每個(gè)被擊落的外星人都
計(jì)入得分 262
14.3.6　提高分?jǐn)?shù) 263
14.3.7　對得分進(jìn)行舍入 264
14.3.8　最高分 265
14.3.9　顯示等級(jí) 267
14.3.10　顯示余下的飛船數(shù) 269
14.4　小結(jié) 272
項(xiàng)目2　數(shù)據(jù)可視化 273
第 15章　生成數(shù)據(jù) 274
15.1　安裝Matplotlib 274
15.2　繪制簡單的折線圖 275
15.2.1　修改標(biāo)簽文字和線條粗細(xì) 276
15.2.2　校正繪圖 277
15.2.3　使用內(nèi)置樣式 278
15.2.4　使用scatter()繪制散點(diǎn)圖
并設(shè)置樣式 279
15.2.5　使用scatter()繪制一系
列點(diǎn) 280
15.2.6　自動(dòng)計(jì)算數(shù)據(jù) 281
15.2.7　定制刻度標(biāo)記 282
15.2.8　定制顏色 282
15.2.9　使用顏色映射 283
15.2.10　自動(dòng)保存繪圖 284
15.3　隨機(jī)游走 284
15.3.1　創(chuàng)建RandomWalk類 284
15.3.2　選擇方向 285
15.3.3　繪制隨機(jī)游走圖 286
15.3.4　模擬多次隨機(jī)游走 287
15.3.5　設(shè)置隨機(jī)游走圖的樣式 287
15.4　使用Plotly模擬擲骰子 292
15.4.1　安裝Plotly 292
15.4.2　創(chuàng)建Die類 292
15.4.3　擲骰子 293
15.4.4　分析結(jié)果 293
15.4.5　繪制直方圖 294
15.4.6　定制繪圖 295
15.4.7　同時(shí)擲兩個(gè)骰子 296
15.4.8　進(jìn)一步定制 298
15.4.9　同時(shí)擲兩個(gè)面數(shù)不同的
骰子 298
15.4.10　保存繪圖 299
15.5　小結(jié) 300
第 16章　下載數(shù)據(jù) 301
16.1　CSV文件格式 301
16.1.1　解析CSV文件頭 302
16.1.2　打印文件頭及其位置 302
16.1.3　提取并讀取數(shù)據(jù) 303
16.1.4　繪制溫度圖 304
16.1.5　datetime模塊 305
16.1.6　在圖中添加日期 306
16.1.7　涵蓋更長的時(shí)間 307
16.1.8　再繪制一個(gè)數(shù)據(jù)系列 308
16.1.9　給圖中區(qū)域著色 309
16.1.10　錯(cuò)誤檢查 310
16.2　制作全球地震散點(diǎn)圖：GeoJSON
格式 313
16.2.1　地震數(shù)據(jù) 313
16.2.2　查看GeoJSON數(shù)據(jù) 313
16.2.3　創(chuàng)建地震列表 316
16.2.4　提取震級(jí) 316
16.2.5　提取位置數(shù)據(jù) 317
16.2.6　繪制地震散點(diǎn)圖 318
16.2.7　指定數(shù)據(jù)的另一種方式 319
16.2.8　定制標(biāo)記的尺寸 320
16.2.9　定制標(biāo)記的顏色 321
16.2.10　其他漸變 323
16.2.11　添加懸停文本 323
16.3　小結(jié) 325
第 17章　使用API 326
17.1　使用API 326
17.1.1　Git和GitHub 326
17.1.2　使用API調(diào)用請求數(shù)據(jù) 327
17.1.3　安裝Requests 327
17.1.4　處理API響應(yīng) 328
17.1.5　處理響應(yīng)字典 329
17.1.6　概述最受歡迎的倉庫 331
17.1.7　監(jiān)控API的速率限制 332
17.2　使用Plotly可視化倉庫 332
17.2.1　設(shè)置圖形的樣式 334
17.2.2　添加定制工具提示 335
17.2.3　添加可單擊的鏈接 336
17.2.4　定制標(biāo)記顏色 337
17.2.5　深入了解Plotly和GitHub 
API 338
17.3　Hacker News API 338
17.4　小結(jié) 341
項(xiàng)目3　Web應(yīng)用程序 342
第 18章　Django入門 343
18.1　建立項(xiàng)目 343
18.1.1　制定規(guī)范 343
18.1.2　建立虛擬環(huán)境 344
