目录

第1章Python语言概述/1

1.1Python语言发展简介1

1.1.1Python语言历史1

1.1.2Python语言特点1

1.1.3Python应用领域2

1.2集成开发环境3

1.2.1Python默认开发环境3

1.2.2PyCharm开发环境4

1.2.3Anaconda开发环境4

1.2.4VS Code4

1.3代码编写与执行方法6

1.3.1Python语言的书写规则6

1.3.2命令交互执行方式6

1.3.3程序文件执行方式7

1.4Python案例讲解9

1.4.1简单的输入输出程序9

1.4.2turtle绘制蟒蛇程序9

实验一Python环境与基本操作10

习题一10

第2章基本数据类型与运算/12

2.1数据类型概述12

2.2常量与变量12

2.2.1标识符的命名规则13

2.2.2变量13

2.2.3关键字14

2.3数值型数据操作15

2.3.1数值型数据15

2.3.2数值运算符15

2.3.3数值运算函数17

2.3.4数值类型转换函数18

2.4字符串数据操作18

2.4.1字符串数据18

2.4.2字符串的基本操作19

2.4.3字符串的内置方法21

2.4.4操作字符串的内置函数23

2.4.5字符串格式化方法24

2.5标准输入输出函数26

2.5.1输入函数input()26

2.5.2输出函数print()28

2.6扩展: math库的使用30

2.6.1math库的引用30

2.6.2math库的常用数学常数和函数31

实验二基本数据类型的操作32

习题二32

第3章组合数据类型/35

3.1组合数据类型概述35

3.2列表36

3.2.1列表的定义与赋值36

3.2.2列表的基本操作39

3.2.3列表的内置方法39

3.2.4操作列表的内置函数41

3.2.5range()函数的使用42

3.3元组43

3.3.1元组的定义与赋值43

3.3.2元组的基本操作44

3.4字典44

3.4.1字典的定义与赋值44

3.4.2字典的基本操作45

3.5集合48

3.5.1集合的定义与赋值48

3.5.2集合的基本操作48

3.6列表与其他数据类型的转换49

3.6.1列表与字符串间的转换49

3.6.2列表与字典间的转换50

3.7扩展: random库51

实验三组合数据类型的操作52

习题三53

第4章选择程序/55

4.1程序设计结构概述55

4.1.1算法的概念55

4.1.2算法的表示56

4.2关系运算符与逻辑运算符61

4.2.1关系运算符61

4.2.2逻辑运算符62

4.2.3优先级63

4.3成员运算符与一致性运算符63

4.3.1成员运算符63

4.3.2一致性运算符64

4.4顺序结构65

4.5选择结构65

4.5.1单分支结构: if语句66

4.5.2双分支结构: ifelse语句67

4.5.3三元运算符（条件表达式）68

4.5.4多分支结构: ifelifelse语句68

4.5.5if语句的嵌套结构70

4.6扩展: time库和datetime库的使用72

4.6.1calendar库的使用72

4.6.2time和datetime库的使用72

4.7综合案例74

实验四选择结构使用80

习题四82

第5章循环语句结构/84

5.1循环语句结构概述84

5.2while循环语句的结构84

5.2.1while循环语句的基本结构84

5.2.2while循环语句的使用示例85

5.3forin循环语句的结构86

5.3.1forin循环语句的基本结构87

5.3.2forin循环语句的使用示例88

5.4嵌套循环语句91

5.5break与continue语句92

5.5.1break语句92

5.5.2continue语句94

5.5.3循环结构中的else子句95

5.6特殊循环——列表解析96

5.7异常捕捉98

5.7.1Python中的异常98

5.7.2捕捉异常100

5.7.3else和finally子句102

5.8扩展: turtle库的使用102

5.8.1海龟绘图概述102

5.8.2turtle库常用方法103

5.8.3turtle库绘图示例104

5.9综合案例105

实验五循环结构使用113

习题五116

第6章函数/121

6.1函数的概念121

6.2常用Python标准库122

6.3函数的定义、调用与返回值122

6.3.1函数的定义122

6.3.2函数的返回值123

6.3.3函数的调用123

6.4函数的参数传递128

6.4.1参数是否可变128

6.4.2不同类型的参数130

6.5变量的作用域133

6.5.1局部变量与全局变量的概念133

6.5.2使用关键字global语句声明全局变量135

6.6函数的嵌套和递归135

6.6.1函数的嵌套调用135

6.6.2函数的递归调用136

6.7Python内置函数138

6.8lambda函数的定义与使用138

6.8.1lambda函数的定义138

6.8.2在lambda表达式中调用其他函数139

6.9扩展: jieba库的使用139

6.9.1jieba库概述140

6.9.2jieba库解析140

6.9.3文本词频统计141

6.10综合案例142

实验六函数的使用146

习题六148

第7章文件/151

7.1文件概念151

7.1.1文本文件和二进制文件151

7.1.2文本文件的编码151

7.1.3文件指针的概念152

7.2文件的打开与关闭152

7.2.1打开文件152

7.2.2关闭文件154

7.3文件的读写154

7.3.1读取文件数据154

7.3.2往文件写入数据156

7.3.3文件的定位读写157

7.3.4读写二进制文件158

