本書旨在采用以基礎(chǔ)為先的教學(xué)方法，幫助學(xué)生在更廣泛的情境中學(xué)習(xí)問題解決思路和程序設(shè)計方法，從而創(chuàng)建高效、優(yōu)雅的代碼，適用于Python程序設(shè)計和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)入門課程。書中首先介紹選擇、循環(huán)和函數(shù)等基本編程概念和技巧，然后才引入自定義類。本書還配有不同難度的問題和練習(xí)，涵蓋有趣的應(yīng)用領(lǐng)域，以激發(fā)靈感，激勵學(xué)生學(xué)習(xí)。第3版新增了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)主題，內(nèi)容、示例和練習(xí)均與主流趨勢保持同步。
本書中文版分為基礎(chǔ)篇和進(jìn)階篇，基礎(chǔ)篇對應(yīng)原書的第1~14章，進(jìn)階篇對應(yīng)原書的第15~23章，便于教師按需選擇教材。
本書特色
以問題驅(qū)動、基礎(chǔ)為先的方法進(jìn)行介紹，側(cè)重于問題解決思路，而非語法。
從基礎(chǔ)開始，循序漸進(jìn)地講解，先教授基本概念和技巧，再引入自定義類。
涵蓋從基礎(chǔ)到面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計，從簡單函數(shù)到STL，再到簡單數(shù)據(jù)類型和經(jīng)典結(jié)構(gòu)的廣泛主題。
編程練習(xí)按難度分組，為學(xué)生提供大量實(shí)踐和應(yīng)用技能的機(jī)會。
書中有豐富的來自各個領(lǐng)域的例子和問題，為學(xué)習(xí)概念提供了有趣的背景。
采用靈活的章節(jié)順序，允許教師跳過或稍后處理圖形內(nèi)容。

本書首先介紹Python基礎(chǔ)知識，在帶領(lǐng)讀者編寫自定義類之前，先介紹關(guān)于選擇結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)和函數(shù)的基本編程概念和技術(shù)。然后介紹如何使用Python解決問題。不同難度的練習(xí)和問題涵蓋了多個有趣的應(yīng)用領(lǐng)域。本書包含大量練習(xí)題，指導(dǎo)讀者創(chuàng)建高效、優(yōu)雅的代碼，在實(shí)踐中掌握編程技巧。第3版新增了關(guān)于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)容，并更新了大量示例和練習(xí)。

譯者序<br />前言<br />作者簡介<br />第1章　計算機(jī)、程序和Python簡介　　1<br />1.1　概述　　1<br />1.2　什么是計算機(jī)　　2<br />1.2.1　中央處理器　　2<br />1.2.2　二進(jìn)制位和字節(jié)　　3<br />1.2.3　內(nèi)存　　3<br />1.2.4　存儲設(shè)備　　4<br />1.2.5　輸入設(shè)備和輸出設(shè)備　　5<br />1.2.6　通信設(shè)備　　5<br />1.3　程序設(shè)計語言　　6<br />1.3.1　機(jī)器語言　　6<br />1.3.2　匯編語言　　6<br />1.3.3　高級語言　　7<br />1.4　操作系統(tǒng)　　8<br />1.4.1　控制和監(jiān)測系統(tǒng)活動　　8<br />1.4.2　分配和安排系統(tǒng)資源　　8<br />1.4.3　調(diào)度計劃任務(wù)　　8<br />1.5　Python的發(fā)展歷史　　9<br />1.6　Python入門　　9<br />1.6.1　啟動Python　　10<br />1.6.2　創(chuàng)建Python源代碼文件　　11<br />1.6.3　使用Python執(zhí)行數(shù)學(xué)計算　　13<br />1.7　程序設(shè)計風(fēng)格和文檔　　13<br />1.7.1　適當(dāng)?shù)淖⑨尯妥⑨岋L(fēng)格　　14<br />1.7.2　適當(dāng)?shù)拈g距　　14<br />1.8　程序設(shè)計錯誤　　14<br />1.8.1　語法錯誤　　14<br />1.8.2　運(yùn)行時錯誤　　15<br />1.8.3　邏輯錯誤　　15<br />1.9　圖形程序設(shè)計入門　　16<br />1.9.1　繪制圖形并為圖形添加顏色　　16<br />1.9.2　將畫筆移動到任何位置　　18<br />1.9.3　