Python程序设计基础（原书第4版），由机械工业出版社在2018-12-01月出版发行，本书编译以及作者信息为： [美] 托尼·加迪斯（Tony Gaddis） 著，苏小红 叶麟 袁永峰译 译，这是第4次发行， 国际标准书号为：9787111611745，品牌为机工出版, 这本书采用平装开本为16开，纸张采为胶版纸，全书共有513页，字数万字，值得推荐。
此书内容摘要
本书旨在教会读者如何使用Python语言进行程序设计以及解决问题。书中配有大量浅显易懂的实例、伪代码、流程图，各章还附有学习案例，旨在通过逐步解析的方式帮助读者掌握解决问题的方法。
本书从计算机的工作原理、数据的存与备份等基础知识引入，先对Python语言的交互模式、脚本模式以及IDLE环境进行概述，然后依次介绍Python的决策结构和布尔逻辑、文件和异常、列表和元组、类和面向对象编程等知识，*后还介绍了事件驱动的GUI编程。
关于此书作者
托尼·加迪斯（Tony Gaddis）海伍德社区学院高级讲师，曾被评为北卡罗来纳州社区学院 "年度教师", 并获得了国家工作人员和组织发展研究所的教学卓越奖。Tony也提供对公司和机构（包括NASA的肯尼迪航天中心）的培训。他著有《Starting Out with C++》和《Starting Out with Java》，并与人合著了《Starting Out with Visual Basic 2005》等。
译者介绍
苏小红，哈尔滨工业大学计算机学院教授，本校计算机语言基础教研室主任、智能软件技术研究中心主任。研究方向为智能软件工程、缺陷报告自动分派与开发者推荐、软件缺陷检测与漏洞挖掘等。
叶麟，哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院讲师。研究方向是信息安全、网络安全、计算机网络。
袁永峰，哈尔滨工业大学计算机学院副教授，曾承担或参与国家自然科学基金7项，参与重点项目2项。研究方向为生物系统建模、计算机视觉、数据可视化。
编辑们的推荐
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Python程序设计基础（原书第4版）图书的目录
出版者的话
译者序
前言
第1章计算机与编程 1
1.1简介 1
1.2硬件和软件 2
1.2.1硬件 2
1.2.2软件 4
1.3计算机如何存储数据 5
1.3.1存储数字 6
1.3.2存储字符 7
1.3.3高级数字存储 8
1.3.4其他类型的数据 8
1.4程序如何工作 9
1.4.1从机器语言到汇编语言 11
1.4.2高级语言 11
1.4.3关键字、操作符和语法概述 12
1.4.4编译器和解释器 13
1.5使用Python 14
1.5.1安装Python 14
1.5.2Python解释器 14
1.5.3交互模式 15
1.5.4在脚本模式下编写和运行Python程序 16
1.5.5IDLE编程环境 16
复习题 17
第2章输入、处理与输出 20
2.1设计一个程序 20
2.1.1程序开发周期 20
2.1.2设计过程中的更多技术细节 21
2.1.3理解程序将要完成的任务 21
2.1.4决定为完成任务所需采取的步骤 21
2.1.5伪码 22
2.1.6流程图 22
2.2输入、处理与输出 23
2.3用print函数显示输出 24
2.4注释 26
2.5变量 27
2.5.1用赋值语句创建变量 27
2.5.2变量命名规则 29
2.5.3用print函数显示多项内容 30
2.5.4变量再赋值 30
2.5.5数值数据类型和数值文本 31
2.5.6用数据类型str来存储字符串 32
2.6从键盘读取输入 34
2.7执行计算 37
2.7.1浮点数除法与整数除法 39
2.7.2运算符的优先级 39
2.7.3用圆括号将运算分组 40
2.7.4指数运算符 42
2.7.5求余运算符 42
2.7.6将数学公式转换成程序语句 43
2.7.7混合数据类型的表达式与数据类型转换 45
2.7.8长语句拆分 46
2.8关于数据输出的更多介绍 47
2.8.1抑制print函数的换行功能 47
2.8.2指定一个输出项分隔符 47
2.8.3转义字符 48
2.8.4用运算符+来显示多个输出项 49
2.8.5数据格式化 49
2.8.6科学记数法形式的格式化 50
2.8.7插入逗号分隔符 51
2.8.8指定最小域宽 51
2.8.9格式化浮点数为百分数形式 52
