前 言
Python是荷蘭人 Guido van Rossum于 20世紀(jì) 90年代初設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)的一門(mén)高級(jí)編程語(yǔ)言。它是一種面向?qū)ο蟮慕忉屝愿呒?jí)編程語(yǔ)言，可以讓用戶編寫(xiě)出清晰易懂的程序，毫無(wú)困難地實(shí)現(xiàn)所需的功能。與當(dāng)前流行的其他大多數(shù)編程語(yǔ)言相比， Python編寫(xiě)出來(lái)的程序更簡(jiǎn)捷。如果你沒(méi)有任何編程經(jīng)驗(yàn)，那么簡(jiǎn)捷而強(qiáng)大的 Python就是你進(jìn)入編程領(lǐng)域的理想選擇。經(jīng)過(guò) 30年的發(fā)展， Python發(fā)布了多個(gè)版本，目前較新的版本是 Python 3.8，Python已經(jīng)滲透計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、人工智能、統(tǒng)計(jì)分析、科學(xué)計(jì)算可視化、圖像處理、大數(shù)據(jù)處理分析、搜索引擎、游戲動(dòng)畫(huà)、網(wǎng)絡(luò)編程、數(shù)據(jù)庫(kù)編程等應(yīng)用領(lǐng)域。多年前，Python就已經(jīng)成為卡內(nèi)基 .梅隆大學(xué)、麻省理工學(xué)院、加州大學(xué)伯克利分校、哈佛大學(xué)等高校計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)或非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的程序設(shè)計(jì)入門(mén)教學(xué)語(yǔ)言，目前，國(guó)內(nèi)很多高校的多個(gè)專(zhuān)業(yè)陸續(xù)開(kāi)設(shè)了 Python程序設(shè)計(jì)課程。
本書(shū)主要介紹 Python 程序設(shè)計(jì)的基本概念、基礎(chǔ)知識(shí)、基本方法以及 Python 程序的應(yīng)用開(kāi)發(fā)。首先介紹 Python 的安裝和開(kāi)發(fā)環(huán)境；隨后介紹 Python 的數(shù)據(jù)類(lèi)型和基本運(yùn)算，包括字符串、列表、元組、字典、集合等；然后講述程序控制結(jié)構(gòu)，包括順序結(jié)構(gòu)、分支結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)；接著介紹函數(shù)及其應(yīng)用；此后探討 Python 的類(lèi)和對(duì)象，以及文件操作，講解 Python 程序的異常處理與程序調(diào)試方法；后介紹 Python在科學(xué)計(jì)算、可視化以及人工智能方面的應(yīng)用，從而發(fā)揮出 Python 的強(qiáng)大功能。
本書(shū)為第 2版，是對(duì)第 1版的修訂，主要是增加了第 10章Python綜合應(yīng)用，包括中文文本分詞、網(wǎng)絡(luò)爬蟲(chóng)、分類(lèi)、聚類(lèi)、回歸分析等應(yīng)用。全書(shū)共 10章，主要內(nèi)容組織如下：
第 1章緒論：主要介紹程序、程序設(shè)計(jì)以及程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的基本概念，概述 Python語(yǔ)言的發(fā)展和特點(diǎn)，介紹 Python程序的開(kāi)發(fā)環(huán)境。
第 2章 Python基礎(chǔ)知識(shí)：通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的例子介紹 Python程序的基本組成和編寫(xiě)規(guī)范，講解 Python的變量、表達(dá)式、數(shù)據(jù)類(lèi)型、基本運(yùn)算、基本輸入 /輸出；介紹 Python內(nèi)建的函數(shù)使用方法以及 Python標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)模塊、第三方庫(kù)模塊的導(dǎo)入方法及使用。