繪制奧運(yùn)五環(huán)徽標(biāo)　　19<br />關(guān)鍵術(shù)語　　20<br />本章總結(jié)　　21<br />編程練習(xí)　　21<br />第2章　程序設(shè)計初步　　26<br />2.1　概述　　26<br />2.2　編寫一個簡單的程序　　26<br />2.3　從控制臺讀取輸入　　28<br />2.4　標(biāo)識符　　30<br />2.5　變量、賦值語句和表達(dá)式　　31<br />2.6　同時賦值　　32<br />2.7　命名常量　　32<br />2.8　數(shù)值數(shù)據(jù)類型和運(yùn)算符　　33<br />2.8.1　運(yùn)算符/、//和**　　34<br />2.8.2　運(yùn)算符%　　34<br />2.8.3　科學(xué)記數(shù)法　　36<br />2.9　案例研究：零錢兌換　　36<br />2.10　表達(dá)式求值以及運(yùn)算符優(yōu)先級　　38<br />2.11　復(fù)合賦值運(yùn)算符　　39<br />2.12　類型轉(zhuǎn)換和數(shù)值舍入　　39<br />2.13　案例研究：顯示當(dāng)前時間　　41<br />2.14　軟件開發(fā)過程　　42<br />2.15　案例研究：計算距離　　45<br />關(guān)鍵術(shù)語　　48<br />本章總結(jié)　　48<br />編程練習(xí)　　48<br />第3章　選擇結(jié)構(gòu)　　59<br />3.1　概述　　59<br />3.2　布爾類型、布爾值和布爾表達(dá)式　　60<br />3.3　生成隨機(jī)數(shù)　　61<br />3.4　if語句　　62<br />3.5　雙分支if-else語句　　64<br />3.6　嵌套的if語句和多分支if-elif-else語句　　66<br />3.7　選擇語句中的常見錯誤　　69<br />3.8　案例研究：計算體重指數(shù)　　71<br />3.9　案例研究：計算個人所得稅　　72<br />3.10　邏輯運(yùn)算符　　74<br />3.11　案例研究：判斷閏年　　77<br />3.12　案例研究：彩票抽獎　　77<br />3.13　條件表達(dá)式　　79<br />3.14　Python 3.10版本中的match-case<br />語句　　79<br />3.15　運(yùn)算符優(yōu)先級和結(jié)合性　　81<br />3.16　檢測目標(biāo)的位置　　82<br />關(guān)鍵術(shù)語　　84<br />本章總結(jié)　　84<br />編程練習(xí)　　84<br />第4章　數(shù)學(xué)函數(shù)、字符串和對象　　101<br />4.1　概述　　101<br />4.2　常用的Python函數(shù)　　102<br />4.3　字符串和字符　　107<br />4.3.1　ASCII碼和統(tǒng)一碼　　108<br />4.3.2　函數(shù)ord和chr　　109<br />4.3.3　特殊字符的轉(zhuǎn)義序列　　109<br />4.3.4　不使用換行符進(jìn)行打印　　110<br />4.3.5　str函數(shù)　　111<br />4.3.6　拼接和重復(fù)運(yùn)算符　　111<br />4.3.7　從控制臺讀取字符串　　112<br />4.3.8　in和not in運(yùn)算符　　112<br />4.3.9　比較字符串　　113<br />4.3.10　字符串函數(shù)　　114<br />4.3.11　索引運(yùn)算符　　115<br />4.3.12　切片運(yùn)算符　　116<br />4.4　案例研究：使用字符串改進(jìn)彩票<br />抽獎程序　　116<br />4.5　對象和方法簡介　　117<br />4.6　字符串方法　　118<br />4.6.1　查找和統(tǒng)計子字符串　　120<br />4.6.2　轉(zhuǎn)換字符串　　121<br />4.6.3　從字符串中去除空白字符　　122<br />4.7　案例研究　　123<br />4.7.1　問題：猜測生日　　123<br />4.7.2　問題：將十六進(jìn)制數(shù)字轉(zhuǎn)換<br />為十進(jìn)制值　　126<br />4.8　格式化數(shù)值和字符串　　127<br />4.8.1　格式化浮點(diǎn)數(shù)　　128<br />4.8.2　格式化為科學(xué)記數(shù)法　　129<br />4.8.3　格式化為百分比　　129<br />4.8.4　