Python编程从入门到实践PDF电子书免费下载

　　本书是一本针对所有层次的 Python 读者而作的 Python 入门书。全书分两部分 ：第一部分介绍用 Python 编程所必须了解的基本概念，包括 matplotlib、NumPy 和 Pygal 等强大的 Python 库和工具介绍，以及列表、字典、if 语句、类、文件与异常、代码测试等内容 ；第二部分将理论付诸实践，讲解如何开发三个项目，包括简单的 Python 2D 游戏开发，如何利用数据生成交互式的信息图，以及创建和定制简单的 Web 应用，并帮读者解决常见编程问题和困惑。本书适合对 Python 感兴趣的任何层次的读者阅读。

 

　　本书的第一部分介绍编写 Python 程序所需要熟悉的基本概念，其中很多都适用于所有编程语言，因此它们在你的整个程序员生涯中都很有用。

　　第 1 章介绍在计算机中安装 Python，并运行第一个程序——它在屏幕上打印消息“Hello world！”。

　　第 2 章论述如何在变量中存储信息以及如何使用文本和数字。

　　第 3 章和第 4 章介绍列表。使用列表能够在一个变量中存储任意数量的信息，从而高效地处理数据 ：只需几行代码，你就能够处理数百、数千乃至数百万个值。

　　第 5 章讲解使用 if 语句来编写这样的代码 ：在特定条件满足时采取一种措施，而在该条件不满足时采取另一种措施。

　　第 6 章演示如何使用 Python 字典，将不同的信息关联起来。与列表一样，你也可以根据需要在字典中存储任意数量的信息。

　　第 7 章讲解如何从用户那里获取输入，以让程序变成交互式的。你还将学习 while 循环，它不断地运行代码块，直到指定的条件不再满足为止。

　　第 8 章介绍编写函数。函数是执行特定任务的被命名的代码块，你可以根据需要随时运行它。

　　第 9 章介绍类，它让你能够模拟实物，如小狗、小猫、人、汽车、火箭等，让你的代码能够表示任何真实或抽象的东西。

　　第 10 章介绍如何使用文件，以及如何处理错误以免程序意外地崩溃。你需要在程序关闭前保存数据，并在程序再次运行时读取它们。你将学习 Python 异常，它们让你能够未雨绸缪，从而让程序妥善地处理错误。

　　第 11 章为代码编写测试，以核实程序是否像你期望的那样工作。这样，扩展程序时，你就不用担心引入新的 bug。要想脱离初级程序员的阵容，跻身于中级程序员的行列，测试代码是你必须掌握的基本技能之一。

