本書的核心理念是“以基礎為本，以AI為用”。本書將從Python最基礎的語法與數據類型講起，逐步深入到程序結構、函數、文件操作等核心內容，最終引導讀者理解面向對象編程和第三方庫的應用。在每一章的學習中，讀者不僅會通過傳統(tǒng)示例和習題鞏固知識，還會看到如何借助AI工具輔助代碼編寫、調試優(yōu)化和學習拓展。但教材始終強調：AI是輔助者，而非替代者。扎實的編程基礎與獨立思考能力，才是讀者在技術浪潮中立足的根本。
陶文玲，滇西科技師范學院教授，主要承擔《現代教育技術》《程序設計基礎》《Python語言程序設計》等課程的教學與研究；多次被評為校級"優(yōu)秀教師”；承擔的《現代教育技術》課程入選云南省線上線下混合教學一流課程；主持并參與編寫著作1部。
第1 章 初識Python……………………………………………………………………… 001
1.1 Python 概述… ……………………………………………………………………………… 002
1.1.1 Python 語言的發(fā)展歷程… ………………………………………………………… 002
1.1.2 Python 語言的特點… ……………………………………………………………… 005
1.1.3 Python 語言的應用領域… ………………………………………………………… 006
1.1.4 AI 輔助編程工具簡介… …………………………………………………………… 007
1.2 Python 和PyCharm 的安裝與使用… ……………………………………………………… 010
1.2.1 Python 的安裝與使用… …………………………………………………………… 010
1.2.2 PyCharm 的安裝與使用……………………………………………………………… 016
1.3 Python 程序的基本框架和語法… ………………………………………………………… 023
1.3.1 Python 程序的基本框架… ………………………………………………………… 023
1.3.2 Python 程序的語法規(guī)范… ………………………………………………………… 026
1.4 input( ) 函數和print( ) 函數… ……………………………………………………………… 031
1.4.1 輸入函數input( )… ………………………………………………………………… 031
1.4.2 輸出函數print( )… ………………………………………………………………… 031
1.5 程序編寫的基本方法IPO…………………………………………………………………… 033
1.5.1 IPO 模型……………………………………………………………………………… 033
1.5.2 示例：計算圓的面積… …………………………………………………………… 033
本章小結…………………………………………………………………………………………… 034
本章習題…………………………………………………………………………………………… 034
第2 章 Python 基本數據類型…………………………………………………………… 037
2.1 Python 數據類型… ………………………………………………………………………… 038
2.1.1 數據類型的作用… ………………………………………………………………… 038
2.1.2 數據類型… ………………………………………………………………………… 039
2.2 Python 數值數據類型… …………………………………………………………………… 041
2.2.1 數值數據類型表示及其轉換… …………………………………………………… 041
2.2.2 數值數據類型的算術運算… ……………………………………………………… 043
2.2.3 math 庫… …………………………………………………………………………… 044
2.3 Python 字符串數據類型… ………………………………………………………………… 048
2.3.1 字符串的表示… …………………………………………………………………… 048
2.3.2 字符串的索引與切片… …………………………………………………………… 051
2.3.3 字符串的連接與復制… …………………………………………………………… 053
2.3.4 字符串常用函數和處理方法… …………………………………………………… 054
2.3.5 字符串的格式化處理… …………………………………………………………… 057
2.4 time 庫和random 庫… ……………………………………………………………………… 064
2.4.1 time 庫… …………………………………………………………………………… 064
2.4.2 random 庫… ………………………………………………………………………… 067
本章小結…………………………………………………………………………………………… 070
本章習題…………………………………………………………………………………………… 070
第3 章 程序流程控制… ………………………………………………………………… 073
3.1 程序控制結構… …………………………………………………………………………… 074
3.2 分支結構… ………………………………………………………………………………… 075
3.2.1 單分支結構：if 語句………………………………………………………………… 075
3.2.2 雙分支結構：if...else 語句… ……………………………………………………… 075
3.2.3 多分支結構：if...elif...else 語句… ………………………………………………… 076
3.2.4 實例：用戶登錄驗證… …………………………………………………………… 080
3.3 循環(huán)結構… ………………………………………………………………………………… 083
3.3.1 遍歷循環(huán)：for 語句… ……………………………………………………………… 083
3.3.2 條件循環(huán)：while 語句… …………………………………………………………… 085
3.3.3 實例：計算斐波那契數列的前N 項和… ………………………………………… 086
3.4 循環(huán)控制：break 語句和continue 語句… ………………………………………………… 088
3.5 異常處理… ………………………………………………………………………………… 090
本章小結…………………………………………………………………………………………… 094
本章習題…………………………………………………………………………………………… 094
第4 章 Python 組合數據類型…………………………………………………………… 099
4.1 組合數據類型… …………………………………………………………………………… 100
4.2 列 表… …………………………………………………………………………………… 101
4.2.1 列表的基本操作… ………………………………………………………………… 101
4.2.2 列表的應用… ……………………………………………………………………… 110
4.3 元 組… …………………………………………………………………………………… 116
4.3.1 元組的基本操作… ………………………………………………………………… 116
4.3.2 元組的應用… ……………………………………………………………………… 119
4.4 字 典… …………………………………………………………………………………… 122
4.4.1 字典的基本操作… ………………………………………………………………… 122
4.4.2 字典的應用… ……………………………………………………………………… 128
4.5 集 合… …………………………………………………………………………………… 132
4.5.1 集合的基本操作… ………………………………………………………………… 132
4.5.2 集合的應用… ……………………………………………………………………… 136
本章小結…………………………………………………………………………………………… 137
本章習題…………………………………………………………………………………………… 138