7.4CSV文件操作159

7.4.1CSV文件的概念和特点159

7.4.2数据的维度159

7.4.3向CVS文件中读写一维和二维数据160

7.5扩展: openpyxl库的文件使用162

实验七文件166

第8章词云与PyInstaller库应用/168

8.1WordCloud使用168

8.1.1WordCloud的安装168

8.1.2WordCloud的使用169

8.2PyInstaller使用172

8.2.1PyInstaller安装172

8.2.2使用PyInstaller打包172

8.2.3PyInstaller的参数173

8.3综合案例: 基于共现提取人物关系可视化174

实验八《红楼梦》词频统计与词云展示182

第9章数据分析入门/183

9.1数据分析概述183

9.1.1数据分析的基本概念183

9.1.2数据分析的基本流程183

9.1.3数据分析第三方库的安装184

9.2Matplotlib数据可视化184

9.2.1绘制基本图形184

9.2.2添加坐标轴和图标识186

9.2.3绘制多窗口187

9.2.4配置常用图形参数188

9.2.5添加箭头注释189

9.3Pyecharts数据可视化191

9.3.1Pyecharts概述191

9.3.2绘制图形192

9.3.3设置图表配置参数196

9.3.4组合图与并行多图199

9.4NumPy多维数组201

9.4.1数组生成及属性201

9.4.2数组切片203

9.4.3运算符操作数组204

9.4.4数组修改操作205

9.4.5常用数学函数与统计函数207

9.4.6线性代数207

9.4.7综合案例208

9.5Pandas数据处理210

9.5.1Pandas数据结构210

9.5.2读取CSV/XLSX格式文件生成数据帧213

9.5.3数据切片读取214

9.5.4行列数据的增删改操作217

9.5.5修改行列索引220

9.5.6数据筛选222

9.5.7统计分析224

9.5.8综合案例225

9.6综合案例: 全国森林火灾数据可视化227

实验九设计学生成绩分析系统231

第10章图形用户界面（GUI）编程开发/232

10.1GUI开发第三方库介绍232

10.1.1GUI开发基本概念232

10.1.2常用第三方GUI库232

10.1.3EasyGUI特点233

10.1.4PyQt5特点234

10.2EasyGUI使用234

10.2.1EasyGUI安装与常用窗体函数234

10.2.2EasyGUI按钮窗体235

10.2.3EasyGUI单选与多选项窗体236

10.2.4EasyGUI文本输入窗体237

10.2.5EasyGUI文本显示窗体239

10.2.6EasyGUI目录与文件窗体239

10.3PyQt5开发环境安装240

10.3.1安装库文件240

10.3.2配置外部工具命令240

10.4PyQt5创建主窗体243

10.4.1绘制主窗体243

10.4.2转换窗体代码245

10.4.3编写窗体运行程序245

10.4.4修改窗体246

10.5PyQt5常用控件使用247

10.5.1标签247

10.5.2文本框249

10.5.3信号/槽和按钮250

10.5.4下拉列表框253

10.5.5弹出消息框255

10.5.6表格控件255

10.6PyQt5设计多窗体259

10.6.1嵌入式多窗体259

10.6.2弹出式多窗体261

10.6.3主窗体与子窗体交互数据262

10.7Matplotlib图形在PyQt5中的使用265

10.7.1总体设计思路265

10.7.2静态Matplotlib图形展示266

10.7.3动态Matplotlib图形展示268

10.8PyQt5程序打包发布269

10.8.1打包第三方工具的安装269

10.8.2打包命令269

10.9综合案例: 基于GUI的学生成绩管理软件269

实验十设计学生成绩分析系统273

第11章其他经典应用领域介绍/275

11.1Python热门应用领域概述275

11.2数据库操作应用276

11.2.1数据库基础知识276

11.2.2使用内置的SQLite3数据库276

11.2.3操作MySQL和SQL Server数据库278

11.3网络爬虫应用279

11.3.1网络爬虫第三方库安装279

11.3.2requests库的使用279

11.3.3HTML格式说明281

11.3.4beautifulsoup4库的使用282

11.3.5爬取豆瓣电影网Top250283

11.4Web网站开发应用284

11.4.1Flask开发环境配置284

11.4.2路由286

11.4.3利用上下文获得数据288

11.4.4超链接地址跳转289

11.4.5静态网页模板渲染290

11.5游戏开发应用292

11.5.1Pygame库介绍与安装292

11.5.2Pygame游戏框架293

11.5.3添加一个运动图像294

11.5.4键盘控制和发射子弹295

11.5.5利用精灵产生敌方坦克297

11.5.6精灵碰撞——多子弹与坦克碰撞298

11.6人工智能应用303

11.6.1人工智能与Python关系介绍303

11.6.2生成式人工智能（AIGC）平台API接口使用303

11.7嵌入式硬件开发应用308

11.7.1Python在嵌入式设备中应用308

11.7.2嵌入式设备虚拟仿真平台Wokwi使用310

附录/312

附录APython集成开发环境安装312

附录B常用Python学习网站312

附录CPython内置函数312

附录D国家计算机二级等级考试（Python）考试知识点介绍（2025版）312

参考文献/313