　　第一部分　基础知识

　　第1章　起步　2

　　1.1　搭建编程环境　2

　　1.1.1　Python 2和Python 3　2

　　1.1.2　运行Python代码片段　3

　　1.1.3　Hello World程序　3

　　1.2　在不同操作系统中搭建Python编程环境　3

　　1.2.1　在Linux系统中搭建Python编程环境　3

　　1.2.2　在OS X系统中搭建Python编程环境　6

　　1.2.3　在Windows系统中搭建Python编程环境　8

　　1.3　解决安装问题　12

　　1.4　从终端运行Python程序　13

　　1.4.1　在Linux和OS X系统中从终端运行Python程序　13

　　1.4.2　在Windows系统中从终端运行Python程序　13

　　1.5　小结　14

　　第2章　变量和简单数据类型　15

　　2.1　运行hello_world.py时发生的情况　15

　　2.2　变量　16

　　2.2.1　变量的命名和使用　16

　　2.2.2　使用变量时避免命名错误　17

　　2.3　字符串　18

　　2.3.1　使用方法修改字符串的大小写　19

　　2.3.2　合并（拼接）字符串　19

　　2.3.3　使用制表符或换行符来添加空白　20

　　2.3.4　删除空白　21

　　2.3.5　使用字符串时避免语法错误　22

　　2.3.6　Python 2中的print语句　23

　　2.4　数字　24

　　2.4.1　整数　24

　　2.4.2　浮点数　25

　　2.4.3　使用函数str（）避免类型错误　25

　　2.4.4　Python 2中的整数　26

　　2.5　注释　27

　　2.5.1　如何编写注释　27

　　2.5.2　该编写什么样的注释　28

　　2.6　Python之禅　28

　　2.7　小结　30

　　第3章　列表简介　31

　　3.1　列表是什么　31

　　3.1.1　访问列表元素　32

　　3.1.2　索引从0而不是1开始　32

　　3.1.3　使用列表中的各个值　33

　　3.2　修改、添加和删除元素　33

　　3.2.1　修改列表元素　34

　　3.2.2　在列表中添加元素　34

　　3.2.3　从列表中删除元素　35

　　3.3　组织列表　39

　　3.3.1　使用方法sort（）对列表进行永久性排序　39

　　3.3.2　使用函数sorted（）对列表进行临时排序　40

　　3.3.3　倒着打印列表　41

　　3.3.4　确定列表的长度　41

　　3.4　使用列表时避免索引错误　42

　　3.5　小结　43

　　第4章　操作列表　44

　　4.1　遍历整个列表　44

　　4.1.1　深入地研究循环　45

　　4.1.2　在for循环中执行更多的操作　46

　　4.1.3　在for循环结束后执行一些操作　47

　　4.2　避免缩进错误　47

　　4.2.1　忘记缩进　48

　　4.2.2　忘记缩进额外的代码行　48

　　4.2.3　不必要的缩进　49

　　4.2.4　循环后不必要的缩进　49

　　4.2.5　遗漏了冒号　50

　　4.3　创建数值列表　51

　　4.3.1　使用函数range（）　51

　　4.3.2　使用range（）创建数字列表　51

　　4.3.3　对数字列表执行简单的统计计算　53

　　4.3.4　列表解析　53

　　4.4　使用列表的一部分　54

　　4.4.1　切片　54

　　4.4.2　遍历切片　56

　　4.4.3　复制列表　56

　　4.5　元组　59

　　4.5.1　定义元组　59

　　4.5.2　遍历元组中的所有值　59

　　4.5.3　修改元组变量　60

　　4.6　设置代码格式　61

　　4.6.1　格式设置指南　61

　　4.6.2　缩进　61

　　4.6.3　行长　61

　　4.6.4　空行　62

　　4.6.5　其他格式设置指南　62

　　4.7　小结　63

　　第5章　if语句　64

　　5.1　一个简单示例　64

　　5.2　条件测试　65

　　5.2.1　检查是否相等　65

　　5.2.2　检查是否相等时不考虑大小写　65

　　5.2.3　检查是否不相等　66

　　5.2.4　比较数字　67

　　5.2.5　检查多个条件　67

　　5.2.6　检查特定值是否包含在列表中　68

　　5.2.7　检查特定值是否不包含在列表中　69

　　5.2.8　布尔表达式　69

　　5.3　if语句　70

　　5.3.1　简单的if语句　70

　　5.3.2　if-else语句　71

　　5.3.3　if-elif-else结构　72

　　5.3.4　使用多个elif代码块　73

　　5.3.5　省略else代码块　74

　　5.3.6　测试多个条件　74

　　5.4　使用if语句处理列表　76

　　5.4.1　检查特殊元素　77

　　5.4.2　确定列表不是空的　78

　　5.4.3　使用多个列表　78