2.8.10格式化整数 52
2.9有名常量 53
2.10机器龟图形库简介 54
2.10.1使用机器龟来画线 55
2.10.2机器龟的转向 55
2.10.3将机器龟的朝向设置为特定的角度 57
2.10.4获取机器龟的当前朝向 57
2.10.5画笔的抬起和放下 57
2.10.6绘制圆和点 58
2.10.7修改画笔的宽度 59
2.10.8改变画笔的颜色 59
2.10.9修改背景的颜色 59
2.10.10重新设置屏幕 59
2.10.11指定图形窗口的大小 59
2.10.12移动机器龟到指定的位置 60
2.10.13获取机器龟的当前位置 60
2.10.14控制机器龟的动画速度 61
2.10.15隐藏机器龟 61
2.10.16在图形窗口中显示文本 61
2.10.17图形填充 62
2.10.18用命令turtle.done()来保持图形窗口的开放状态 63
复习题 70
第3章选择结构与布尔逻辑 76
3.1if语句 76
3.1.1布尔表达式与关系运算符 77
3.1.2综合应用 79
3.2if-else语句 82
3.3字符串比较 84
3.4嵌套的选择结构与if-elif-else语句 88
3.4.1测试一组条件 91
3.4.2if-elif-else语句 93
3.5逻辑运算符 94
3.5.1运算符and 95
3.5.2运算符or 95
3.5.3短路定值 96
3.5.4运算符not 96
3.5.5再次分析判定贷款资格的程序 96
3.5.6又一个判定贷款资格的程序 97
3.5.7用逻辑运算符检查数据范围 98
3.6布尔变量 99
3.7机器龟图形库：判断机器龟的状态 100
3.7.1获取机器龟的位置 100
3.7.2获取机器龟的朝向 100
3.7.3检测画笔是否被放下 101
3.7.4判断机器龟是否可见 101
3.7.5获取当前颜色 101
3.7.6获取画笔的线宽 102
3.7.7获取机器龟的画线速度 102
复习题 107
第4章循环结构 114
4.1循环结构简介 114
4.2while循环：条件控制的循环 115
4.2.1while循环是先测试的循环 117
4.2.2无限循环 119
4.3for循环：计数控制的循环 120
4.3.1在for循环中使用range函数 122
4.3.2在循环内部使用目标变量 123
4.3.3让用户控制循环迭代 126
4.3.4生成一个取值范围从高到低的迭代序列 127
4.4计算累加和 128
4.5标记 131
4.6验证输入的循环 133
4.7嵌套循环 137
4.8机器龟图形库：用循环语句进行绘图设计 142
复习题 145
第5章函数 150
5.1函数简介 150
5.1.1使用函数模块化程序的好处 150
5.1.2void函数和有返回值函数 151
5.2定义和调用void函数 152
5.2.1函数名 152
5.2.2定义和调用函数 152
5.2.3Python的缩进 155
5.3使用函数设计程序 156
5.3.1使用函数流程图化程序 156
5.3.2自顶向下的设计 157
5.3.3层次图 157
5.3.4暂停执行直到用户按
Enter键 160
5.4局部变量 160
5.5向函数传递参数 162
5.5.1参数变量的作用域 164
5.5.2传递多个参数 165
5.5.3改变参数 166
5.5.4关键字参数 168
5.6全局变量和全局常量 169
5.7有返回值的函数简介：生成随机数 172
5.7.1标准库函数和import语句 173
5.7.2产生随机数 173
5.7.3交互模式下的随机数实验 176
5.7.4randrange、random和uniform函数 179
5.7.5随机数种子 179
5.8自己编写有返回值的函数 181
5.8.1充分利用return语句 182
5.8.2如何使用有返回值的函数 182
5.8.3使用IPO图 184
5.8.4返回字符串 187
5.8.5返回布尔值 188
5.8.6返回多个值 189
5.9math模块 190
5.10在模块中存储函数 192
5.11机器龟图形库：使用函数模块化代码 195
复习题 200
第6章文件和异常 208
6.1文件输入和输出简介 208
6.1.1文件类型 209
6.1.2文件访问方法 210
6.1.3文件名和文件对象 210
6.1.4打开文件 211
6.1.5指定文件的位置 211
