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Python编程从入门到实践
全书共有20章,书中的简介如下：
本书旨在让你尽快学会 Python ，以便能够编写能正确运行的程序 —— 游戏、数据可视化和 Web 应用程序，同时掌握让你终身受益的基本编程知识。本书适合任何年龄的读者阅读，
它不要求你有任何 Python 编程经验，甚至不要求你有编程经验。如果你想快速掌握基本的编程知识以便专注于开发感兴趣的项目，并想通过解决有意义的问题来检查你对新学概念
的理解程度，那么本书就是为你编写的。本书还可供初中和高中教师用来通过开发项目向学生介绍编程。
本书旨在让你成为优秀的程序员，具体地说，是优秀的 Python 程序员。通过阅读本书，你将迅速掌握编程概念，打下坚实的基础，并养成良好的习惯。阅读本书后，你就可以开始
学习 Python 高级技术，并能够更轻松地掌握其他编程语言。
在本书的第一部分，你将学习编写 Python 程序时需要熟悉的基本编程概念，你刚接触几乎任何编程语言时都需要学习这些概念。你将学习各种数据以及在程序中将数据存储到列表
和字典中的方式。你将学习如何创建数据集合以及如何高效地遍历这些集合。你将学习使用 while 和 if 语句来检查条件，并在条件满足时执行代码的一部分，而在条件不满足
时执行代码的另一部分 —— 这可为自动完成处理提供极大的帮助。
你将学习获取用户输入，让程序能够与用户交互，并在用户没停止输入时保持运行状态。你将探索如何编写函数来让程序的各个部分可重用，这样你编写执行特定任务的代码
后，想使用它多少次都可以。然后，你将学习使用类来扩展这种概念以实现更复杂的行为，从而让非常简单的程序也能处理各种不同的情形。你将学习编写妥善处理常见错误的
程序。学习这些基本概念后，你就能编写一些简短的程序来解决一些明确的问题。最后，你将向中级编程迈出第一步，学习如何为代码编写测试，以便在进一步改进程序时不用
担心可能引入 bug 。第一部分介绍的知识让你能够开发更大、更复杂的项目。
在第二部分，你将利用在第一部分学到的知识来开发三个项目。你可以根据自己的情况，以最合适的顺序完成这些项目；你也可以选择只完成其中的某些项目。在第一个项目
（第 12~14 章）中，你将创建一个类似于《太空入侵者》的射击游戏。这个游戏名为《外星人入侵》，它包含多个难度不断增加的等级。完成这个项目后，你就能够自己动手开发
2D 游戏了。
第二个项目（第 15~17 章）介绍数据可视化。数据科学家的目标是通过各种可视化技术来搞懂海量信息。你将使用通过代码生成的数据集、已经从网络下载下来的数据集以及程序
自动下载的数据集。完成这个项目后，你将能够编写能对大型数据集进行筛选的程序，并以可视化方式将筛选出来的数据呈现出来。
在第三个项目（第 18~20 章）中，你将创建一个名为 “ 学习笔记 ” 的小型 Web 应用程序。这个项目能够让用户将学到的与特定主题相关的概念记录下来。你将能够分别记录不同的主
题，还可以让其他人建立账户并开始记录自己的学习笔记。你还将学习如何部署这个项目，让任何人都能够通过网络访问它，而不管他身处何方。
第 1 章 起步
1.1 搭建编程环境
1.1.1 Python 2 和 Python 3
1.1.2 运行 Python 代码片段
1.1.3 Hello World 程序
1.2 在不同操作系统中搭建 Python 编程环境
1.2.1 在 Linux 系统中搭建 Python 编程环境
1.2.2 在 OS X 系统中搭建 Python 编程环境
1.2.3 在 Windows 系统中搭建 Python 编程环境
1.3 解决安装问题
1.4 从终端运行 Python 程序
1.4.1 在 Linux 和 OS X 系统中从终端运行 Python 程序
1.4.2 在 Windows 系统中从终端运行 Python 程序
1.5 小结
第 2 章 变量和简单数据类型
2.1 运行 hello_world.py 时发生的情况
2.2 变量
2.2.1 变量的命名和使用