對齊格式　　129<br />4.8.5　格式化整數(shù)　　130<br />4.8.6　格式化字符串　　130<br />4.8.7　F-字符串　　132<br />4.9　繪制各種不同類型的形狀　　133<br />4.10　使用顏色和字體進(jìn)行繪制　　135<br />關(guān)鍵術(shù)語　　137<br />本章總結(jié)　　138<br />編程練習(xí)　　138<br />第5章　循環(huán)結(jié)構(gòu)　　149<br />5.1　概述　　149<br />5.2　while循環(huán)　　150<br />5.3　案例研究：猜數(shù)游戲　　152<br />5.4　循環(huán)設(shè)計策略　　155<br />5.5　使用用戶確認(rèn)和哨兵值控制循環(huán)　　157<br />5.6　for循環(huán)　　159<br />5.7　嵌套循環(huán)　　160<br />5.8　最小化數(shù)值誤差　　161<br />5.9　案例研究　　162<br />5.9.1　問題：尋找最大公約數(shù)　　162<br />5.9.2　問題：預(yù)測未來學(xué)費(fèi)　　164<br />5.9.3　問題：將十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十六<br />進(jìn)制　　165<br />5.10　關(guān)鍵字break和continue　　166<br />5.11　案例研究：測試回文　　168<br />5.12　案例研究：顯示素數(shù)　　170<br />5.13　案例研究：隨機(jī)游走　　172<br />關(guān)鍵術(shù)語　　174<br />本章總結(jié)　　174<br />編程練習(xí)　　174<br />第6章　函數(shù)　　189<br />6.1　概述　　189<br />6.2　定義函數(shù)　　190<br />6.3　調(diào)用函數(shù)　　191<br />6.4　返回值的函數(shù)和不返回值的函數(shù)　　194<br />6.5　位置參數(shù)和關(guān)鍵字參數(shù)　　196<br />6.6　按引用值傳遞參數(shù)　　197<br />6.7　模塊化編碼　　198<br />6.8　變量的作用域　　201<br />6.9　默認(rèn)參數(shù)　　203<br />6.10　返回多個值　　204<br />6.11　案例研究：隨機(jī)生成ASCII字符　　205<br />6.12　案例研究：十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換為<br />十進(jìn)制　　206<br />6.13　案例研究：函數(shù)抽象和逐<br />步求精　　208<br />6.13.1　自頂向下的設(shè)計方法　　209<br />6.13.2　自頂向下和/或自底向上的<br />實(shí)現(xiàn)方法　　211<br />6.13.3　實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)　　211<br />6.13.4　逐步求精的優(yōu)越性　　214<br />6.14　案例研究：可重用的圖形<br />函數(shù)　　214<br />關(guān)鍵術(shù)語　　217<br />本章總結(jié)　　217<br />編程練習(xí)　　218<br />第7章　列表　　235<br />7.1　概述　　235<br />7.2　列表基礎(chǔ)　　236<br />7.2.1　列表是一個序列　　236<br />7.2.2　列表的函數(shù)　　237<br />7.2.3　索引運(yùn)算符　　 237<br />7.2.4　列表切片　　238<br />7.2.5　運(yùn)算符+、+=、*和in/<br />not in　　239<br />7.2.6　使用for循環(huán)遍歷列表元素　　239<br />7.2.7　比較列表　　240<br />7.2.8　列表解析　　240<br />7.2.9　列表對象的方法　　241<br />7.2.10　將字符串拆分為列表　　242<br />7.2.11　輸入列表　　242<br />7.2.12　列表中數(shù)據(jù)的偏移　　243<br />7.2.13　使用列表簡化編碼　　243<br />7.2.14　Python統(tǒng)計函數(shù)　　243<br />7.3　案例研究：分析數(shù)值　　244<br />7.4　案例研究：一副撲克牌　　