　　5.5　设置if语句的格式　80

　　5.6　小结　80

　　第6章　字典　81

　　6.1　一个简单的字典　81

　　6.2　使用字典　82

　　6.2.1　访问字典中的值　82

　　6.2.2　添加键—值对　83

　　6.2.3　先创建一个空字典　83

　　6.2.4　修改字典中的值　84

　　6.2.5　删除键—值对　85

　　6.2.6　由类似对象组成的字典　86

　　6.3　遍历字典　87

　　6.3.1　遍历所有的键—值对　87

　　6.3.2　遍历字典中的所有键　89

　　6.3.3　按顺序遍历字典中的所有键　91

　　6.3.4　遍历字典中的所有值　91

　　6.4　嵌套　93

　　6.4.1　字典列表　93

　　6.4.2　在字典中存储列表　95

　　6.4.3　在字典中存储字典　97

　　6.5　小结　99

　　第7章　用户输入和while循环　100

　　7.1　函数input（）的工作原理　100

　　7.1.1　编写清晰的程序　101

　　7.1.2　使用int（）来获取数值输入　102

　　7.1.3　求模运算符　103

　　7.1.4　在Python 2.7中获取输入　104

　　7.2　while循环简介　104

　　7.2.1　使用while循环　104

　　7.2.2　让用户选择何时退出　105

　　7.2.3　使用标志　106

　　7.2.4　使用break退出循环　107

　　7.2.5　在循环中使用continue　108

　　7.2.6　避免无限循环　109

　　7.3　使用while循环来处理列表和字典　110

　　7.3.1　在列表之间移动元素　110

　　7.3.2　删除包含特定值的所有列表元素　111

　　7.3.3　使用用户输入来填充字典　112

　　7.4　小结　113

　　第8章　函数　114

　　8.1　定义函数　114

　　8.1.1　向函数传递信息　115

　　8.1.2　实参和形参　115

　　8.2　传递实参　116

　　8.2.1　位置实参　116

　　8.2.2　关键字实参　118

　　8.2.3　默认值　118

　　8.2.4　等效的函数调用　119

　　8.2.5　避免实参错误　120

　　8.3　返回值　121

　　8.3.1　返回简单值　121

　　8.3.2　让实参变成可选的　122

　　8.3.3　返回字典　123

　　8.3.4　结合使用函数和while循环　124

　　8.4　传递列表　126

　　8.4.1　在函数中修改列表　126

　　8.4.2　禁止函数修改列表　129

　　8.5　传递任意数量的实参　130

　　8.5.1　结合使用位置实参和任意数量实参　131

　　8.5.2　使用任意数量的关键字实参　131

　　8.6　将函数存储在模块中　133

　　8.6.1　导入整个模块　133

　　8.6.2　导入特定的函数　134

　　8.6.3　使用as给函数指定别名　134

　　8.6.4　使用as给模块指定别名　135

　　8.6.5　导入模块中的所有函数　135

　　8.7　函数编写指南　136

　　8.8　小结　137

　　第9章　类　138

　　9.1　创建和使用类　138

　　9.1.1　创建Dog类　139

　　9.1.2　根据类创建实例　140

　　9.2　使用类和实例　142

　　9.2.1　Car类　143

　　9.2.2　给属性指定默认值　143

　　9.2.3　修改属性的值　144

　　9.3　继承　147

　　9.3.1　子类的方法__init__（）　147

　　9.3.2　Python 2.7中的继承　149

　　9.3.3　给子类定义属性和方法　149

　　9.3.4　重写父类的方法　150

　　9.3.5　将实例用作属性　150

　　9.3.6　模拟实物　152

　　9.4　导入类　153

　　9.4.1　导入单个类　153

　　9.4.2　在一个模块中存储多个类　155

　　9.4.3　从一个模块中导入多个类　156

　　9.4.4　导入整个模块　157

　　9.4.5　导入模块中的所有类　157

　　9.4.6　在一个模块中导入另一个模块　157

　　9.4.7　自定义工作流程　158

　　9.5　Python标准库　159

　　9.6　类编码风格　161

　　9.7　小结　161

　　第10章　文件和异常　162

　　10.1　从文件中读取数据　162

　　10.1.1　读取整个文件　162

　　10.1.2　文件路径　164

　　10.1.3　逐行读取　165

　　10.1.4　创建一个包含文件各行内容的列表　166

　　10.1.5　使用文件的内容　166

　　10.1.6　包含一百万位的大型文件　168

　　10.1.7　圆周率值中包含你的生日吗　168

　　10.2　写入文件　169

　　10.2.1　写入空文件　170

　　10.2.2　写入多行　170

