董付国，山东省一流本科课程“Python应 用开发”（线上线下混合）、“Python程序设 计基础”（线上）负责人，华为技术有限公司 独立顾问，山东省高等教育教材作者，机 械工业出版社计算机分社成立20周年“金牌作 者”，机械工业出版社高等教育教材专家咨询 委员会委员，机械工业出版社“面向新工科高 等院校大数据专业系列教材”编审委员会委 员，全国高等院校计算机基础教育研究会“教 育信息化”专业委员会委员。出版的《Python 程序设计基础与应用》《Python程序设计实例 教程》等多部教材被国内近千所高校选用，累 计印刷超过140次；拥有国家发明专利1项，软 件著作权1项；两次入选“中国大数据创新百人 榜单”；长期维护微信公众号“Python小屋” 并免费分享1200多篇Python技术文章和超过 600节微课视频，智慧树慕课被评为平台 TOP100，腾讯云+社区作者。

前言
二维码资源清单
项目1 搭建和使用Python开发环境1

任务1.1 了解Python语言特点、应用场景和版本1
任务1.2 安装与配置Python开发环境2
1.2.1 安装与使用IDLE3
1.2.2 安装与使用Anaconda 34
任务1.3 了解Python编程规范5
任务1.4 安装扩展库6
任务1.5 词频统计 — 导入与使用标准库、扩展库中的对象7
习题9

项目2 使用内置对象和运算符10

任务2.1 了解Python常用内置对象10
2.1.1 常量与变量11
2.1.2 数字类型12
2.1.3 字符串13
2.1.4 列表、元组、字典、集合13
2.1.5 函数14
任务2.2 掌握Python运算符14
2.2.1 算术运算符16
2.2.2 关系运算符17
2.2.3 元素测试运算符17
2.2.4 集合运算符17
2.2.5 逻辑运算符18
2.2.6 赋值分隔符18
任务2.3 打字练习程序 — 使用Python内置函数19
2.3.1 类型转换与判断22
2.3.2 最值与求和24
2.3.3 基本输入/输出25
2.3.4 排序与逆序26
2.3.5 枚举与迭代26
2.3.6 map()函数、reduce()函数、filter()函数27
2.3.7 range()函数28
2.3.8 zip()函数29
2.3.9 任务实施—打字练习程序29
任务2.4 了解Python关键字30
习题31

项目3 使用列表、元组、字典、集合33

任务3.1 了解Python容器对象33
任务3.2 查询学生成绩 — 使用列表33
3.2.1 列表创建与删除34
3.2.2 访问列表元素34
3.2.3 列表常用方法35
3.2.4 列表对象支持的运算符36
3.2.5 内置函数对列表的操作37
3.2.6 列表推导式38
3.2.7 切片40
3.2.8 任务实施—查询学生成绩40
任务3.3 使用元组与生成器表达式41
3.3.1 元组创建与元素访问41
3.3.2 元组与列表的异同点42
3.3.3 生成器表达式42
任务3.4 词频统计 — 使用字典43
3.4.1 字典的创建与删除44
3.4.2 字典元素的访问44
3.4.3 元素的添加、修改与删除45
3.4.4 任务实施—词频统计46
任务3.5 电影推荐与无效评论过滤 — 使用集合47
3.5.1 集合对象的创建与删除47
3.5.2 集合的操作与运算47
3.5.3 集合应用案例48
任务3.6 小明爬楼梯 — 理解序列解包51
习题53
项目4 使用程序控制结构55
任务4.1 理解条件表达式的值与True/False的等价关系55
任务4.2 使用选择结构57
4.2.1 程序员买包子—使用单分支选择结构57
4.2.2 鸡兔同笼问题—使用双分支选择结构58
4.2.3 成绩转换—使用多分支选择结构58
4.2.4 成绩转换—使用嵌套的选择结构59
任务4.3 使用循环结构60
4.3.1 斐波那契数列与九九乘法表—使用while循环与for循环60
4.3.2 求100以内的最大素数—使用break与continue语句61
任务4.4 计算平均分 — 使用异常处理结构62
任务4.5 程序控制结构应用案例63
习题67

项目5 设计和使用自定义函数69
任务5.1 定义与调用函数69
5.1.1 斐波那契数列—基本语法69
5.1.2 计算列表元素之和—定义和使用递归函数70
任务5.2 理解函数参数71
5.2.1 位置参数71
5.2.2 默认值参数71
5.2.3 关键参数72
5.2.4 可变长度参数72
5.2.5 传递参数时的序列解包73
任务5.3 统计小写字母个数 — 理解局部变量和全局变量74
任务5.4 自定义排序规则 — 使用lambda表达式75
任务5.5 斐波那契数列 — 理解生成器函数76
任务5.6 函数应用案例76
习题85

