小小的Python编程故事

本书是写给孩子看的Python编程书，本书共包括54个章节，分为三个部分。基础篇包含了Python编程环境的搭建、**个Python程序的展示、程序的调试方法、异常的处理、Python的基本数据类型和运算符，还包括了基本程序控制结构、类的使用以及常见模块的使用。实战篇包含了Python循环的应用、冒泡排序和选择排序等基础算法、文件操作、系统信息获取，还包括了图形用户界面编程、正则表达式、多线程程序设计，以及网络编程、数据库编程的基本实现。提高篇包含了蒙特卡罗算法、欧几里得算法、递归算法、狄杰特斯拉算法、贪心算法、KNN算法以及并行计算的实现，可能会有一些难度，但对于那些喜欢计算科学的读者来说起到了启蒙的作用。本书适合没有任何编程基础的人学习使用，尤其适合孩子、文科生等非计算机专业的人员使用。

毛雪涛：从教于武汉理工大学，计算机应用技术博士，法国巴黎十一大及CNRS-LIMSI实验室访问学者，研究方向为文本分析、CSCW等。从事计算机专业一线教学工作10年。丁毓峰：武汉理工大学机电工程学院副教授，机械工程博士，加拿大多伦多大学CIMS实验室和美国耶鲁，纽黑文大学访问学者。研究方向为数字制造、产品虚拟仿真，企业信息化等。从事机械，计算机应用教学和科研工作10年。主持和参与国家省部级科研项目及企业委托科研项目多项。

入门很快：面向零基础孩子，立刻就能上手编程

实例很多：全书包括195个实例，涵盖Python的方方面面

经验很足：毛老师带10岁女儿学Python，孩子能独立编写扫雷程序

代码很全：书中代码累计达到23448行，满足孩子的探索欲望

如今，计算机的应用已经无处不在，而创造这些应用的人将是未来的主宰，计算机应用的基础是程序设计。

牛津大学在2013年发布了一项报告，预测未来20年里将有一般的工作被机器取代。2014年，英国把图形化编程纳入了5岁以上小朋友的必修课。欧洲其他的一些国家也将编程课程纳入了初等义务教育学科。编程将和目前的英文一样，成为一种基本能力。

编程可以使孩子拥有更严谨的思维，能让孩子努力理解看不见摸不着的数据结构，能锻炼孩子从具体到概括的抽象能力，也能训练孩子的逻辑思维能力和独立钻研问题的能力。

另外，学习编程也能建立孩子对于计算机的正确认识——它不是专门用来玩游戏的游戏机，它是一种生产工具。而且这种生产工具还能够生产高级的产品——程序。

2017年7月，国务院引发了关于《新一代人工智能发展规划》的通知，提出了面向2030年我国新一代人工智能发展的指导思想。通知指出“实施全民智能教育项目，在中小学阶段设置人工智能相关课程，逐步推广编程教育，鼓励社会力量参与寓教于乐的编程教学软件、游戏的开发和推广。”人工智能建立在计算机科学的基础之上。

细数当今影响人类的科技巨头，IBM、谷歌、微软、苹果手机、华为、阿里巴巴、腾讯、百度、小米等等，全都和计算机科学相关，它们代表了当今社会发展的潮流。要想跟上潮流的步伐，一个比较一致的意见是——学习编程，越早越好！

目前已经出现的程序设计语言估计有上百种了吧！但是我还是推荐Python。关于为什么推荐学习Python语言不用多说。正如它的官方网站上的简短描述：Python强大、快速；兼容性好；可移植；友好、易学；开放。总之，Python是一门越来越流行的程序设计语言。

介绍Python的各种书籍层出不穷，然而，学习一门程序设计语言从来都不是一件容易的事，对于广大读者来说，技术书籍总是缺少那么一点点生趣。本书就是专门为了解决这一问题而创作。它采用生活化的语言将Python程序设计的知识一点点地从基础开始一直讲到算法。

兴趣是最好的老师，但枯燥的灌输很快就会将兴趣浇灭。为了维持或者说帮助读者们坚持读完本书，作者绞尽脑汁，将Python知识联系到一个个小故事中，并最终解决问题。

关于本书

这是一本适合少年儿童学习的程序设计语言入门书籍。它像一本故事书一样，利用短小的篇幅，让读者了解到他们正在学习的Python知识如何与现实生活联系起来。

全书没有严肃的教条，没有大篇幅的理论，也没有生涩的专业术语，力求让目标读者阅读起来没有压力。

本书分为基础篇、提高篇和实战篇三大部分，共安排了54个章节。虽然Python语言是一门系统化的课程，但是54个章节基本上都可独立阅读。如果读者已经学习过部分Python的内容，完全可以根据自己的程度，从任何一个章节开始阅读本书，节省了宝贵的时间。