2.2.2 使用变量时避免命名错误
2.3 字符串
2.3.1 使用方法修改字符串的大小写
2.3.2 合并（拼接）字符串
2.3.3 使用制表符或换行符来添加空白
2.3.4 删除空白
2.3.5 使用字符串时避免语法错误
2.3.6 Python 2 中的 print 语句
2.4 数字
2.4.1 整数
2.4.2 浮点数
2.4.3 使用函数 str() 避免类型错误
2.4.4 Python 2 中的整数
2.5 注释
2.5.1 如何编写注释
2.5.2 该编写什么样的注释
2.6 Python 之禅
2.7 小结
第 3 章 列表简介
3.1 列表是什么
3.1.1 访问列表元素
3.1.2 索引从 0 而不是 1 开始
3.1.3 使用列表中的各个值
3.2 修改、添加和删除元素
3.2.1 修改列表元素
3.2.2 在列表中添加元素
3.2.3 从列表中删除元素
3.3 组织列表
3.3.1 使用方法 sort() 对列表进行永久性排序
3.3.2 使用函数 sorted() 对列表进行临时排序
3.3.3 倒着打印列表
3.3.4 确定列表的长度
3.4 使用列表时避免索引错误
3.5 小结
第 4 章 操作列表
4.1 遍历整个列表
4.1.1 深入地研究循环
4.1.2 在 for 循环中执行更多的操作
4.1.3 在 for 循环结束后执行一些操作
4.2 避免缩进错误
4.2.1 忘记缩进
4.2.2 忘记缩进额外的代码行
4.2.3 不必要的缩进
4.2.4 循环后不必要的缩进
4.2.5 遗漏了冒号
4.3 创建数值列表
4.3.1 使用函数 range()
4.3.2 使用 range() 创建数字列表
4.3.3 对数字列表执行简单的统计计算
4.3.4 列表解析
4.4 使用列表的一部分
4.4.1 切片
4.4.2 遍历切片
4.4.3 复制列表
4.5 元组
4.5.1 定义元组
4.5.2 遍历元组中的所有值
4.5.3 修改元组变量
4.6 设置代码格式
4.6.1 格式设置指南
4.6.2 缩进
4.6.3 行长
4.6.4 空行
4.6.5 其他格式设置指南
4.7 小结
第 5 章 if 语句
5.1 一个简单示例
5.2 条件测试
5.2.1 检查是否相等
5.2.2 检查是否相等时不考虑大小写
5.2.3 检查是否不相等
5.2.4 比较数字
5.2.5 检查多个条件
5.2.6 检查特定值是否包含在列表中
5.2.7 检查特定值是否不包含在列表中
5.2.8 布尔表达式
5.3 if 语句
5.3.1 简单的 if 语句
5.3.2 if-else 语句
5.3.3 if-elif-else 结构
5.3.4 使用多个 elif 代码块
5.3.5 省略 else 代码块
5.3.6 测试多个条件
5.4 使用 if 语句处理列表
5.4.1 检查特殊元素
5.4.2 确定列表不是空的
5.4.3 使用多个列表
5.5 设置 if 语句的格式
5.6 小结
第 6 章 字典
6.1 一个简单的字典
6.2 使用字典
6.2.1 访问字典中的值
6.2.2 添加键 — 值对
6.2.3 先创建一个空字典
6.2.4 修改字典中的值
6.2.5 删除键 — 值对
6.2.6 由类似对象组成的字典
6.3 遍历字典
6.3.1 遍历所有的键 — 值对
6.3.2 遍历字典中的所有键
6.3.3 按顺序遍历字典中的所有键
6.3.4 遍历字典中的所有值
6.4 嵌套
6.4.1 字典列表
6.4.2 在字典中存储列表
6.4.3 在字典中存储字典
6.5 小结
第 7 章 用户输入和 while 循环
7.1 函数 input() 的工作原理
7.1.1 编写清晰的程序
7.1.2 使用 int() 来获取数值输入
7.1.3 求模运算符
7.1.4 在 Python 2.7 中获取输入
7.2 while 循环简介
7.2.1 使用 while 循环
7.2.2 让用户选择何时退出
7.2.3 使用标志
7.2.4 使用 break 退出循环
7.2.5 在循环中使用 continue