　　10.2.3　附加到文件　171

　　10.3　异常　172

　　10.3.1　处理ZeroDivisionError异常　172

　　10.3.2　使用try-except 代码块　173

　　10.3.3　使用异常避免崩溃　173

　　10.3.4　else 代码块　174

　　10.3.5　处理FileNotFoundError异常　175

　　10.3.6　分析文本　176

　　10.3.7　使用多个文件　177

　　10.3.8　失败时一声不吭　178

　　10.3.9　决定报告哪些错误　179

　　10.4　存储数据　180

　　10.4.1　使用json.dump（）和json.load（）　180

　　10.4.2　保存和读取用户生成的数据　181

　　10.4.3　重构　183

　　10.5　小结　186

　　第11章　测试代码　187

　　11.1　测试函数　187

　　11.1.1　单元测试和测试用例　188

　　11.1.2　可通过的测试　188

　　11.1.3　不能通过的测试　190

　　11.1.4　测试未通过时怎么办　191

　　11.1.5　添加新测试　191

　　11.2　测试类　193

　　11.2.1　各种断言方法　193

　　11.2.2　一个要测试的类　194

　　11.2.3　测试AnonymousSurvey类　195

　　11.2.4　方法setUp（）　197

　　11.3　小结　199

　　第二部分　项 目

　　项目1 外星人入侵　202

　　第12章　武装飞船　203

　　12.1　规划项目　203

　　12.2　安装Pygame　204

　　12.2.1　使用pip安装Python包　204

　　12.2.2　在Linux系统中安装Pygame　206

　　12.2.3　在OS X系统中安装Pygame　207

　　12.2.4　在Windows系统中安装Pygame　207

　　12.3　开始游戏项目　207

　　12.3.1　创建Pygame窗口以及响应用户输入　208

　　12.3.2　设置背景色　209

　　12.3.3　创建设置类　210

　　12.4　添加飞船图像　211

　　12.4.1　创建Ship类　212

　　12.4.2　在屏幕上绘制飞船　213

　　12.5　重构：模块game_functions　214

　　12.5.1　函数check_events（）　214

　　12.5.2　函数update_screen（）　215

　　12.6　驾驶飞船　216

　　12.6.1　响应按键　216

　　12.6.2　允许不断移动　217

　　12.6.3　左右移动　219

　　12.6.4　调整飞船的速度　220

　　12.6.5　限制飞船的活动范围　221

　　12.6.6　重构check_events（）　222

　　12.7　简单回顾　223

　　12.7.1　alien_invasion.py　223

　　12.7.2　settings.py　223

　　12.7.3　game_functions.py　223

　　12.7.4　ship.py　223

　　12.8　射击　224

　　12.8.1　添加子弹设置　224

　　12.8.2　创建Bullet类　224

　　12.8.3　将子弹存储到编组中　226

　　12.8.4　开火　227

　　12.8.5　删除已消失的子弹　228

　　12.8.6　限制子弹数量　229

　　12.8.7　创建函数update_bullets（）　229

　　12.8.8　创建函数fire_bullet（）　230

　　12.9　小结　231

　　第13章　外星人　232

　　13.1　回顾项目　232

　　13.2　创建第一个外星人　233

　　13.2.1　创建Alien类　233

　　13.2.2　创建Alien实例　234

　　13.2.3　让外星人出现在屏幕上　235

　　13.3　创建一群外星人　236

　　13.3.1　确定一行可容纳多少个外星人　236

　　13.3.2　创建多行外星人　236

　　13.3.3　创建外星人群　237

　　13.3.4　重构create_fleet（）　239

　　13.3.5　添加行　240

　　13.4　让外星人群移动　242

　　13.4.1　向右移动外星人　243

　　13.4.2　创建表示外星人移动方向的设置　244

　　13.4.3　检查外星人是否撞到了屏幕边缘　244

　　13.4.4　向下移动外星人群并改变移动方向　245

　　13.5　射杀外星人　246

　　13.5.1　检测子弹与外星人的碰撞　246

　　13.5.2　为测试创建大子弹　247

　　13.5.3　生成新的外星人群　248

　　13.5.4　提高子弹的速度　249

　　13.5.5　重构update_bullets（）　249

　　13.6　结束游戏　250

　　13.6.1　检测外星人和飞船碰撞　250

