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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

1.1.6 语言分类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4

1.2.3 计算思维与程序设计语言的关系5

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8

1.3.3 编辑与运行环境9

1.4 Python的帮助系统14

1.4.1 关于Python帮助系统14

1.4.2 使用Python帮助系统14

1.5 本章小结15

1.6 习题与思考16

1.7 实验 Python的安装和运行环境16

1.7.1 实验目标16

1.7.2 实验范例16

1.7.3 实验内容17

第2章 算法概述18

2.1 计算机程序与算法18

2.1.1 计算机求解问题的过程18

2.1.2 算法的定义及其发展历史19

2.1.3 算法的基本性质20

2.1.4 算法的评价20

2.2 算法的描述20

2.2.1 用自然语言或伪代码描述算法21

2.2.2 用流程图描述算法21

2.2.3 使用电脑软件绘制流程图23

2.3 常用算法简介25

2.3.1 枚举算法25

2.3.2 迭代算法28

2.3.3 贪心算法31

2.4 本章小结34

2.5 习题与思考35

2.6 实验算法描述和绘制流程图36

2.6.1 实验目标36

2.6.2 实验范例36

2.6.3 实验内容39

第3章 数据表示和计算40

3.1 数据和数据类型的概念40

3.1.1 数据的表示40

3.1.2 数据类型的概念41

3.1.3 Python的内置类型42

3.1.4 常量和变量42

3.1.5 Python的动态类型46

3.2 数值数据的表示与计算47

3.2.1 数值数据的常量表示47

3.2.2 数值数据的计算48

3.2.3 系统函数54

3.3 文本数据的表示和操作56

3.3.1 文本的表示56

3.3.2 字符串类型数据的基本计算58

3.3.3 str对象的方法59

3.4 批量数据表示与操作61

3.4.1 批量数据的构造61

3.4.2 元组和列表62

3.4.3 集合和字典67

3.5 本章小结76

3.6 习题与思考78

3.7 实验 数据的表示和操作79

3.7.1 实验目标79

3.7.2 实验范例80

3.7.3 实验内容87

第4章 基本控制结构的程序设计89

4.1 用Python实现顺序结构程序90

4.2 用Python实现分支结构程序90

4.2.1 Python简单分支91

4.2.2 Python双分支91

4.2.3 Python分支嵌套92

4.2.4 Python多分支结构93

4.3 用Python实现循环结构程序95

4.3.1 Python的for循环语句96

4.3.2 Python的range（）函数98

4.3.3 Python的while循环结构100

4.3.4 Python的break、continue和pass语句100

4.3.5 循环结构应用102

4.4 字符串数据操作105

4.4.1 字符串和List数据的相互转换105

4.4.2 字符查找106

4.4.3 字符串遍历107

4.4.4 字符串截取108

4.5 本章小结109

4.6 习题与思考109

4.7 实验 基本控制结构110

4.7.1 实验目标110

4.7.2 实验范例110

4.7.3 实验内容114

第5章 数据的输入和输出116

5.1 人-机交互的意义、方法116

5.1.1 标准输入输出116

5.1.2 文件输入输出117

5.2 标准输入输出程序118

5.2.1 标准输入函数118

5.2.2 标准输出函数121

5.2.3 输入输出重定向123

5.3 文件输入输出程序125

5.3.1 文件的基本操作125

5.3.2 文件输入输出程序的实现127

5.4 异常136

5.4.1 简介136

5.4.2 异常处理137

5.5 本章小结147

5.6 习题与思考148

5.7 实验149

5.7.1 标准输入输出149

5.7.2 文件输入输出153

5.7.3 异常处理161

第6章 函数与模块169

6.1 函数的基本概念169

6.2 在Python语言中定义和使用函数170

6.2.1 函数定义和调用170

6.2.2 函数间的数据联系174

6.3 函数应用178

6.4 模块和Python标准库183

6.4.1 模块183

6.4.2 Python标准库186

6.5 本章小结193

6.6 习题与思考194

6.7 实验 函数和模块的使用195

6.7.1 实验目标195

6.7.2 实验范例195

6.7.3 实验内容201

第7章 算法分析与设计203

7.1 算法性能分析203

7.1.1 性能分析的重要性203

7.1.2 举例说明算法的时间性能分析与量度203

7.1.3 计算时间的渐近估计表示204

7.2 查找问题206

7.2.1 查找最大数最小数206

7.2.2 查找特定数207

7.3 排序问题210

7.3.1 冒泡排序210

7.3.2 选择排序212

7.3.3 插入排序213

7.3.4 快排-引入递归和分治概念214

7.4 递归和分治的思想216

7.4.1 递归概念216

7.4.2 递归调用方法与实现218

7.4.3 分治概念219

7.5 本章小结220

7.6 习题与思考221

7.7 实验 算法实现与性能分析222

7.7.1 实验目标222

7.7.2 实验范例222

7.7.3 实验内容227

第8章 面向对象思想简介230

8.1 面向对象思想230

8.1.1 面向对象思想概述230

8.1.2 面向对象中的基本概念231

8.2 Python中的类和对象232

8.2.1 类的定义和对象的创建233

8.2.2 类的继承235

8.3 面向对象思想应用——图形界面编程238

8.3.1 图形用户界面238

8.3.2 Python图形框架239

8.4 本章小结246

8.5 习题与思考246

8.6 实验247

8.6.1 Python面向对象编程初步247

8.6.2 Python图形界面编程初步252

附录A 习题解答256

附录B Python习题选编266

参考文献283