7.2.6 避免无限循环
7.3 使用 while 循环来处理列表和字典
7.3.1 在列表之间移动元素
7.3.2 删除包含特定值的所有列表元素
7.3.3 使用用户输入来填充字典
7.4 小结
第 8 章 函数
8.1 定义函数
8.1.1 向函数传递信息
8.1.2 实参和形参
8.2 传递实参
8.2.1 位置实参
8.2.2 关键字实参
8.2.3 默认值
8.2.4 等效的函数调用
8.2.5 避免实参错误
8.3 返回值
8.3.1 返回简单值
8.3.2 让实参变成可选的
8.3.3 返回字典
8.3.4 结合使用函数和 while 循环
8.4 传递列表
8.4.1 在函数中修改列表
8.4.2 禁止函数修改列表
8.5 传递任意数量的实参
8.5.1 结合使用位置实参和任意数量实参
8.5.2 使用任意数量的关键字实参
8.6 将函数存储在模块中
8.6.1 导入整个模块
8.6.2 导入特定的函数
8.6.3 使用 as 给函数指定别名
8.6.4 使用 as 给模块指定别名
8.6.5 导入模块中的所有函数
8.7 函数编写指南
8.8 小结
第 9 章 类
9.1 创建和使用类
9.1.1 创建 Dog 类
9.1.2 根据类创建实例
9.2 使用类和实例
9.2.1 Car 类
9.2.2 给属性指定默认值
9.2.3 修改属性的值
9.3 继承
9.3.1 子类的方法 __init__()
9.3.2 Python 2.7 中的继承
9.3.3 给子类定义属性和方法
9.3.4 重写父类的方法
9.3.5 将实例用作属性
9.3.6 模拟实物
9.4 导入类
9.4.1 导入单个类
9.4.2 在一个模块中存储多个类
9.4.3 从一个模块中导入多个类
9.4.4 导入整个模块
9.4.5 导入模块中的所有类
9.4.6 在一个模块中导入另一个模块
9.4.7 自定义工作流程
9.5 Python 标准库
9.6 类编码风格
9.7 小结
第 10 章 文件和异常
10.1 从文件中读取数据
10.1.1 读取整个文件
10.1.2 文件路径
10.1.3 逐行读取
10.1.4 创建一个包含文件各行内容的列表
10.1.5 使用文件的内容
10.1.6 包含一百万位的大型文件
10.1.7 圆周率值中包含你的生日吗
10.2 写入文件
10.2.1 写入空文件
10.2.2 写入多行
10.2.3 附加到文件
10.3 异常
10.3.1 处理 ZeroDivisionError 异常
10.3.2 使用 try-except 代码块
10.3.3 使用异常避免崩溃
10.3.4 else 代码块
10.3.5 处理 FileNotFoundError 异常
10.3.6 分析文本
10.3.7 使用多个文件
10.3.8 失败时一声不吭
10.3.9 决定报告哪些错误
10.4 存储数据
10.4.1 使用 json.dump() 和 json.load()
10.4.2 保存和读取用户生成的数据
10.4.3 重构
10.5 小结
第 11 章 测试代码
11.1 测试函数
11.1.1 单元测试和测试用例
11.1.2 可通过的测试
11.1.3 不能通过的测试
11.1.4 测试未通过时怎么办
11.1.5 添加新测试
11.2 测试类
11.2.1 各种断言方法
11.2.2 一个要测试的类
11.2.3 测试 AnonymousSurvey 类
11.2.4 方法 setUp()
11.3 小结
第二部分 项目
项目 1 外星人入侵
第 12 章 武装飞船
12.1 规划项目
12.2 安装 Pygame
12.2.1 使用 pip 安装 Python 包
12.2.2 在 Linux 系统中安装 Pygame
12.2.3 在 OS X 系统中安装 Pygame
12.2.4 在 Windows 系统中安装 Pygame
12.3 开始游戏项目
12.3.1 创建 Pygame 窗口以及响应用户输入
12.3.2 设置背景色
12.3.3 创建设置类
12.4 添加飞船图像
12.4.1 创建 Ship 类
