《Python程序设计》针对零编程基础的读者，以通俗易懂的语言和清晰的逻辑，从基础语法到高级应用，通过丰富的示例和案例，引导读者逐步掌握Python的核心知识和技能。本书强调实践操作，通过大量的实例和练习，帮助读者将理论知识应用于实际项目中，以提高编程能力和解决问题的能力。全书共分10章。第1章介绍Python概况，包括如何下载和安装Python系统，在Python集成开发环境中运行程序；第2章介绍Python语言基础，如数据类型、变量、输入输出等；第3章介绍程序流程控制，主要介绍如何使用三种基本结构来控制程序的流程；第4章介绍组合数据类型，包括列表、元组、字典和集合等；第5章介绍字符串与正则表达式；第6章介绍函数与模块；第7章介绍面向对象程序设计；第8章介绍文件及目录操作；第9章介绍图形界面程序设计；第10章讲解一个综合应用案例——图形化界面的小测验游戏软件，读者可以进一步完善这个案例。本书适合作为高等学校计算机相关专业的本科生“面向对象程序设计”课程的教材，又可作为非计算机专业学生的选修课教材，还可供Python编程爱好者自学参考。

Python程序设计已经在苏州大学作为计算机公共课开设了4年多，使用的教材从最初选用现成教材，再到后来自己编写并出版使用，也已经过了3年多。在这几年里积累了更多的素材，也有了更深的体会。目前迫切需要将书中的陈旧知识，以及理解不到位的地方予以替换，融入更多适合教学且生动有趣、易理解的例子，以提高教材质量。新版教材的特色是例子浅显易懂、生动有趣，又与实际生活结合更紧密，将增加一个学生易于上手，略加改造就能在现实中使用的小测验游戏案例。

前
言
在当今数字化的时代，编程已经成为一项不可或缺的技能。无论是在数据分析、人工
智能、网络开发，还是在自动化脚本编写等领域，编程都发挥着至关重要的作用。Python
作为一门简洁、易读、功能强大的高级编程语言，以惊人的速度在编程世界中占据了主导
地位。与其他编程语言相比，Python 不需要过多关注复杂的语法规则和烦琐的底层实现细
节，这让开发者能够将更多的精力集中在解决实际问题上。

本书的编写以简洁明了、循序渐进为原则，旨在为编程初学者提供全面且系统的
Python 程序设计知识。本书从Python 的基础语法开始介绍，包括数据类型、变量、运算符、
控制语句等，书中有大量的实例和详细的解释，帮助读者更好地理解和掌握Python 编程
的基本概念。随着讲解的深入，书中介绍了函数和模块的使用，它们是代码组织和复用的
重要基础，有助于编写更加高效的程序。面向对象程序设计也是现代编程的重要范式，书
中深入探讨了Python 中的类、对象、继承、多态等面向对象程序设计的核心概念，可以
帮助读者构建功能强大、可维护性高的应用程序，理解大型软件项目的设计和开发流程。
除此之外，本书也介绍了文件处理、异常处理、图形化界面设计等，这些都是在实际项目
开发中不可或缺的技能。

最后，本书通过一个综合案例，以面向对象程序设计和图形化界面方式，开发了一个
小测验游戏软件，内容涉及Excel 文件的操作、文本文件的读写、将Python 程序转换为可
执行程序等技巧，帮助读者更好地理解Python 程序设计。

本书每章都配备了练习题，旨在强化读者对知识点的巩固，而实际项目案例则模拟真
实的开发场景，让读者在实践中运用所学知识，提高解决问题的能力。书中带* 的章节属
于选学内容，可按具体学时和教学的实际情况取舍。
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II
程序设计 第2版Python
编程是一门实践性很强的学科，只有通过大量的编码练习、项目实践以及对代码的调
试和优化，才能真正掌握Python 程序设计的精髓。希望本书能够成为你在充满挑战与机
遇的编程之路上的良师益友，引领你逐步成长为一名熟练的Python 程序员。
作者
2024 年12 月

