Python程序设计（第3版）

《Python程序设计 第3版》是面向大学计算机科学专业的教材。本书以Python语言为工具，采用相当传统的方法，强调解决问题、设计和编程是计算机科学的核心技能。
全书共13章，此外，还包含两个附录。第 1章到第5章介绍计算机与程序、编写简单程序、数字计算、对象和图形、字符串处理等基础知识。第6章到第8章介绍函数、判断结构、循环结构和布尔值等话题。第9章到第 13章着重介绍一些较为高档的程序设计方法，包括模拟与设计、类、数据集合、面向对象设计、算法设计与递归等。附录部分给出了Python快速参考和术语表。每一章的末尾配有丰富的练习，包括复习问题、讨论和编程联系等多种形式，帮助读者巩固该章的知识和技能。
《Python程序设计 第3版》特色鲜明、示例生动有趣、内容易读易学，适合Python入门程序员阅读，也适合高校计算机专业的教师和学生参考。

John Zelle是美国Wartburg大学数学和计算机系教授。他负责教授Python程序设计课程，并且结合多年的教学经验编写了本书，在美国高校受到普遍的欢迎。他还从事VR、AI等方面的研究，发表了一些机器学习方面的论文。

本书具有以下特点：
● 广泛使用计算机图形学——本书提供一个简单的图形软件包graphics.py作为示例。
● 生动有趣的例子——本书包含了完整的编程示例来解决实际问题。
● 亲切自然的行文——以自然的叙事风格介绍了重要的计算机科学概念。
● 灵活的螺旋式学习过程——简单地呈现概念，逐渐介绍新的思想，章节末加以巩固强化。
● 时机恰好地介绍对象——本书既不是严格的“早讲对象”，也不是“晚讲对象”，而是在命令式编程
的基础上简要地介绍了对象概念。
● 提供丰富的教学素材——提供了大量的章末习题。还提供代码示例和教学PPT下载。

本书以Python语言为工具教授计算机程序设计。本书强调解决问题、设计和编程是计算机科学的核心技能。本书特色鲜明、示例生动有趣、内容易读易学，适合Python入门程序员阅读，也适合高校计算机专业的教师和学生参考。
访问异步社区（www.epubit.com.cn）的本书页面，可下载本书示例代码、习题解答和教学PPT。

作者简介
John Zelle是美国Wartburg大学数学和计算机系教授。他负责教授Python程序设计课程，并且结合多年的教学经验编写了本书，在美国高校受到普遍的欢迎。他还从事VR、AI等方面的研究，发表了一些机器学习方面的论文。