18.1.3　激活虛擬環(huán)境 344
18.1.4　安裝Django 345
18.1.5　在Django中創(chuàng)建項(xiàng)目 345
18.1.6　創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫 346
18.1.7　查看項(xiàng)目 346
18.2　創(chuàng)建應(yīng)用程序 348
18.2.1　定義模型 349
18.2.2　激活模型 350
18.2.3　Django管理網(wǎng)站 351
18.2.4　定義模型Entry 353
18.2.5　遷移模型Entry 354
18.2.6　向管理網(wǎng)站注冊Entry 354
18.2.7　Django shell 355
18.3　創(chuàng)建網(wǎng)頁：學(xué)習(xí)筆記主頁 357
18.3.1　映射URL 357
18.3.2　編寫視圖 359
18.3.3　編寫模板 360
18.4　創(chuàng)建其他網(wǎng)頁 361
18.4.1　模板繼承 361
18.4.2　顯示所有主題的頁面 363
18.4.3　顯示特定主題的頁面 366
18.5　小結(jié) 369
第 19章　用戶賬戶 370
19.1　讓用戶能夠輸入數(shù)據(jù) 370
19.1.1　添加新主題 370
19.1.2　添加新條目 374
19.1.3　編輯條目 378
19.2　創(chuàng)建用戶賬戶 381
19.2.1　應(yīng)用程序accounts 381
19.2.2　將應(yīng)用程序accounts添加
到settings.py中 381
19.2.3　包含應(yīng)用程序accounts的URL 382
19.2.4　登錄頁面 382
19.2.5　注銷 385
19.2.6　注冊頁面 386
19.3　讓用戶擁有自己的數(shù)據(jù) 389
19.3.1　使用@login_required限制
訪問 389
19.3.2　將數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)到用戶 391
19.3.3　只允許用戶訪問自己的
主題 393
19.3.4　保護(hù)用戶的主題 394
19.3.5　保護(hù)頁面edit_entry 394
19.3.6　將新主題關(guān)聯(lián)到當(dāng)前用戶 395
19.4　小結(jié) 396
第 20章　設(shè)置應(yīng)用程序的樣式并部署 397
20.1　設(shè)置項(xiàng)目“學(xué)習(xí)筆記”的樣式 397
20.1.1　應(yīng)用程序django-bootstrap5 397
20.1.2　使用Bootstrap設(shè)置項(xiàng)目
“學(xué)習(xí)筆記”的樣式 398
20.1.3　修改base.html 399
20.1.4　使用jumbotron設(shè)置主頁的樣式 404
20.1.5　設(shè)置登錄頁面的樣式 405
20.1.6　設(shè)置頁面topics的樣式 406
20.1.7　設(shè)置頁面topic中條目的
樣式 407
20.2　部署“學(xué)習(xí)筆記” 409
20.2.1　注冊Platform.sh賬戶 409
20.2.2　安裝Platform.sh CLI 409
20.2.3　安裝platformshconfig 410
20.2.4　創(chuàng)建文件requirements.txt 410
20.2.5　其他部署需求 411
20.2.6　添加配置文件 411
20.2.7　為部署到Platform.sh而
修改settings.py 414
20.2.8　使用Git跟蹤項(xiàng)目文件 415
20.2.9　在Platform.sh上創(chuàng)建項(xiàng)目 417
20.2.10　推送到Platform.sh 418
20.2.11　查看線上項(xiàng)目 419
20.2.12　改進(jìn)Platform.sh部署 420
20.2.13　創(chuàng)建定制錯(cuò)誤頁面 422
20.2.14　繼續(xù)開發(fā) 423
20.2.15　將項(xiàng)目從Platform.sh上
刪除 424
20.3　小結(jié) 425
附錄A　安裝及故障排除 426
附錄B　文本編輯器和IDE 430
附錄C　尋求幫助 436
附錄D　使用Git進(jìn)行版本控制 440
附錄E　部署故障排除 449