黄蔚老师是苏州大学东吴学院大学计算机系副主任，长期从事计算机公共课教学，主要研究领域是人工智能与计算机应用。主持和参与了多项省部级、校级以上教改项目，多次指导学生获得中国大学生计算机设计大赛、人工智能及机器人大赛等奖项。编写过多部教材，有丰富的教材编写经验。

目
录
第1 章 Python 概述 .
1
1.1 程序设计语言
1
1.2 Python 语言简介
1
1.3 Python 开发环境
2
1.3.1 Python 系统的下载与安装.
2
1.3.2 IDLE
4
*1.3.3 PyCharm
5
1.4 编写并运行Python 程序.
7
1.4.1 Python 代码的两种执行模式
7
1.4.2 使用PyCharm 编写程序 .
9
1.5 习题 12
第2 章 Python 语言基础 13
2.1 Python 程序的编码规范13
2.2 数据类型 15
2.2.1 数值类型 15
2.2.2 字符串 .16
2.2.3 布尔类型 18
2.2.4 组合数据类型 .18
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2.3 变量 19
2.3.1 标识符与关键字 19
2.3.2 对象与变量 19
2.3.3 id( ) 函数 21
2.4 基本运算 21
2.4.1 算术运算 21
*2.4.2 位运算.23
2.4.3 运算优先级 26
2.5 赋值语句 26
2.5.1 赋值 26
*2.5.2 变量的共享引用28
2.6 数据的输入输出 32
2.6.1 标准输入输出 .32
2.6.2 格式化输出 35
2.7 系统函数 40
2.7.1 函数类型 40
2.7.2 常用内置函数 .43
2.7.3 常用库函数 45
2.8 Python 的帮助系统47
2.8.1 dir( ) 和help( ) 函数.47
2.8.2 联机帮助环境 .47
2.9 习题 48
第3 章程序流程控制51
3.1 程序基本控制结构 51
3.2 顺序结构 51
3.3 分支结构 54
3.3.1 条件表达式 54
3.3.2 if-else 表达式 57
3.3.3 if 语句58
3.3.4 控制结构的嵌套 61
3.4 循环结构 62
3.4.1 while 循环结构 62
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3.4.2 for 循环结构.64
3.4.3 循环控制语句 .67
3.4.4 多重循环 69
3.5 错误及异常处理 70
3.5.1 程序的错误 70
3.5.2 异常处理 71
3.5.3 调试工具debugger 76
3.6 应用举例 78
3.7 习题 81
第4 章组合数据类型86
4.1 组合数据类型概述 86
4.1.1 组合数据类型的概念 .86
4.1.2 相关的常用函数 86
4.1.3 切片操作 90
4.2 列表 94
4.2.1 列表的基本操作 94
4.2.2 列表的方法 98
4.3 元组 101
4.3.1 元组的基本操作 .101
4.3.2 元组与列表的异同点 103
4.4 字典 104
4.4.1 字典的基本操作 .104
4.4.2 字典的方法 107
4.5 集合 111
4.5.1 集合的基本操作 . 111
4.5.2 适用集合的运算符 112
4.5.3 集合的方法 113
4.6 推导式与生成式 .116
4.6.1 推导式 116
4.6.2 生成器推导式与迭代器对象 118
4.7 应用举例 .121
4.8 习题 132
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第5 章字符串与正则表达式.136
5.1 字符串 136
5.1.1 字符串的基本操作 136
5.1.2 字符串编码 140
5.1.3 字符串的方法 142
5.1.4 字符串常量 149
*5.2 正则表达式149
5.2.1 概述 149
5.2.2 正则表达式的常用元字符 151
5.2.3 re 模块的匹配操作 156
5.3 应用举例 .160
5.4 习题 165
第6 章函数与模块168
6.1 函数的定义与调用 168
6.1.1 函数的定义 168
6.1.2 函数的调用 170
6.1.3 lambda 表达式和匿名函数 171
6.2 函数的参数传递 .171
6.2.1 参数的传递方式 .171
6.2.2 参数的类型 174
6.3 函数的返回值 177
6.3.1 return 语句和函数返回值177
6.3.2 多条return 语句177
6.3.3 返回多个值 178