6.1.6将数据写入文件 212
6.1.7从文件读取数据 213
6.1.8将换行符连接到字符串 215
6.1.9读取字符串并删除其中的换行符 216
6.1.10将数据追加到已有文件 217
6.1.11读写数值数据 218
6.2使用循环处理文件 221
6.2.1使用循环读取文件并检查文件的结尾 221
6.2.2使用Python的for循环读取多行 223
6.3处理记录 227
6.4异常 237
6.4.1处理多个异常 242
6.4.2使用except语句捕获所有异常 243
6.4.3显示异常的默认错误信息 244
6.4.4else语句 245
6.4.5f?inally语句 246
6.4.6如果异常没有被处理怎么办 247
复习题 247
第7章列表和元组 251
7.1序列 251
7.2列表简介 251
7.2.1重复运算符 252
7.2.2使用for循环在列表上迭代 253
7.2.3索引 253
7.2.4len函数 254
7.2.5列表是可变的 254
7.2.6连接列表 256
7.3列表切片 257
7.4使用in操作符在列表中查找元素 259
7.5列表方法和有用的内置函数 261
7.5.1del语句 265
7.5.2min和max函数 265
7.6复制列表 266
7.7处理列表 267
7.7.1计算列表中的数值之和 269
7.7.2计算列表中数值的平均值 269
7.7.3将列表作为参数传递给函数 270
7.7.4从函数返回一个列表 271
7.7.5处理列表和文件 274
7.8二维列表 277
7.9元组 280
7.9.1重点是什么 281
7.9.2列表和元组间的转换 282
7.10使用matplotlib包画出列表数据 282
7.10.1导入pyplot模块 283
7.10.2绘制折线图 283
7.10.3绘制条形图 290
7.10.4绘制饼图 293
复习题 296
第8章深入字符串 302
8.1字符串的基本操作 302
8.1.1访问字符串中的单个字符 302
8.1.2字符串连接 305
8.1.3字符串是不可变的 306
8.2字符串切片 307
8.3测试、搜索和操作字符串 311
8.3.1使用in和not in测试字符串 311
8.3.2字符串方法 311
8.3.3重复操作符 318
8.3.4分割字符串 319
复习题 321
第9章字典和集合 326
9.1字典 326
9.1.1创建字典 326
9.1.2从字典中检索值 327
9.1.3使用in和not操作符测试字典中的值 327
9.1.4向已有字典中添加元素 328
9.1.5删除元素 329
9.1.6获取字典中元素的数量 329
9.1.7字典中数据类型的混合 330
9.1.8创建空字典 331
9.1.9使用for循环遍历字典 331
9.1.10常用字典方法 332
9.2集合 344
9.2.1创建集合 345
9.2.2获取集合中元素的数量 345
9.2.3添加和删除元素 346
9.2.4使用for循环在集合上迭代 347
9.2.5使用in和not in操作符判断集合中的值 348
9.2.6求集合的并集 348
9.2.7求集合的交集 349
9.2.8求两个集合的差集 349
9.2.9求集合的对称差集 350
9.2.10求子集和超集 350
9.3序列化对象 354
复习题 359
第10章类与面向对象编程 365
10.1面向过程和面向对象程序设计 365
10.1.1对象可重用性 366
10.1.2一个常见的对象例子 366
10.2类 367
10.2.1类定义 368
10.2.2隐藏属性 373
10.2.3在模块中存储类 375
10.2.4BankAccount类 376
10.2.5_?_str_?_方法 379
10.3使用实例 381
10.3.1Accessor和Mutator方法 385
10.3.2传递对象作为参数 388
10.4设计类的技巧 400
10.4.1统一建模语言 400
10.4.2使用类解决问题 400
10.4.3确定一个类的任务 405
10.4.4这仅仅是开始 408
复习题 408
第11章继承 413
11.1继承简介 413
11.1.1泛化和特殊化 413
11.1.2继承和is a关系 413
11.1.3UML图中的继承 420
11.2多态 424
复习题 430
第12章递归 432