12.4.2 在屏幕上绘制飞船
12.5 重构：模块 game_functions
12.5.1 函数 check_events()
12.5.2 函数 update_screen()
12.6 驾驶飞船
12.6.1 响应按键
12.6.2 允许不断移动
12.6.3 左右移动
12.6.4 调整飞船的速度
12.6.5 限制飞船的活动范围
12.6.6 重构 check_events()
12.7 简单回顾
12.7.1 alien_invasion.py
12.7.2 settings.py
12.7.3 game_functions.py
12.7.4 ship.py
12.8 射击
12.8.1 添加子弹设置
12.8.2 创建 Bullet 类
12.8.3 将子弹存储到编组中
12.8.4 开火
12.8.5 删除已消失的子弹
12.8.6 限制子弹数量
12.8.7 创建函数 update_bullets()
12.8.8 创建函数 fire_bullet()
12.9 小结
第 13 章 外星人
13.1 回顾项目
13.2 创建第一个外星人
13.2.1 创建 Alien 类
13.2.2 创建 Alien 实例
13.2.3 让外星人出现在屏幕上
13.3 创建一群外星人
13.3.1 确定一行可容纳多少个外星人
13.3.2 创建多行外星人
13.3.3 创建外星人群
13.3.4 重构 create_fleet()
13.3.5 添加行
13.4 让外星人群移动
13.4.1 向右移动外星人
13.4.2 创建表示外星人移动方向的设置
13.4.3 检查外星人是否撞到了屏幕边缘
13.4.4 向下移动外星人群并改变移动方向
13.5 射杀外星人
13.5.1 检测子弹与外星人的碰撞
13.5.2 为测试创建大子弹
13.5.3 生成新的外星人群
13.5.4 提高子弹的速度
13.5.5 重构 update_bullets()
13.6 结束游戏
13.6.1 检测外星人和飞船碰撞
13.6.2 响应外星人和飞船碰撞
13.6.3 有外星人到达屏幕底端
13.6.4 游戏结束
13.7 确定应运行游戏的哪些部分
13.8 小结
记分
14.1 添加 Play 按钮
14.1.1 创建 Button 类
14.1.2 在屏幕上绘制按钮
14.1.3 开始游戏
14.1.4 重置游戏
14.1.5 将 Play 按钮切换到非活动状态
14.1.6 隐藏光标
14.2 提高等级
14.2.1 修改速度设置
14.2.2 重置速度
14.3 记分
14.3.1 显示得分
14.3.2 创建记分牌
14.3.3 在外星人被消灭时更新得分
14.3.4 将消灭的每个外星人的点数都计入得分
14.3.5 提高点数
14.3.6 将得分圆整
14.3.7 最高得分
14.3.8 显示等级
14.3.9 显示余下的飞船数
14.4 小结
项目 2 数据可视化
第 15 章 生成数据
15.1 安装 matplotlib
15.1.1 在 Linux 系统中安装 matplotlib
15.1.2 在 OS X 系统中安装 matplotlib
15.1.3 在 Windows 系统中安装 matplotlib
15.1.4 测试 matplotlib
15.1.5 matplotlib 画廊
15.2 绘制简单的折线图
15.2.1 修改标签文字和线条粗细
15.2.2 校正图形
15.2.3 使用 scatter() 绘制散点图并设置其样式
15.2.4 使用 scatter() 绘制一系列点
15.2.5 自动计算数据
15.2.6 删除数据点的轮廓
15.2.7 自定义颜色
15.2.8 使用颜色映射
15.2.9 自动保存图表
15.3 随机漫步
15.3.1 创建 RandomWalk() 类
15.3.2 选择方向
15.3.3 绘制随机漫步图
15.3.4 模拟多次随机漫步
15.3.5 设置随机漫步图的样式
15.3.6 给点着色
15.3.7 重新绘制起点和终点
15.3.8 隐藏坐标轴
