历经30余年的发展，Python语言已成长为在全球范围具有很强影响力的编程语言之一。以;优雅、明确、简单的设计哲学打破了编程领域的技术壁垒，不仅成为零基础入门者的首选语言，更在网络爬虫、大数据处理、Web开发、人工智能等前沿领域占据重要地位。掌握Python编程能力，已成为高等院校各专业学生提升核心竞争力、适应产业发展需求的必备素养。　　满足不同专业学习者的需求，打造一本兼具系统性、实用性与适配性的;Python程序设计课程教材正是编写本书的初衷。本书结合编者多年的教学与项目实践经验，将理论实践一体化教学方法融入教材编写之中。在内容编排上遵循;基础夯实rarr;能力进阶rarr;综合应用的逻辑主线，构建了从核心语法到前沿应用的完整知识体系，既兼顾编程基础的系统性，又突出实践能力的培养。　　全书共12章。第1~8章为必修内容，聚焦Python编程基础，从开发环境搭建、语言基础、程序控制结构，到函数与模块化设计、字符串与文件操作、组合数据类型、面向对象编程，再到程序异常处理与调试，覆盖了编程入门的核心知识点，每一个概念都结合通俗易懂的示例讲解，降低零基础学习者的理解门槛。第9~12章立足不同专业应用场景，依次讲解网络爬虫开发、大数据处理、Web开发、人工智能应用4大热门方向，既贴合产业界的技术需求，也适配不同专业的教学侧重点，可根据专业教学需要灵活选取组合。尤为重要的是，本书每章均配套有针对性的实战项目，将分散的知识点融会贯通，在;学中练、练中用，真正实现从语法掌握到工程实践的能力跃迁。　　季红益、王春洋编写了第1、2、3、6、8章，胡正坤编写了第10、12章，郭妮编写了第4、5、9章，周芬芬编写了第7、11章。全书由季红益统稿、定稿。夏艳、张婷对本书文字核校做了大量工作，王春洋、门森、杨静馨为本书的策划和编写提出了宝贵的意见和建议。　　本书主要特色如下：1）基于产教融合、案例驱动与OBE理念编写。每章都围绕一个具体案例展开，明确成果，驱动教学。每个章节的知识点都融入具体项目中，从简单的文本处理脚本到网络爬虫、大数据处理、Web开发、OpenCV图像处理，逐步提升学生的工程实践能力。　　2）知识体系的完整性与适配性。从基础语法到前沿应用的内容编排，既满足;Python程序设计;程序设计基础等课程的教学要求，也可通过章节组合适配不同专业的个性化需求。例如，软件工程、机器人工程、机械工程、自动化等工科类专业可侧重人工智能应用、Web开发等章节，工商管理、会计学等经管类专业可选择大数据处理、网络爬虫等章节，满足不同专业相关课程的教学需求。　　3）受众群体的广泛性。本书语言避开晦涩的学术表述，通俗易懂。本书既可作为高等学校理工类、经管类本科各专业;Python程序设计;程序设计基础等课程的教材，也可作为计算机等级考试、产教融合应用培训等的辅导书，满足不同学习目标的需求。　　4）配套资源丰富。本书配有源代码等电子资源，另为教师提供配套的课程教学大纲、PPT课件、习题答案等教学资源。　　本书建议采用;理论讲解十案例演示十项目实操的三维教学模式：理论讲解阶段聚焦核心概念与语法规则，帮助学生构建知识框架；案例演示阶段通过拆解每章导入案例的编程思路，引导学生逐步培养严谨的逻辑思维能力；项目实操阶段引导学生独立完成实战项目，强化问题解决能力。针对不同基础的学生，可灵活调整教学节奏零基础的学生可从基础章节循序渐进，有编程基础的学生可直接进入实战项目与进阶应用章节，从而实现个性化学习。　　希望本书不仅能帮助读者掌握编程语法，更能培养运用编程思维分析问题、解决问题的能力。在编写过程中，我们力求内容准确、示例典型、项目实用，但由于编者水平有限且时间仓促，书中难免存在疏漏之处，恳请广大读者与同行批评指正。　　最后，愿本书能成为读者踏入Python编程世界的桥梁，助力读者在数字化时代的浪潮中，以编程为翼，实现专业能力的跃升。　　编　者