12.1递归简介 432
12.2递归求解问题 434
12.2.1使用递归计算阶乘 434
12.2.2直接递归和间接递归 436
12.3递归算法示例 437
12.3.1递归求解列表中元素的和 437
12.3.2斐波那契数列 438
12.3.3求最大公约数 439
12.3.4汉诺塔 440
12.3.5递归与循环 443
复习题 443
第13章GUI编程 446
13.1GUI 446
13.2tkinter模块 447
13.3Labe
部分内容试读
本书面向编程零基础的初学者，使用Python语言来讲授编程概念和解决问题的方法。通过易于理解的示例、伪代码、流程图和其他工具，学生可以学习如何设计程序的逻辑，然后使用Python实现这些程序。本书是非常理想的编程入门课程的教材，也适合作为以Python为语言的编程逻辑与设计课程的教材。
本书的特点是清晰、友好、易于理解的描述。此外，它有着丰富而简明实用的示例程序，包括突出特定编程主题的简短示例，以及更深入解决问题的程序。每章提供一个或多个案例研究，对具体问题进行逐步分析，并向学生展示如何解决它。
先控制结构，然后类
Python是一种完全面向对象的编程语言，但是读者不必在开始编程时就去理解面向对象的概念。本教材首先向读者介绍数据存储、输入和输出、控制结构、函数、序列和列表、文件I/O以及从标准类库中创建的对象的基本原理。然后，介绍如何编写类，探索继承和多态性以及学习编写递归函数。最后，介绍如何开发简单的事件驱动的GUI应用程序。
第4版的变化
本书清晰的写作风格和以前版本一样。然而，也做出了许多补充和改进，总结如下：
在第2章到第5章中增加了Python龟（Turtle）图形库的新节。机器龟图形库是Python的标准部分，以有趣的方式向从来没有编写过代码的学生介绍编程概念。这个库允许学生通过编写Python语句在画布上移动游标来绘制图形。
新的机器龟图形库章节设计灵活，可以作为选学内容纳入现有的教学大纲，或者完全跳过。
第2章增加了关于命名常量的新节（2.9节）。虽然Python不支持真正的常量，但可以创建变量名，这些名称象征着在程序执行时不应更改。本节教授学生避免使用“幻数”，并创建符号名，使其代码更加自文档化和易于维护。
第7章增加了使用matplotlib包从列表中绘制图表的新节（7.10节）。新节介绍了如何安装matplotlib包，并使用它绘制折线图、条形图和饼图。
第13章增加了在GUI应用程序中使用Canvas控件绘制图形的新节（13.9节）。新节介绍了如何使用Canvas控件绘制直线、矩形、椭圆、弧、多边形和文本。
增加了一些新的、更具挑战性的编程问题。
附录E是一个讨论各种形式import语句的新附录。
附录F是一个讨论如何使用pip实用程序安装第三方模块的新附录。
各章概览
第1章：计算机与编程
本章首先对计算机的工作方式、数据的存储和操作方式以及使用高级语言编写程序的原因进行非常具体和易于理解的解释。本章中还介绍了Python、交互模式、脚本模式和IDLE环境。
第2章：输入、处理与输出
本章介绍程序的开发周期、变量、数据类型和使用顺序结构编写的简单程序。学生可以学习如何编写简单的程序：从键盘读取输入、执行数学运算并输出到屏幕上。作为设计程序的工具，本章也对伪码和流程图进行了介绍。本章最后介绍了机器龟图形库。
第3章：选择结构与布尔逻辑
本章介绍关系运算符和布尔表达式，并展示如何使用选择结构控制程序流程，涉及if、if-else和if-elif-else语句，还讨论了嵌套选择结构和逻辑运算符。本章最后讨论了如何使用选择结构测试机器龟的状态。
第4章：循环结构
本章展示如何使用while循环和for循环创建循环结构，讨论了计数器、累加器和标记，以及验证输入的循环技术。本章最后介绍如何使用循环和机器龟图形库进行绘图设计。
第5章：函数
本章首先介绍如何编写和调用void函数，展示了使用函数对程序进行模块化的好处，并讨论了自顶向下的设计方法。然后，介绍如何将参数传递给函数，讨论了常见的库函数，如生成随机数的函数。在学习如何调用库函数并使用其返回值之后，讲解如何定义和调用自己的函数。接下来介绍如何使用模块来组织函数。本章最后讨论了如何使用函数模块化机器龟图形库代码。
第6章：文件和异常
本章介绍顺序文件的输入和输出，学习如何读取和写入大量数据，并将数据存储为字段和记录。本章最后讨论异常并演示如何编写异常处理的代码。
第7章：列表和元组