目 录
第1章　启程：Python之旅 1
1．1　懒散的壳：Python IDLE Shell 1
1．2　小小的成绩单：Python程序演示 2

第2章　捉虫子：调试程序 5
2．1　小小的沉思：bug和debug 5
2．2　错在哪？打印调试信息 6
2．3　使用IDLE的Debugger工具 9

第3章　一个“假程序”：代码注释 11
3．1　诗词填空：单行注释 11
3．2　牛牛的程序 12

第4章　漂亮的展示牌：输入、输出和处理 14
4．1　漂亮的展示牌：输出 14
4．2　接受你的请求：输入 15
4．3 程序存在的意义：处理 16

第5章　动物园里动物多：数据类型 17
5．1 狮子、老虎和大象：标准数据类型 17
5．2　牛牛的牛爷爷：数值类型 19

第6章　神秘的X生物：变量的命名和赋值 21
6．1　变量的命名规则 21
6．2 X馆和神秘生物：变量赋值 23

第7章　弟弟的作业题：算术运算和算术赋值 24
7．1　算术运算符 24
7．2　二进制的魔术：位运算 26
7．3　赋值运算符 27

第8章　真真假假：比较运算和逻辑运算 29
8．1　真和假：逻辑 29
8．2　能够组成三角形吗 30
8．3　逻辑运算 31

第9章　有身份的MVP：成员、身份和优先级 34
9．1　篮球梦的开始：成员运算符 34
9．2　谁是MVP：身份运算符 35
9．3　运算符的优先级 37

第10章　我的世界：字符编码和字符串 39
10．1　从数值到符号：编码 39
10．2　小小的1000只羊：字符串 41
10．3　没烦恼的诗人：转义字符 43
10．4　字符串函数 44

第11章　王者的药：条件控制 47
11．1　健康系统：if语句 47
11．2　健康系统加强版：if语句的嵌套 48

第12章　阿波菲斯的剑鞘：列表 51
12．1　物品列表 51
12．2　了解自己的物品：列表的函数 53
12．3　新的物品：列表的操作 54

第13章　小小蛋糕店：元组和区间 57
13．1 第一个菜单：建立元组 57
13．2 请问第4种是什么蛋糕 58
13．3　各式各样的菜单 60
13．4　等差数列的创造者：range() 61

第14章　老狼老狼几点了：循环结构 63
14．1　没完没了：while语句 63
14．2　老狼该休息了：for语句 65
14．3　小花的脾气：break、continue和pass 66

第15章　同学通讯录：字典 68
15．1　制作通讯录：字典和键值对 68
15．2　通讯录的作用：访问字典元素 70
15．3　记录了多少同学 72
15．4　一个变两个：字典的复制 72

第16章　飞越地平线：基本队列 75
16．1　乐园永恒的主题：创建队列 75
16．2　FIFO：队列的基本性质 76

第17章　小小建筑师：函数与参数传递 79
17．1　墙壁和地板：函数的定义和调用 79
17．2　参数传递 81

第18章　幸运大转盘：随机数发生器 85
18．1　谁是幸运顾客：choice() 85
18．2　免费的蛋糕：sample() 86
18．3　洗牌：shuffle() 87

第19章　爷爷的怪蛋糕：类和对象 89
19．1　蛋糕模板：类的定义 89
19．2　制造蛋糕：创建对象 91
19．3　如何制造蛋糕？构造方法 91

第20章　蛋糕家族：类的继承 94
20．1　古怪蛋糕也是蛋糕 94
20．2　这是遗传：继承的特性 96

第21章　特工联盟：模块 99
21．1　联盟条约：什么是模块 99
21．2　联盟宣言：模块内的变量和程序 101
21．3　模块的其他特征 103

第22章　妈妈生日快乐：日期和时间 105
22．1　5月的日历 105
22．2　母亲节是哪一天 108
22．3　顾客驾到：记录当前时间 109
22．4　时间元组和时间戳 110

第23章　警报，警报：异常处理 112
23．1　小小的错误：语法错误 112
23．2　非正常行为：异常 113
23．3　异常捕手：异常处理 115
23．4　个性化的异常处理 116
23．5　小小的恶作剧：抛出异常 120