15.3.9 增加点数
15.3.10 调整尺寸以适合屏幕
15.4 使用 Pygal 模拟掷骰子
15.4.1 安装 Pygal
15.4.2 Pygal 画廊
15.4.3 创建 Die 类
15.4.4 掷骰子
15.4.5 分析结果
15.4.6 绘制直方图
15.4.7 同时掷两个骰子
15.4.8 同时掷两个面数不同的骰子
15.5 小结
第 16 章 下载数据
16.1 CSV 文件格式
16.1.1 分析 CSV 文件头
16.1.2 打印文件头及其位置
16.1.3 提取并读取数据
16.1.4 绘制气温图表
16.1.5 模块 datetime
16.1.6 在图表中添加日期
16.1.7 涵盖更长的时间
16.1.8 再绘制一个数据系列
16.1.9 给图表区域着色
16.1.10 错误检查
16.2 制作世界人口地图： JSON 格式
16.2.1 下载世界人口数据
16.2.2 提取相关的数据
16.2.3 将字符串转换为数字值
16.2.4 获取两个字母的国别码
16.2.5 制作世界地图
16.2.6 在世界地图上呈现数字数据
16.2.7 绘制完整的世界人口地图
16.2.8 根据人口数量将国家分组
16.2.9 使用 Pygal 设置世界地图的样式
16.2.10 加亮颜色主题
16.3 小结
第 17 章 使用 API
17.1 使用 Web API
17.1.1 Git 和 GitHub
17.1.2 使用 API 调用请求数据
17.1.3 安装 requests
17.1.4 处理 API 响应
17.1.5 处理响应字典
17.1.6 概述最受欢迎的仓库
17.1.7 监视 API 的速率限制
17.2 使用 Pygal 可视化仓库
17.2.1 改进 Pygal 图表
17.2.2 添加自定义工具提示
17.2.3 根据数据绘图
17.2.4 在图表中添加可单击的链接
17.3 Hacker News API
17.4 小结
项目 3 Web 应用程序
第 18 章 Django 入门
18.1 建立项目
18.1.1 制定规范
18.1.2 建立虚拟环境
18.1.3 安装 virtualenv
18.1.4 激活虚拟环境
18.1.5 安装 Django
18.1.6 在 Django 中创建项目
18.1.7 创建数据库
18.1.8 查看项目
18.2 创建应用程序
18.2.1 定义模型
18.2.2 激活模型
18.2.3 Django 管理网站
18.2.4 定义模型 Entry
18.2.5 迁移模型 Entry
18.2.6 向管理网站注册 Entry
18.2.7 Django shell
18.3 创建网页：学习笔记主页
18.3.1 映射 URL
18.3.2 编写视图
18.3.3 编写模板
18.4 创建其他网页
18.4.1 模板继承
18.4.2 显示所有主题的页面
18.4.3 显示特定主题的页面
18.5 小结
第 19 章 用户账户
19.1 让用户能够输入数据
19.1.1 添加新主题
19.1.2 添加新条目
19.1.3 编辑条目
19.2 创建用户账户
19.2.1 应用程序 users
19.2.2 登录页面
19.2.3 注销
19.2.4 注册页面
19.3 让用户拥有自己的数据
19.3.1 使用 @login_required 限制访问
19.3.2 将数据关联到用户
19.3.3 只允许用户访问自己的主题
19.3.4 保护用户的主题
19.3.5 保护页面 edit_entry
19.3.6 将新主题关联到当前用户
19.4 小结
第 20 章 设置应用程序的样式并对其进行部署
20.1 设置项目 “ 学习笔记 ” 的样式
20.1.1 应用程序 django-bootstrap3
20.1.2 使用 Bootstrap 来设置项目 “ 学习笔记 ” 的样式
20.1.3 修改 base.html
20.1.4 使用 jumbotron 设置主页的样式
20.1.5 设置登录页面的样式
20.1.6 设置 new_topic 页面的样式