6.4 变量的作用域 179
6.4.1 局部变量 .179
6.4.2 全局变量 .179
6.5 递归函数 .181
6.6 内嵌函数 .182
6.7 模块 184
6.7.1 Python 的程序架构184
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*6.7.2 模块搜索路径185
6.7.3 模块的有条件执行 185
6.8 应用举例 .186
6.9 习题 191
第7 章面向对象程序设计193
7.1 面向对象程序设计基础 .193
7.1.1 面向过程与面向对象 193
7.1.2 面向对象的基本概念 194
7.2 类与对象 .195
7.2.1 类的定义 .195
7.2.2 对象的创建和使用 196
7.3 属性 197
7.3.1 实例属性和类属性 197
7.3.2 私有属性和公有属性 198
7.3.3 特殊属性与方法 .199
7.4 方法 200
7.4.1 实例方法 .200
7.4.2 类方法 201
7.4.3 静态方法 .202
7.4.4 析构方法 .203
7.5 继承和多态 204
7.5.1 继承 204
7.5.2 多态 205
*7.6 重载206
7.7 应用举例 .208
7.8 习题 213
第8 章文件及目录操作215
8.1 文件概述 .215
8.2 文件的打开与关闭 216
8.2.1 打开文件 .216
8.2.2 关闭文件 .217
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8.3 文本文件的读写 .217
8.3.1 读取文本文件 217
8.3.2 文本文件的写入 .219
8.4 CSV 文件的读写 220
8.4.1 CSV 文件简介 .220
8.4.2 读取CSV 文件 221
8.4.3 写入CSV 文件 221
8.5 文件内的移动 223
8.5.1 移动文件指针 223
8.5.2 获取文件指针的位置 224
*8.6 二进制文件的读写224
*8.7 文件与目录管理.226
8.7.1 文件管理 .226
8.7.2 目录管理 .228
*8.8 文件压缩.230
8.8.1 文件压缩 .230
8.8.2 解压文件 .231
8.9 文件操作应用举例 231
8.10 习题 .235
*第9 章图形界面程序设计239
9.1 tkinter 库创建图形用户界面239
9.1.1 tkinter 库239
9.1.2 创建图形用户界面的基本步骤 .240
9.1.3 设置主窗口或控件的属性 240
9.1.4 创建主窗口 240
9.2 常用控件 .243
9.2.1 常用控件概述 243
9.2.2 按钮 244
9.2.3 标签和消息 245
9.2.4 文本框 247
9.2.5 单选按钮和复选框 250
9.2.6 列表框 253
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9.2.7 滚动条和刻度条 .256
9.2.8 框架 258
9.2.9 菜单 259
9.2.10 ttk 子模块.262
9.3 对话框 262
9.3.1 弹出式消息框 262
9.3.2 文件选择对话框 .265
9.3.3 颜色选择对话框 .265
9.3.4 自定义对话框 266
9.4 布局管理器 266
9.4.1 tkinter 模块绘图坐标系267
9.4.2 pack 布局管理器.267
9.4.3 grid 布局管理器268
9.4.4 place 布局管理器269
9.5 事件处理 .271
9.5.1 tkinter 的事件处理机制271
9.5.2 event 类.272
9.5.3 事件描述 .272
9.5.4 事件绑定 .274
9.6 图形用户界面应用举例 .275
9.7 习题 277
第10 章综合应用案例278
10.1 基本功能说明 278
10.1.1 登录 .278
10.1.2 答题 .279
10.1.3 辅助功能 280
10.2 软件实现 282
10.2.1 Exam 模块282
10.2.2 图形用户界面实现 .286
10.3 PyInstaller 库生成可执行文件.293
10.4 openpyxl 模块简介 .296
10.4.1 准备工作 296
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程序设计 第2版Python
10.4.2 读取数据 296
10.4.3 写入数据 299
10.5 习题 . 300
参考文献.301