第24章　鸡兔同笼：循环的应用 122
24．1　雉兔各几何 122
24．2　更多的笼子 123
24．3　“鸡兔同笼”游戏 124

第25章　步数排行榜：冒泡排序 125
25．1　前后交换：冒泡排序的基本操作 125
25．2　改良的冒泡排序 128

第26章　销量排行榜：选择排序 130
26．1　销量冠军：求最大项 130
26．2　选择排序 132
26．3　选择排序和冒泡排序哪个更快 133

第27章　程序员的暴力：穷举法 135
27．1　百钱买百鸡 135
27．2　破解通关密码 137

第28章　开心森林：最短路径问题 139
28．1　乘车路线图 139
28．2　图的代码实现 140
28．3　广度优先搜索 141

第29章　小小日记本：文件基本操作 144
29．1　创建日记本 144
29．2　写日记：写入文件 146
29．3　翻看旧日记：读取文件 147
29．4　读取指定日记 148

第30章　识得庐山真面目：与系统打交道 150
30．1　系统信息：OS常用方法 150
30．2　文件系统信息 151
30．3　调用系统命令 152

第31章　高级身份牌：GUI编程初步 154
31．1　提拉米苏的身份牌 154
31．2　舒芙蕾的身份牌：Text 156
31．3　更多的小部件 158

第32章　一触即发：事件编程 159
32．1　蛋糕列表：Listbox 159
32．2　程序的感知：事件响应 160

第33章　印象派：Canvas绘图 163
33．1　一条直线：Canvas初探 163
33．2　标注坐标点：绘制文字 165
33．3　方块和椭圆 166

第34章　三国名将录：绘制图像 168
34．1　神机妙算诸葛亮 168
34．2　三国名将录 169

第35章　生命在于运动：Canvas动画 172
35．1　Just move 172
35．2　上下左右：控制动画 174

第36章　超强背景音：播放声音 176
36．1　播放wav文件 176
36．2　pip和pygame：安装外部模块 178
36．3　蛋糕店的主题曲：播放mp3 179

第37章　猜数游戏：GUI应用 181
37．1　音乐和音效 181
37．2　游戏的交互：事件处理 183
37．3　游戏界面 185

第38章　散文中的动词：正则表达式 187
38．1　找到杨柳、燕子和桃花 187
38．2　找到“动词”：正则表达式的模式 189

第39章　小小的爬虫：正则表达式应用 192
39．1　切割网页：为匹配做准备 192
39．2　找出文字中的链接：正则匹配 193

第40章　大蛇卡丁车：多线程 195
40．1　赛况直播：了解多线程 195
40．2　小小的秘密武器：线程锁 198

第41章　您有一个包裹：JSON处理 201
41．1　小小的礼物：JSON编码 201
41．2　吉森的回信：解析JSON 203

第42章　来自蛋糕店的问候：Web服务器与CGI程序 205
42．1　网站的基础：Web服务器 205
42．2　蛋糕店的问候：第一个CGI程序 207

第43章　为顾客服务：GET和POST 210
43．1　填写蛋糕的名字：客户表单 210
43．2　客户表单处理程序 211
43．3　隐藏信息的传递方式：POST 214

第44章　小i是个机器人：socket编程 215
44．1　给小i发送消息：客户端 215
44．2　小i的回答：服务器 217

第45章　小小伊妹儿：邮件发送程序 220
45．1　“吉森，你好！”：文字邮件 220
45．2　小小的近照：发送附件 223

第46章　信息大爆炸：初识数据库 226
46．1　什么是数据库 226
46．2　挠痒痒：连接MySQL数据库 229

第47章　聪明的BOSS：数据库应用 233
47．1　First of All：创建数据库 233
47．2　Drop：删除数据库 235
47．3　员工与蛋糕：创建数据表 236
47．4　添加第一个员工 240

第48章　大厨的“派”：随机数的应用 246
48．1　神秘的厨师：蒙特卡罗 246
48．2　派和π：蒙特卡罗法应用 247

第49章　欧几里得算法：辗转相除 249
49．1　操场划分：最大公约数 249
49．2　最小公倍数 251

第50章　汉诺塔问题：递归的应用 253
50．1　简化的汉诺塔：三阶刚刚好 253
50．2　汉诺塔问题的步骤数 256

第51章　别针换摩托：迪杰特斯拉算法 259
51．1　交换大会：有向加权图 259
51．2　小D的办法：最优路径 262
51．3　“换”梦成真：最优路径算法 264

第52章　验证哥德巴赫猜想：并行计算 267
52．1　什么是哥德巴赫猜想 267
52．2　充分利用CPU：并行计算 269

第53章　小小旅行家：贪心算法 273
53．1　旅行商问题 273
53．2　环球旅行：贪心算法 275

第54章　电影分类和猜蛋糕：KNN算法 279
54．1　你会看电影吗？特征抽取 279
54．2　和哪部电影最像？分类 280
54．3　做多少蛋糕才合适？回归 282

附录A　如何安装Python 285