20.1.7 设置 topics 页面的样式
20.1.8 设置 topic 页面中条目的样式
20.2 部署 “ 学习笔记 ”
20.2.1 建立 Heroku 账户
20.2.2 安装 Heroku Toolbelt
20.2.3 安装必要的包
20.2.4 创建包含包列表的文件 requirements.txt
20.2.5 指定 Python 版本
20.2.6 为部署到 Herohu 而修改 settings.py
20.2.7 创建启动进程的 Procfile
20.2.8 为部署到 Herohu 而修改 wsgi.py
20.2.9 创建用于存储静态文件的目录
20.2.10 在本地使用 gunicorn 服务器
20.2.11 使用 Git 跟踪项目文件
20.2.12 推送到 Heroku
20.2.13 在 Heroku 上建立数据库
20.2.14 改进 Heroku 部署
20.2.15 确保项目的安全
20.2.16 提交并推送修改
20.2.17 创建自定义错误页面
20.2.18 继续开发
20.2.19 设置 SECRET_KEY
20.2.20 将项目从 Heroku 删除
20.3 小结
附录 A 安装 Python
A.1 在 Linux 系统中安装 Python
A.1.1 确定已安装的版本
A.1.2 在 Linux 系统中安装 Python 3
A.2 在 OS X 系统中安装 Python
A.2.1 确定已安装的版本
A.2.2 使用 Homebrew 来安装 Python 3
A.3 在 Windows 系统中安装 Python
A.3.1 在 Windows 系统中安装 Python 3
A.3.2 查找 Python 解释器
A.3.3 将 Python 添加到环境变量 Path 中
A.4 Python 关键字和内置函数
A.4.1 Python 关键字
A.4.2 Python 内置函数
附录 B 文本编辑器
B.1 Geany
B.1.1 在 Linux 系统中安装 Geany
B.1.2 在 Windows 系统中安装 Geany
B.1.3 在 Geany 中运行 Python 程序
B.1.4 定制 Geany 的设置
B.2 Sublime Text
B.2.1 在 OS X 系统中安装 Sublime Text
B.2.2 在 Linux 系统中安装 Sublime Text
B.2.3 在 Windows 系统中安装 Sublime Text
B.2.4 在 Sublime Text 中运行 Python 程序
B.2.5 配置 Sublime Text
B.2.6 定制 Sublime Text 的设置
B.3 IDLE
B.3.1 在 Linux 系统中安装 IDLE
B.3.2 在 OS X 系统中安装 IDLE
B.3.3 在 Windows 系统中安装 IDLE
B.3.4 定制 IDLE 的设置
B.4 Emacs 和 vim
附录 C 寻求帮助
C.1 第一步
C.1.1 再试试
C.1.2 歇一会儿
C.1.3 参考本书的在线资源
C.2 在线搜索
C.2.1 Stack Overflow
C.2.2 Python 官方文档
C.2.3 官方库文档
C.2.4 r/learnpython
C.2.5 博客
C.3 IRC
C.3.1 创建 IRC 账户
C.3.2 加入频道
C.3.3 IRC 文化
附录 D 使用 Git 进行版本控制
D.1 安装 Git
D.1.1 在 Linux 系统中安装 Git
D.1.2 在 OS X 系统中安装 Git
D.1.3 在 Windows 系统中安装 Git
D.1.4 配置 Git
D.2 创建项目
D.3 忽略文件
D.4 初始化仓库
D.5 检查状态
D.6 将文件加入到仓库中
D.7 执行提交
D.8 查看提交历史
D.9 第二次提交
D.10 撤销修改
D.11 检出以前的提交
D.12 删除仓库
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