第 1章　计算机和程序 1
学习目标 1
1．1　通用机器 1
1．2　程序的力量 2
1．3　什么是计算机科学 2
1．4　硬件基础 3
1．5　编程语言 4
1．6　Python的“魔法” 6
1．7　Python程序内部 10
1．8　混沌与计算机 12
1．9　小结 13
1．10　练习 14
复习问题 14
第 2章　编写简单程序 17
学习目标 17
2．1　软件开发过程 17
2．2　示例程序：温度转换器 18
2．3　程序要素 19
2．3．1　名称 19
2．3．2　表达式 20
2．4　输出语句 22
2．5　赋值语句 23
2．5．1　简单赋值 23
2．5．2　赋值输入 24
2．5．3　同时赋值 26
2．6　确定循环 27
2．7　示例程序：终值 29
2．8　小结 31
2．9　练习 32
复习问题 32
第3章　数字计算 35
学习目标 35
3．1　数值数据类型 35
3．2　类型转换和舍入 38
3．3　使用math库 40
3．4　累积结果：阶乘 42
3．5　计算机算术的局限性 44
3．6　小结 46
3．7　练习 47
复习问题 47
第4章　对象和图形 52
学习目标 52
4．1　概述 52
4．2　对象的目标 53
4．3　简单图形编程 53
4．4　使用图形对象 56
4．5　绘制终值 60
4．6　选择坐标 64
4．7　交互式图形 66
4．7．1　获取鼠标点击 67
4．7．2　处理文本输入 68
4．8　graphics模块参考 70
4．8．1　GraphWin对象 70
4．8．2　图形对象 71
4．8．3　Entry对象 74
4．8．4　显示图像 74
4．8．5　生成颜色 75
4．8．6　控制显示更新（高档） 75
4．9　小结 76
4．10　练习 76
复习问题 76
第5章　序列：字符串、列表和文件 81
学习目标 81
5．1　字符串数据类型 81
5．2　简单字符串处理 84
5．3　列表作为序列 86
5．4　字符串表示和消息编码 87
5．4．1　字符串表示 87
5．4．2　编写编码器 88
5．5　字符串方法 89
5．5．1　编写解码器 89
5．5．2　更多字符串方法 92
5．6　列表也有方法 93
5．7　从编码到加密 94
5．8　输入/输出作为字符串操作 95
5．8．1　示例应用程序：
日期转换 95
5．8．2　字符串格式化 97
5．8．3　更好的零钱计数器 99
5．9　文件处理 99
5．9．1　多行字符串 100
5．9．2　文件处理 100
5．9．3　示例程序：批处理
用户名 103
5．9．4　文件对话框（可选） 103
5．10　小结 105
5．11　练习 106
复习问题 106
第6章　定义函数 111
学习目标 111
6．1　函数的功能 111
6．2　函数的非正式讨论 112
6．3　带有函数的终值程序 115
6．4　函数和参数：令人兴奋的
细节 116
6．5　返回值的函数 119
6．6　修改参数的函数 122
6．7　函数和程序结构 126
6．8　小结 128
6．9　练习 129
复习问题 129
第7章　判断结构 133
学习目标 133
7．1　简单判断 133
7．1．1　示例：温度警告 133
7．1．2　形成简单条件 135
7．1．3　示例：条件程序执行 136
7．2　两路判断 137
7．3　多路判断 140
7．4　异常处理 142
7．5　设计研究：三者大 144
7．5．1　策略1：比较每个值和
所有其他值 145
7．5．2　策略2：判断树 146
7．5．3　策略3：顺序处理 147
7．5．4　策略4：使用Python 148
7．5．5　一些经验 148
7．6　小结 149
7．7 练习 149
复习问题 149
第8章　循环结构和布尔值 153
学习目标 153
8．1　for循环：快速回顾 153
8．2　不定循环 154
8．3　常见循环模式 155
8．3．1　交互式循环 155
8．3．2　哨兵循环 156
8．3．3　文件循环 158
8．3．4　嵌套循环 160
8．4　布尔值计算 161
8．4．1　布尔运算符 161
8．4．2　布尔代数 163
8．5　其他常见结构 165
8．5．1　后测试循环 165
8．5．2　循环加一半 166
8．5．3　布尔表达式作为判断 166
8．6　示例：一个简单的事件循环 169
8．7　小结 172
8．8　练习 173
复习问题 173
第9章　模拟与设计 177
学习目标 177
9．1　模拟短柄壁球 177
9．1．1　一个模拟问题 177
9．1．2　分析与规格说明 178
9．2　伪随机数 178
9．3　自顶向下的设计 180
9．3．1　顶层设计 180
9．3．2　关注点分离 182
9．3．3　第 二层设计 182
9．3．4　设计simNGames 183
9．3．5　第三层设计 184
9．3．6　整理完成 186
9．3．7　设计过程总结 188
9．4　自底向上的实现 188
9．4．1　单元测试 188
9．4．2　模拟结果 189
9．5　其他设计技术 190
9．5．1　原型与螺旋式开发 190
9．5．2　设计的艺术 191
9．6　小结 191
9．7 练习 192
复习问题 192
第 10章　定义类 196
学习目标 196
10．1　对象的快速复习 196
10．2　示例程序：炮弹 197
10．2．1　程序规格说明 197
10．2．2　设计程序 197
10．2．3　程序模块化 199
10．3　定义新类 200
10．3．1　示例：多面骰子 201
10．3．2　示例：Projectile类 203
10．4　用类数据处理 205
10．5　对象和封装 207
10．5．1　封装有用的抽象 207
10．5．2　将类放在模块中 208
10．5．3　模块文档 208
10．5．4　使用多个模块 210
10．6　控件 210
10．6．1　示例程序：掷骰
子程序 211
10．6．2　创建按钮 211
10．6．3　构建骰子类 213
10．6．4　主程序 215
10．7　动画炮弹 216
10．7．1　绘制动画窗口 217
10．7．2　创建ShotTracker 218
10．7．3　创建输入对话框 219
10．7．4　主事件循环 220
10．8　小结 221
10．9　练习 222
复习问题 222
第 11章　数据集合 227
学习目标 227
11．1　示例问题：简单统计 227
11．2　应用列表 228
11．2．1　列表和数组 229
11．2．2　列表操作 229
11．2．3　用列表进行统计 231
11．3　记录的列表 235
11．4　用列表和类设计 237
11．5　案例分析：Python计算器 241
11．5．1　计算器作为对象 241
11．5．2　构建界面 241
11．5．3　处理按钮 243
11．6　案例研究：更好的炮弹动画 246
11．6．1　创建发射器 246
11．6．2　追踪多次射击 248
11．7　无顺序集合 251
11．7．1　字典基础 251
11．7．2　字典操作 252
11．7．3　示例程序：词频 253
11．8　小结 257
11．9　练习 257
复习问题 257
第 12章　面向对象设计 262
学习目标 262
12．1　OOD的过程 262
12．2　案例研究：壁球模拟 263
12．2．1　候选对象和方法 264
12．2．2　实现SimStats 265
12．2．3　实现RBallGame 266
12．2．4　实现Player 267
12．2．5　完整程序 268
12．3　案例研究：骰子扑克 270
12．3．1　程序规格说明 271
12．3．2　识别候选对象 271
12．3．3　实现模型 272
12．3．4　基于文本的UI 275
12．3．5　开发GUI 277
12．4　OO概念 282
12．4．1　封装 282
12．4．2　多态 283
12．4．3　继承 283
12．5　小结 284
12．6　练习 285
复习问题 285
第 13章　算法设计与递归 287
学习目标 287
13．1　查找 287
13．1．1　简单的查找问题 287
13．1．2　策略1：线性查找 288
13．1．3　策略2：二分查找 288
13．1．4　比较算法 289
13．2　递归问题解决 290
13．2．1　递归定义 291
13．2．2　递归函数 292
13．2．3　示例：字符串反转 293
13．2．4　示例：重组词 294
13．2．5　示例：快速指数 295
13．2．6　示例：二分查找 296
13．2．7　递归与迭代 296
13．3　排序算法 298
13．3．1　天真的排序：选择
排序 298
13．3．2　分而治之：归并排序 299
13．3．3　排序比较 301
13．4　难题 303
13．4．1　汉诺依塔 303
13．4．2　停机问题 306
13．4．3　结论 308
13．5　小结 308
13．6　练习 309
复习问题 309
附录A Python快速参考 314
附录B 术语表 323

Python