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第1章 程序设计与计算思维1

1.1 程序设计与计算机语言1

1.1.1 程序设计1

1.1.2 设计步骤1

1.1.3 程序设计分类2

1.1.4 基本规范2

1.1.5 计算机语言2

1.2 计算机语言与计算思维的关系3

1.2.1 思维与计算思维3

1.2.2 计算思维与计算科学的关系5

1.2.3 计算思维与程序设计语言的关系6

1.3 初识Python语言6

1.3.1 Python语言概述6

1.3.2 Python语言的应用7

1.3.3 编辑与运行环境9

1.4 Python与大数据13

1.5 Python的帮助系统14

1.5.1 关于Python帮助系统14

1.5.2 使用Python帮助系统15

1.6 本章小结16

1.7 习题与思考16

1.8 实训Python的安装和运行环境17

第2章 算法概述19

2.1 计算机程序与算法19

2.1.1 计算机求解问题的过程19

2.1.2 算法的定义及其发展历史20

2.1.3 算法的基本性质21

2.1.4 算法的评价21

2.2 算法的描述22

2.2.1 用自然语言或伪代码描述算法22

2.2.2 用流程图描述算法23

2.2.3 使用计算机软件绘制流程图23

2.3 常用算法简介25

2.3.1 枚举算法26

2.3.2 迭代算法29

2.3.3 贪心算法32

2.4 本章小结35

2.5 习题与思考36

2.6 实训算法描述和绘制流程图37

第3章 数据表示和计算42

3.1 数据和数据类型的概念42

3.1.1 数据的表示42

3.1.2 数据类型的概念43

3.1.3 Python的内置类型44

3.1.4 常量和变量44

3.1.5 Python的动态类型48

3.2 数值数据的表示与计算49

3.2.1 数值数据的常量表示49

3.2.2 数值数据的计算50

3.2.3 系统函数56

3.3 文本数据的表示和操作58

3.3.1 文本的表示58

3.3.2 字符串类型数据的基本计算60

3.3.3 str对象的方法61

3.4 批量数据表示与操作63

3.4.1 批量数据的构造63

3.4.2 元组和列表64

3.4.3 集合和字典69

3.5 本章小结78

3.6 习题与思考80

3.7 实训数据表示和计算82

第4章 基本控制结构的程序设计91

4.1 用Python实现顺序结构程序92

4.2 用Python实现分支结构程序93

4.2.1 Python简单分支93

4.2.2 Python双分支94

4.2.3 Python分支嵌套95

4.2.4 Python多分支结构95

4.3 用Python实现循环结构程序98

4.3.1 Python的for循环语句98

4.3.2 Python的range()函数102

4.3.3 Python的while循环结构104

4.3.4 Python的break、continue和pass语句106

4.3.5 循环结构应用107

4.4 字符串数据操作110

4.4.1 字符串和list数据的相互转换110

4.4.2 字符查找111

4.4.3 字符串遍历112

4.4.4 字符串截取113

4.5 本章小结114

4.6 习题与思考114

4.7 实训基本控制结构115

第5章 数据的输入和输出120

5.1 人机交互的意义及方法120

5.1.1 标准输入输出120

5.1.2 文件输入输出121

5.2 标准输入输出程序122

5.2.1 标准输入函数122

5.2.2 标准输出函数125

5.2.3 输入输出重定向127

5.3 文件输入输出程序128

5.3.1 文件的基本操作128

5.3.2 文件输入输出程序的实现131

5.4 异常139

5.4.1 简介139

5.4.2 异常处理140

5.5 本章小结149

5.6 习题与思考151

5.7 实训152

实训5.7.1 标准输入输出152

实训5.7.2 文件输入输出156

实训5.7.3 异常处理164

第6章 函数与模块172

6.1 函数的基本概念172

6.2 Python语言中的函数173

6.2.1 函数定义和调用173

6.2.2 函数间的数据联系178

6.2.3 函数中文档字符串docstring的使用182

6.3 函数应用184

6.4 模块和Python标准库189

6.4.1 模块189

6.4.2 Python标准库191

6.5 本章小结199

6.6 习题与思考199

6.7 实训 函数和模块的使用200

第7章 算法分析与设计211

7.1 算法性能分析211

7.1.1 重要性211

7.1.2 算法的时间性能分析与度量指标212

7.1.3 计算时间的渐近估计表示213

7.2 查找法215

7.2.1 查找最大数最小数215

7.2.2 查找特定数216

7.3 排序法219

7.3.1 冒泡排序219

7.3.2 选择排序220

7.3.3 插入排序221

7.3.4 基数排序222

7.3.5 快速排序——引入递归和分治概念224

7.4 递归和分治的思想227

7.4.1 递归概念227

7.4.2 递归调用方法与实现229

7.4.3 分治概念229

7.5 本章小结231

7.6 习题与思考231

7.7 实训算法实现与性能分析232

第8章 面向对象思想242

8.1 面向对象思想简介242

8.1.1 面向对象思想概述242

8.1.2 面向对象中的基本概念243

8.1.3 面向对象的基本特征244

8.2 Python中的类和对象245

8.2.1 类的定义和对象的创建245

8.2.2 类的继承248

8.3 面向对象思想应用——图形界面编程250

8.3.1 图形用户界面250

8.3.2 Python图形框架251

8.3.3 Python图形绘制261

8.4 本章小结263

8.5 习题与思考264

8.5.1 单选题264

8.5.2 思考题264

8.6 实训265

实训8.6.1 Python面向对象编程初步265

实训8.6.2 Python图形界面编程初步269

附录A 习题与思考题解答274

附录B Python编程练习选编284

B.1 程序结构与算法部分284

B.2 输入输出与文件部分291

B.3 算法分析与设计部分295

B.4 数据结构部分296

B.5 异常处理部分305

B.6 函数部分306