245<br />7.5　復(fù)制列表　　247<br />7.6　將列表傳遞給函數(shù)　　248<br />7.7　從函數(shù)中返回列表　　250<br />7.8　案例研究：統(tǒng)計每個字母出現(xiàn)<br />的次數(shù)　　251<br />7.9　列表查找　　253<br />7.9.1　線性查找方法　　253<br />7.9.2　二分查找方法　　254<br />7.10　列表排序　　257<br />關(guān)鍵術(shù)語　　258<br />本章總結(jié)　　258<br />編程練習(xí)　　259<br />第8章　多維列表　　272<br />8.1　概述　　272<br />8.2　處理二維列表　　273<br />8.2.1　使用輸入值初始化列表　　273<br />8.2.2　使用隨機(jī)值初始化列表　　273<br />8.2.3　打印列表　　273<br />8.2.4　計算所有元素之和　　274<br />8.2.5　按列計算元素之和　　274<br />8.2.6　查找元素之和最大的行　　274<br />8.2.7　隨機(jī)混排　　274<br />8.2.8　排序　　275<br />8.3　將二維列表傳遞給函數(shù)　　275<br />8.4　問題：對單項選擇題進(jìn)行評分　　276<br />8.5　問題：尋找距離最近的點(diǎn)對　　277<br />8.6　問題：數(shù)獨(dú)游戲　　280<br />8.7　多維列表　　284<br />8.7.1　案例研究：每日溫度和濕度　　284<br />8.7.2　案例研究：猜測生日　　286<br />關(guān)鍵術(shù)語　　287<br />本章總結(jié)　　287<br />編程練習(xí)　　288<br />第9章　對象和類　　308<br />9.1?概述　　308<br />9.2?定義對象的類　　308<br />9.2.1?定義類　　309<br />9.2.2?構(gòu)造對象　　310<br />9.2.3?訪問對象成員　　311<br />9.2.4?self參數(shù)　　312<br />9.2.5?示例：使用類　　313<br />9.2.6?對象與變量以及復(fù)制對象　　314<br />9.3?UML類設(shè)計　　314<br />9.4?使用Python庫中的類：datetime<br />類　　317<br />9.5?不可變對象與可變對象　　318<br />9.6?隱藏數(shù)據(jù)字段　　320<br />9.7?類的抽象和封裝　　321<br />9.8?面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計思維　　325<br />9.9?運(yùn)算符重載和特殊方法　　327<br />9.10?案例研究：Rational類　　329<br />關(guān)鍵術(shù)語　　333<br />本章總結(jié)　　333<br />編程練習(xí)　　334<br />第10章　基于Tkinter的GUI編程<br />基礎(chǔ)　　345<br />10.1　概述　　345<br />10.2　Tkinter入門　　345<br />10.3　處理事件　　346<br />10.4　組件類　　348<br />10.5　Canvas　　353<br />10.6　幾何圖形管理器　　356<br />10.6.1　grid　　　356<br />10.6.2　pack　　357<br />10.6.3　place　　358<br />10.7　案例研究：貸款計算器　　359<br />10.8　案例研究：數(shù)獨(dú)GUI　　360<br />10.9　顯示圖像　　362<br />10.10　案例研究：撲克牌GUI　　364<br />關(guān)鍵術(shù)語　　365<br />本章總結(jié)　　365<br />編程練習(xí)　　365<br />第11章　基于Tkinter的GUI高級<br />編程　　373<br />11.1　概述　　373<br />11.2　組合框　　373<br />11.3　菜單　　375<br />11.4　彈出菜單　　377<br />11.5　鼠標(biāo)事件、鍵盤事件和事件<br />綁定　　378<br />11.6　案例研究：查找距離最近的<br />點(diǎn)對　　382<br />11.7　動畫　　383<br />11.8　案例研究：彈跳的小球　　386<br />11.9　滾動條　　389<br />11.10　標(biāo)準(zhǔn)對話框　　390<br />關(guān)鍵術(shù)語　　