　　13.6.2　响应外星人和飞船碰撞　251

　　13.6.3　有外星人到达屏幕底端　254

　　13.6.4　游戏结束　255

　　13.7　确定应运行游戏的哪些部分　255

　　13.8　小结　256

　　第14章　记分　257

　　14.1　添加Play 按钮　257

　　14.1.1　创建Button类　258

　　14.1.2　在屏幕上绘制按钮　259

　　14.1.3　开始游戏　261

　　14.1.4　重置游戏　261

　　14.1.5　将Play 按钮切换到非活动状态　263

　　14.1.6　隐藏光标　263

　　14.2　提高等级　264

　　14.2.1　修改速度设置　264

　　14.2.2　重置速度　266

　　14.3　记分　267

　　14.3.1　显示得分　267

　　14.3.2　创建记分牌　268

　　14.3.3　在外星人被消灭时更新得分　270

　　14.3.4　将消灭的每个外星人的点数都计入得分　271

　　14.3.5　提高点数　271

　　14.3.6　将得分圆整　272

　　14.3.7　最高得分　274

　　14.3.8　显示等级　276

　　14.3.9　显示余下的飞船数　279

　　14.4　小结　283

　　项目2 数据可视化　284

　　第15章　生成数据　285

　　15.1　安装matplotlib　285

　　15.1.1　在Linux系统中安装matplotlib　286

　　15.1.2　在OS X系统中安装matplotlib　286

　　15.1.3　在Windows系统中安装matplotlib　286

　　15.1.4　测试matplotlib　287

　　15.1.5　matplotlib画廊　287

　　15.2　绘制简单的折线图　287

　　15.2.1　修改标签文字和线条粗细　288

　　15.2.2　校正图形　289

　　15.2.3　使用scatter（）绘制散点图并设置其样式　290

　　15.2.4　使用scatter（）绘制一系列点　291

　　15.2.5　自动计算数据　292

　　15.2.6　删除数据点的轮廓　293

　　15.2.7　自定义颜色　293

　　15.2.8　使用颜色映射　294

　　15.2.9　自动保存图表　295

　　15.3　随机漫步　295

　　15.3.1　创建RandomWalk（）类　296

　　15.3.2　选择方向　296

　　15.3.3　绘制随机漫步图　297

　　15.3.4　模拟多次随机漫步　298

　　15.3.5　设置随机漫步图的样式　299

　　15.3.6　给点着色　299

　　15.3.7　重新绘制起点和终点　300

　　15.3.8　隐藏坐标轴　301

　　15.3.9　增加点数　301

　　15.3.10　调整尺寸以适合屏幕　302

　　15.4　使用Pygal模拟掷骰子　303

　　15.4.1　安装Pygal　304

　　15.4.2　Pygal画廊　304

　　15.4.3　创建Die类　304

　　15.4.4　掷骰子　305

　　15.4.5　分析结果　305

　　15.4.6　绘制直方图　306

　　15.4.7　同时掷两个骰子　307

　　15.4.8　同时掷两个面数不同的骰子　309

　　15.5　小结　311

　　第16章　下载数据　312

　　16.1　CSV文件格式　312

　　16.1.1　分析CSV文件头　313

　　16.1.2　打印文件头及其位置　314

　　16.1.3　提取并读取数据　314

　　16.1.4　绘制气温图表　315

　　16.1.5　模块datetime　316

　　16.1.6　在图表中添加日期　317

　　16.1.7　涵盖更长的时间　318

　　16.1.8　再绘制一个数据系列　319

　　16.1.9　给图表区域着色　320

　　16.1.10　错误检查　321

　　16.2　制作世界人口地图：JSON格式　324

　　16.2.1　下载世界人口数据　324

　　16.2.2　提取相关的数据　324

　　16.2.3　将字符串转换为数字值　326

　　16.2.4　获取两个字母的国别码　327

　　16.2.5　制作世界地图　329

　　16.2.6　在世界地图上呈现数字数据　330

　　16.2.7　绘制完整的世界人口地图　331

　　16.2.8　根据人口数量将国家分组　333

　　16.2.9　使用Pygal设置世界地图的样式　334

　　16.2.10　加亮颜色主题　335

　　16.3　小结　337

　　第17章　使用API　338

　　17.1　使用Web API　338

　　17.1.1　Git和GitHub　338

　　17.1.2　使用API调用请求数据　339

　　17.1.3　安装requests　339

　　17.1.4　处理API响应　340

　　17.1.5　处理响应字典　340