项目6 面向对象程序设计86
任务6.1 自定义栈 — 定义与使用类86
任务6.2 自定义三维向量类 — 理解数据成员与成员方法89
6.2.1 私有成员与公有成员89
6.2.2 数据成员90
6.2.3 成员方法90

6.2.4 属性91
6.2.5 任务实施—三维向量类93
任务6.3 定义Teacher类 — 理解和使用继承95
任务6.4 模拟双端队列 — 理解特殊方法工作原理97
习题101

项目7 使用字符串102

任务7.1 认识字符串102
7.1.1 字符串编码格式102
7.1.2 实现进度条—使用转义字符与原始字符串103
任务7.2 理解字符串格式化104
7.2.1 使用%符号进行格式化104
7.2.2 使用format()方法进行格式化106
7.2.3 格式化的字符串常量106
任务7.3 考试系统客观题自动判卷 —熟悉字符串常用方法与操作107
7.3.1 find()、rfind()、index()、rindex()、count()107
7.3.2 split()、rsplit()108
7.3.3 join()108
7.3.4 lower()、upper()、capitalize()、title()、swapcase()109
7.3.5 replace()、maketrans()、translate()109
7.3.6 strip()、rstrip()、lstrip()110
7.3.7 startswith()、endswith()110
7.3.8 isalnum()、isalpha()、isdigit()、isspace()、isupper()、islower()110
7.3.9 center()、ljust()、rjust()111
7.3.10 字符串支持的运算符111
7.3.11 适用于字符串的内置函数112
7.3.12 字符串切片112
7.3.13 任务实施—考试系统客观题自动判卷113
任务7.4 生成随机密码与密码安全性检查 — 使用字符串常量114
任务7.5 垃圾邮件过滤机制对抗 —中英文分词与中文拼音处理115
任务7.6 汉字到拼音的转换116
习题117

项目8 使用正则表达式118
任务8.1 理解正则表达式语法118
任务8.2 提取电话号码 — 使用正则表达式模块re120
任务8.3 综合应用案例122
习题124
项目9 读写文件内容126
任务9.1 了解文件的概念及分类126
任务9.2 了解文件操作基本知识127
9.2.1 内置函数open()127
9.2.2 文件对象常用方法128
9.2.3 上下文管理语句with128
任务9.3 操作文本文件内容128
任务9.4 操作Excel与Word文件内容130
习题138

项目10 文件与文件夹操作140
任务10.1 遍历目录树 — 使用os模块140
任务10.2 批量修改文件名 — 使用os.path模块142
任务10.3 压缩与解压缩文件 — 使用shutil模块和zipfile模块143
任务10.4 文件与文件夹操作应用案例145
习题147

项目11 网络爬虫入门与应用148
任务11.1 了解HTML与Java-Script148
11.1.1 HTML基础148
11.1.2 JavaScript基础150
任务11.2 爬取新闻网站 — 使用urllib编写爬虫程序152
11.2.1 urllib的基本应用152
11.2.2 任务实施—批量采集新闻网站的新闻153
任务11.3 采集天气预报数据 — 使用ScraPy编写爬虫程序155
任务11.4 解析网页源代码 — 使用beautifulsoup 4编写爬虫程序159
任务11.5 采集微信公众号文章 —使用requests编写爬虫程序163
11.5.1 requests基本操作164
11.5.2 任务实施—采集微信公众号文章165
任务11.6 借助百度搜索引擎 — 使用Selenium编写爬虫程序166
习题168

项目12 使用NumPy实现数组与矩阵运算169

任务12.1 掌握数组运算与常用操作169
任务12.2 掌握矩阵运算与常用操作177
习题181

项目13 使用Pandas分析与处理数据182
任务13.1 电影演员数据分析 —掌握Pandas常用操作182
任务13.2 饭店营业额数据分析 —Pandas结合Matplotlib进行数据可视化198
任务13.3 Pandas应用案例204
习题206
项目14 使用Matplotlib进行数据可视化207
任务14.1 认识Matplotlib207
任务14.2 商场促销活动可视化 —绘制折线图208
任务14.3 手机信号强度可视化 —绘制散点图211
任务14.4 成绩分布可视化 — 绘制饼状图213
任务14.5 销售业绩可视化 — 绘制柱状图215
任务14.6 课程成绩可视化 — 绘制雷达图216
任务14.7 绘制三维曲线、曲面、柱状图218
任务14.8 切分绘图区域220
任务14.9 设置图例属性和样式222
任务14.10 设置坐标轴刻度位置和文本224
习题225
参考文献 226