第5 章 函數與模塊化編程… …………………………………………………………… 141
5.1 模塊化編程… ……………………………………………………………………………… 142
5.1.1 模塊化編程的優(yōu)勢… ……………………………………………………………… 142
5.1.2 模塊化設計原則… ………………………………………………………………… 143
5.2 函數的定義與調用… ……………………………………………………………………… 145
5.2.1 函數的定義… ……………………………………………………………………… 145
5.2.2 函數的調用… ……………………………………………………………………… 146
5.3 變量的作用域… …………………………………………………………………………… 154
5.3.1 局部變量… ………………………………………………………………………… 154
5.3.2 全局變量… ………………………………………………………………………… 155
5.4 遞歸函數… ………………………………………………………………………………… 159
5.4.1 遞歸函數的一般形式… …………………………………………………………… 159
5.4.2 遞歸經典示例… …………………………………………………………………… 159
5.5 高階函數… ………………………………………………………………………………… 163
5.5.1 高階函數的特點… ………………………………………………………………… 163
5.5.2 內置高階函數… …………………………………………………………………… 164
5.5.3 高階函數的應用… ………………………………………………………………… 165
5.5.4 遞歸與高階函數的結合… ………………………………………………………… 166
5.5.5 高階函數的實際應用場景… ……………………………………………………… 167
5.6 模塊與包… ………………………………………………………………………………… 170
5.6.1 模塊的概念… ……………………………………………………………………… 170
5.6.2 包的概念… ………………………………………………………………………… 171
5.6.3 模塊與包的應用… ………………………………………………………………… 172
5.6.4 模塊與包的發(fā)布… ………………………………………………………………… 173
5.7 模塊化編程實踐… ………………………………………………………………………… 178
本章小結…………………………………………………………………………………………… 181
本章習題…………………………………………………………………………………………… 182
第6 章 文件操作… ……………………………………………………………………… 185
6.1 文件基本概念… …………………………………………………………………………… 186
6.1.1 文件的概念與分類… ……………………………………………………………… 186
6.1.2 文件編碼與解碼… ………………………………………………………………… 187
6.2 文件的基本操作… ………………………………………………………………………… 189
6.2.1 文件的打開與關閉… ……………………………………………………………… 189
6.2.2 文件的讀寫操作… ………………………………………………………………… 191
6.3 文件與目錄管理… ………………………………………………………………………… 196
6.3.1 文件操作… ………………………………………………………………………… 196
6.3.2 目錄操作… ………………………………………………………………………… 197
6.3.3 路徑操作… ………………………………………………………………………… 198
6.3.4 高級操作… ………………………………………………………………………… 199
6.4 CSV 和JSON 文件操作……………………………………………………………………… 202
6.4.1 CSV 文件操作… …………………………………………………………………… 202
6.4.2 JSON 文件操作… …………………………………………………………………… 205
6.5 文件操作的異常處理… …………………………………………………………………… 210
6.5.1 文件操作常見異�！� ……………………………………………………………… 210
6.5.2 文件操作異常處理… ……………………………………………………………… 211
本章小結…………………………………………………………………………………………… 215
本章習題…………………………………………………………………………………………… 215
第7 章 面向對象程序設計… …………………………………………………………… 217
7.1 面向對象編程的基本概念… ……………………………………………………………… 218
7.1.1 什么是面向對象編程… …………………………………………………………… 218
7.1.2 類與對象… ………………………………………………………………………… 219
7.1.3 面向對象的特點：封裝、繼承、多態(tài)… ………………………………………… 220
7.2 類的定義與對象的創(chuàng)建… ………………………………………………………………… 222
7.2.1 定義類… …………………………………………………………………………… 222
7.2.2 創(chuàng)建對象… ………………………………………………………………………… 222
7.2.3 對象初始化流程… ………………………………………………………………… 223
7.3 屬性與方法… ……………………………………………………………………………… 225
7.3.1 屬性類型… ………………………………………………………………………… 225
7.3.2 方法類型… ………………………………………………………………………… 226
7.3.3 屬性訪問控制… …………………………………………………………………… 227
7.3.4 特殊方法… ………………………………………………………………………… 229
7.4 封裝與訪問控制… ………………………………………………………………………… 233
7.4.1 封裝的概念… ……………………………………………………………………… 233
7.4.2 訪問控制… ………………………………………………………………………… 234
7.5 繼承與多態(tài)… ……………………………………………………………………………… 237
7.5.1 繼承的應用… ……………………………………………………………………… 237
7.5.2 多態(tài)的實現… ……………………………………………………………………… 240
7.6 面向對象編程實例… ……………………………………………………………………… 243
本章小結…………………………………………………………………………………………… 248
本章習題…………………………………………………………………………………………… 248
第8 章 Python 第三方庫的應用………………………………………………………… 251
8.1 常用第三方庫的介紹… …………………………………………………………………… 252
8.1.1 常用第三方庫… …………………………………………………………………… 252
8.1.2 pip 工具的使用… …………………………………………………………………… 256
8.2 第三方庫應用實例… ……………………………………………………………………… 260
8.2.1 多媒體處理… ……………………………………………………………………… 260
8.2.2 游戲開發(fā)（Pygame 小游戲）… …………………………………………………… 264
本章小結…………………………………………………………………………………………… 266
本章習題…………………………………………………………………………………………… 266
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