　　17.1.6　概述最受欢迎的仓库　342

　　17.1.7　监视API的速率限制　343

　　17.2　使用Pygal可视化仓库　344

　　17.2.1　改进Pygal图表　346

　　17.2.2　添加自定义工具提示　347

　　17.2.3　根据数据绘图　349

　　17.2.4　在图表中添加可单击的链接　350

　　17.3　Hacker News API　350

　　17.4　小结　353

　　项目3 Web 应用程序　354

　　第18章　Django入门　355

　　18.1　建立项目　355

　　18.1.1　制定规范　355

　　18.1.2　建立虚拟环境　356

　　18.1.3　安装virtualenv　356

　　18.1.4　激活虚拟环境　357

　　18.1.5　安装Django　357

　　18.1.6　在Django中创建项目　357

　　18.1.7　创建数据库　358

　　18.1.8　查看项目　359

　　18.2　创建应用程序　360

　　18.2.1　定义模型　360

　　18.2.2　激活模型　362

　　18.2.3　Django管理网站　363

　　18.2.4　定义模型Entry　365

　　18.2.5　迁移模型Entry　366

　　18.2.6　向管理网站注册Entry　366

　　18.2.7　Django shell　367

　　18.3　创建网页：学习笔记主页　369

　　18.3.1　映射URL　369

　　18.3.2　编写视图　371

　　18.3.3　编写模板　372

　　18.4　创建其他网页　373

　　18.4.1　模板继承　373

　　18.4.2　显示所有主题的页面　375

　　18.4.3　显示特定主题的页面　378

　　18.5　小结　381

　　第19章　用户账户　382

　　19.1　让用户能够输入数据　382

　　19.1.1　添加新主题　382

　　19.1.2　添加新条目　386

　　19.1.3　编辑条目　390

　　19.2　创建用户账户　392

　　19.2.1　应用程序users　393

　　19.2.2　登录页面　394

　　19.2.3　注销　396

　　19.2.4　注册页面　397

　　19.3　让用户拥有自己的数据　400

　　19.3.1　使用@login_required限制访问　400

　　19.3.2　将数据关联到用户　402

　　19.3.3　只允许用户访问自己的主题　405

　　19.3.4　保护用户的主题　405

　　19.3.5　保护页面edit_entry　406

　　19.3.6　将新主题关联到当前用户　406

　　19.4　小结　408

　　第20章　设置应用程序的样式并对其进行部署　409

　　20.1　设置项目“学习笔记”的样式　409

　　20.1.1　应用程序django-bootstrap3　410

　　20.1.2　使用Bootstrap来设置项目“学习笔记”的样式　411

　　20.1.3　修改base.html　411

　　20.1.4　使用jumbotron设置主页的样式　414

　　20.1.5　设置登录页面的样式　415

　　20.1.6　设置new_topic页面的样式　416

　　20.1.7　设置topics页面的样式　417

　　20.1.8　设置topic页面中条目的样式　417

　　20.2　部署“学习笔记”　419

　　20.2.1　建立Heroku账户　420

　　20.2.2　安装Heroku Toolbelt　420

　　20.2.3　安装必要的包　420

　　20.2.4　创建包含包列表的文件requirements.txt　421

　　20.2.5　指定Python版本　422

　　20.2.6　为部署到Herohu而修改settings.py　422

　　20.2.7　创建启动进程的Procfile　423

　　20.2.8　为部署到Herohu而修改wsgi.py　423

　　20.2.9　创建用于存储静态文件的目录　424

　　20.2.10　在本地使用gunicorn服务器　424

　　20.2.11　使用Git跟踪项目文件　425

　　20.2.12　推送到Heroku　426

　　20.2.13　在Heroku上建立数据库　427

　　20.2.14　改进Heroku部署　428

　　20.2.15　确保项目的安全　429

　　20.2.16　提交并推送修改　430

　　20.2.17　创建自定义错误页面　431

　　20.2.18　继续开发　434

　　20.2.19　设置SECRET_KEY　434

　　20.2.20　将项目从Heroku删除　434

　　20.3　小结　435

　　附录A　安装Python　436

　　附录B　文本编辑器　441

　　附录C　寻求帮助　447

　　附录D　使用Git进行版本控制　451

　　后记　460