第 3章序列：主要介紹 Python中內(nèi)置的字符串、列表、元組、字典、集合等序列數(shù)據(jù)類(lèi)型，介紹了序列元素的訪問(wèn)方式以及使用內(nèi)置函數(shù)、對(duì)象的方法對(duì)序列對(duì)象操作的方法。
第 4章程序控制結(jié)構(gòu)：介紹 Python程序的控制結(jié)構(gòu)，包括順序結(jié)構(gòu)、分支結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)；講解 Python選擇結(jié)構(gòu)、 for循環(huán)與 while循環(huán)、帶 else子句的循環(huán)結(jié)構(gòu)、break和 continue語(yǔ)句，以及選擇結(jié)構(gòu)與循環(huán)結(jié)構(gòu)的綜合運(yùn)用。

第 5章函數(shù)：主要介紹 Python自定義函數(shù)設(shè)計(jì)，包括函數(shù)的定義與調(diào)用、參數(shù)的傳遞與參數(shù)類(lèi)型、變量的作用域、遞歸函數(shù)的使用以及匿名函數(shù)。
第 6章類(lèi)與對(duì)象：介紹面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)，講解面向?qū)ο蟮暮�義、類(lèi)的基本概念、如何定義和使用類(lèi)、類(lèi)的屬性和方法、類(lèi)的繼承機(jī)制、常用類(lèi)及其相關(guān)內(nèi)建函數(shù)，并給出了類(lèi)的應(yīng)用案例。
第 7章文件操作：主要介紹文件操作的相關(guān)知識(shí)，包括文件的基本概念、文件的打開(kāi)與關(guān)閉、文件讀寫(xiě)與定位操作以及目錄操作，并給出了文件操作的相關(guān)應(yīng)用案例。
第 8章異常處理與程序調(diào)試：介紹異常處理的基礎(chǔ)知識(shí)與程序調(diào)試方法，包括異常處理的基本概念、 Python自帶的異常類(lèi)和自定義異常類(lèi)、 Python中的異常處理、使用 IDLE調(diào)試程序。
第 9章科學(xué)計(jì)算與可視化：主要介紹如何利用 Python第三方庫(kù)進(jìn)行科學(xué)計(jì)算與可視化的方法，以科學(xué)生態(tài)系統(tǒng) SciPy為例，介紹 Python語(yǔ)言中的常見(jiàn)工具包，包括 NumPy、Pandas、SciPy library、Matplotlib、Statistics等。本章的學(xué)習(xí)可以為后期科研和項(xiàng)目開(kāi)發(fā)奠定基礎(chǔ)。
第 10章 Python綜合應(yīng)用：介紹有關(guān)人工智能方面的基本概念及 Python人工智能應(yīng)用方面常用的函數(shù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)中文文本分詞、網(wǎng)絡(luò)爬蟲(chóng)、分類(lèi)、聚類(lèi)、回歸分析等應(yīng)用。本章的學(xué)習(xí)讓讀者掌握利用 Python第三方庫(kù)，解決文本處理、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集以及人工智能分析數(shù)據(jù)等問(wèn)題的初步能力。
本書(shū)體系完整，條理清晰，內(nèi)容由淺入深，實(shí)例豐富，提供 PPT課件，適合作為高等學(xué)校 Python程序設(shè)計(jì)課程的教材，也可作為 Python 程序開(kāi)發(fā)人員的參考書(shū)。
本書(shū)由南京師范大學(xué)計(jì)算機(jī)與電子信息學(xué)院、人工智能學(xué)院 Python程序設(shè)計(jì)教學(xué)團(tuán)隊(duì)的老師編寫(xiě)，第 1章由吉根林編寫(xiě)，第 2、3章由王必友編寫(xiě)，第 4、5章由楊俊編寫(xiě)，第 6、7章由陳燚編寫(xiě)，第 8、9章由楊琬琪編寫(xiě)，第 10章由所有編者共同編寫(xiě)。全書(shū)由吉根林和王必友任主編，并負(fù)責(zé)統(tǒng)稿和定稿；楊俊、陳燚、楊琬琪、沈玲玲任副主編，并參與編寫(xiě)大綱的討論。
由于編者水平有限，書(shū)中難免存在不妥和疏漏之處，敬請(qǐng)讀者批評(píng)指正。
編 者 2023年 1月