391<br />本章總結(jié)　　391<br />編程練習(xí)　　392<br />第12章　繼承和多態(tài)性　　399<br />12.1　概述　　399<br />12.2　超類和子類　　399<br />12.3　重寫方法　　404<br />12.4　object類　　405<br />12.5　多態(tài)性和動態(tài)綁定　　406<br />12.6　isins?tance函數(shù)　　408<br />12.7　案例研究：可重用的時鐘　　410<br />12.8　類關(guān)系　　414<br />12.8.1　關(guān)聯(lián)　　414<br />12.8.2　聚合和組合　　416<br />12.9　案例研究：設(shè)計Course類　　417<br />12.10　案例研究：設(shè)計一個用于<br />棧的類　　419<br />12.11　案例研究：FigureCanvas<br />類　 421<br />關(guān)鍵術(shù)語　　424<br />本章總結(jié)　　424<br />編程練習(xí)　　424<br />第13章　文件和異常處理　　437<br />13.1　概述　　437<br />13.2　文本輸入和輸出　　438<br />13.2.1　打開一個文件　　438<br />13.2.2　寫入數(shù)據(jù)　　439<br />13.2.3　測試一個文件的存在性　　441<br />13.2.4　讀取數(shù)據(jù)　　441<br />13.2.5　從文件中讀取海量數(shù)據(jù)　　444<br />13.2.6　附加數(shù)據(jù)　　446<br />13.2.7　數(shù)值數(shù)據(jù)的寫入和讀取　　447<br />13.3　文件對話框　　447<br />13.4　案例研究：統(tǒng)計一個文件中的<br />字符數(shù)　　451<br />13.5　從網(wǎng)上讀取數(shù)據(jù)　　452<br />13.6　異常處理　　453<br />13.7　拋出異常　　456<br />13.8　使用異常類處理異常　　459<br />13.9　定義自定義異常類　　460<br />13.10　案例研究：網(wǎng)絡(luò)爬蟲　　462<br />13.11　使用pickle執(zhí)行二進(jìn)制輸入<br />和輸出　　464<br />13.11.1　轉(zhuǎn)儲和加載對象　　465<br />13.11.2　檢測文件末尾　　465<br />13.12　案例研究：地址簿　　467<br />關(guān)鍵術(shù)語　　470<br />本章總結(jié)　　470<br />編程練習(xí)　　470<br />第14章　元組、集合和字典　　475<br />14.1　概述　　475<br />14.2　元組　　476<br />14.3　集合　　478<br />14.3.1　創(chuàng)建集合　　478<br />14.3.2　操作和訪問集合　　479<br />14.3.3　子集和超集　　479<br />14.3.4　相等性測試　　480<br />14.3.5　集合操作　　480<br />14.4　比較集合和列表的性能　　482<br />14.5　案例研究：統(tǒng)計關(guān)鍵字　　484<br />14.6　字典　　485<br />14.6.1　創(chuàng)建字典　　485<br />14.6.2　添加、修改和檢索值　　486<br />14.6.3　刪除字典中的數(shù)據(jù)項　　487<br />14.6.4　遍歷字典的數(shù)據(jù)項　　487<br />14.6.5　len、max和min函數(shù)　　487<br />14.6.6　測試鍵是否位于字典中　　487<br />14.6.7　相等性測試　　488<br />14.6.8　字典對象的方法　　488<br />14.7　案例研究：單詞出現(xiàn)的次數(shù)　　489<br />關(guān)鍵術(shù)語　　491<br />本章總結(jié)　　491<br />編程練習(xí)　　491<br />附錄A　Python關(guān)鍵字　　496<br />附錄B　ASCII字符集　　497<br />附錄C　數(shù)制系統(tǒng)　　498<br />附錄D　命令行參數(shù)　　503<br />附錄E　正則表達(dá)式　　506<br />附錄F　位運(yùn)算操作　　512<br />附錄G　大O表示法、大Ω表示法和<br />大Θ表示法　　513<br />附錄H　運(yùn)算符的優(yōu)先順序表　　514