本章介绍Python中序列的概念，并探讨两个常见Python序列的使用：列表和元组。学生学习使用列表进行类似数组的操作，例如在列表中存储对象、遍历列表、搜索列表中的元素以及计算列表中元素的总和和平均值。本章讨论了切片和许多列表方法，涉及一维和二维列表。本章还包括对matplotlib包的讨论，以及如何使用它从列表中绘制图表。
第8章：深入字符串
本章介绍如何更加细致地处理字符串，讨论遍历字符串中各个字符的字符串切片和算法，并介绍用于字符和文本处理的内置函数和字符串方法。
第9章：字典和集合
本章介绍字典和集合数据结构，学习将数据存储为字典中的键值对、检索值、更改现有值、添加新键值对以及删除键值对。学生学习如何将值存储为集合中的唯一元素，并执行常见的集合操作，例如并集、交集、差集和对称差集。本章最后对对象序列化进行了讨论，并介绍了Python pickle模块。
第10章：类与面向对象编程
本章比较面向过程和面向对象的编程实践，涵盖了类和对象的基本概念，并讨论了属性、方法、封装和数据隐藏、_?_init_?_函数（类似于构造函数）、访问器、赋值器，学习如何使用UML对类进行建模，以及如何在特定问题中查找类。
第11章：继承
本章继续学习继承和多态，所涉及的主题包括超类、子类、_?_init_?_函数在继承、方法覆盖和多态中的工作方式。
第12章：递归
本章讨论递归及其在问题求解中的应用，给出了递归调用的可视化跟踪和递归应用，展示了许多任务的递归算法，例如查找因子，求最大公约数，对列表中的一系列值求和，并给出了经典汉诺塔的例子。
第13章：GUI编程
本章讨论使用Python的tkinter模块设计GUI应用程序的基本方法，包括标签、按钮、输入字段、单选按钮、复选框和对话框等基本控件。学生还可以学习GUI应用程序中的工作方式以及如何编写回调函数来处理事件。本章包括对Canvas控件的讨论，以及如何使用它来绘制直线、矩形、椭圆、弧、多边形和文本。
附录A：Python安装
本附录解释如何下载和安装Python 3解释器。
附录B：IDLE简介
本附录概述Python附带的IDLE集成开发环境。
附录C：ASCII码表
作为参考，本附录列出ASCII字符集。
附录D：预定义颜色
本附录列出可与机器龟图形库、matplotlib和tkinter一起使用的预定义颜色名称。
附录E：import语句详解
本附录讨论使用import语句的各种方法。例如，可以使用import语句导入模块、类、函数或为模块分配别名。
附录F：使用pip工具安装模块
本附录讨论如何使用pip实用工具从Python包索引或PyPI安装第三方模块。
附录G：检查点参考答案
本附录给出了正文中出现的检查点问题的答案。
本书的组织
本教材以循序渐进的方式讲授编程。每一章都包含了一组主题，并随着学生的进展来逐步积累知识。虽然可以很容易地按照章节现在的顺序进行讲授，但可以有一定的灵活性，以按照希望的顺序进行教学安排。图P-1显示了章节之间的依赖关系。箭头指明讲授某章节之前必须覆盖的章节。
图P-1章节依赖关系
本书的特点
概念每个主要节从概念开始，概括了本节的要点。
示例程序每章都有大量完整和部分的示例程序，旨在突出当前主题。
聚光灯每章都有一个或多个聚光灯案例研究，提供详细的、循序渐进的问题分析，并告诉学生如何解决它们。
注贯穿全书，对有趣的或经常被误解的上下文相关的主题进行简短的解释。
提示提供解决不同编程问题的最佳技术。
警告提醒学生注意可能导致程序出现故障或数据丢失的编程技术或实践。
检查点贯穿全书，在学习新主题后快速检查学生的掌握情况。
复习题位于每章末，包括多项选择题、判断题、算法工作室、简答题和编程题。
补充材料
学生在线资源
以下资源可在www.pearsonhighered.com/cs-resources上找到：
每个示例程序的源代码
本书的配套视频注释
教师资源
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致谢
感谢下列评审人员的专业建议：
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还要感谢家人和朋友对我所有项目的支持。感谢Matt Goldstein编辑和Kristy Alaura助理编辑的指导和鼓励，感谢营销经理Demetrius Hall的辛勤工作，感谢Sandra Rodriguez领导的生产团队。谢谢大家!
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