本书遵循*教指委相关指导文件和高等院校学生学习规律编写而成。践行四新理念，融入思政元素，注重理论与实践相结合。

??本书坚持产教融合、项目驱动，每章都围绕具体案例展开，明确学习成果，践行成果导向教育（OBE）理念。本书共12章，内容包括：Python概述与开发环境、Python语言基础、程序控制结构、函数与模块化设计、字符串与文件操作、组合数据类型、面向对象编程、程序异常处理与调试、Python网络爬虫开发、Python大数据处理、Python Web开发、Python人工智能应用。每章均配有针对该章知识应用的实战项目，旨在通过项目实战提升知识的应用能力。本书第1~8章为基础内容，第9~12章的网络爬虫开发、大数据处理、Web开发及人工智能应用等模块可灵活组合，以适应不同专业的教学需求。本书示例基于Python 3.13 编写，并在 3.13.1 环境下通过测试。除Web开发相关示例外，其余示例均使用PyCharm Community Edition 2025.1开发。　　本书既可作为高等学校理工类、经管类各专业;Python程序设计;程序设计基础等课程的教材，也可作为参加计算机等级考试、产教融合应用培训等人员的辅导书。　　本书配有PPT电子课件、习题答案、程序代码、教学大纲等教学资源，欢迎选用本书作教材的教师登录www.cmpedu.com注册后申请，或发邮件至jinacmp@163.com索取。

前言第1章　Python概述与开发环境11.1　Python概述21.1.1　Python的起源与发展21.1.2　Python的特点21.2　Python的应用领域31.3　搭建Python开发环境41.3.1　Python的获取与安装41.3.2　PyCharm的获取与安装61.4　Python版本更迭81.5　PyCharm虚拟环境的配置91.5.1　新建项目的虚拟环境配置91.5.2　现有项目的虚拟环境配置101.6　第三方库的安装111.6.1　使用pip工具安装111.6.2　通过PyCharm安装121.7　程序设计方法131.7.1　IPO编程法131.7.2　流程图法131.8　第一个Python程序的编写151.8.1　使用Python命令行151.8.2　使用IDLE151.8.3　使用PyCharm171.9　实战项目181.10　本章小结18思考与练习18第2章　Python语言基础192.1　标识符与保留字202.1.1　标识符202.1.2　保留字202.2　代码规范与注释212.2.1　代码规范212.2.2　注释252.3　导入和使用Python库272.4　变量282.5　基本数据类型292.5.1　数字类型292.5.2　布尔类型302.6　运算符302.6.1　算术运算符302.6.2　比较运算符312.6.3　赋值运算符312.6.4　逻辑运算符322.6.5　位运算符332.6.6　成员运算符332.6.7　身份运算符342.6.8　运算符的优先级342.6.9　引用352.7　数据类型转换352.7.1　常用数据类型转换352.7.2　特殊类型转换362.8　基本输入与输出372.8.1　基本输入372.8.2　基本输出372.8.3　格式化输出392.9　实战项目402.10　本章小结40思考与练习41第3章　程序控制结构423.1　顺序结构433.2　分支结构443.2.1　单分支结构443.2.2　二分支结构453.2.3　多分支结构463.2.4　分支语句中的pass语句483.3　循环结构493.3.1　for循环503.3.2　while循环523.3.3　多重循环543.3.4　循环控制continue与break 563.4　实战项目593.5　本章小结61思考与练习61第4章　函数与模块化设计624.1　函数的定义与参数传递634.1.1　函数的定义与调用634.1.2　函数的参数传递644.2　返回值与作用域 674.2.1　函数的返回值674.2.2　变量作用域704.3　Python库函数体系724.3.1　内置库724.3.2　标准库734.3.3　第三方库794.4　实战项目814.5　本章小结81思考与练习81第5章　字符串与文件操作825.1　序列835.1.1　索引835.1.2　切片845.1.3　序列加法与乘法845.1.4　序列长度与极值855.2　字符串855.2.1　字符串的创建方式855.2.2　字符串的特性865.2.3　不可变的底层原理875.3　字符串修改结构875.3.1　替换指定位置的字符875.3.2　在指定位置插入字符或字符串885.3.3　删除指定位置或范围的字符895.3.4　替换指定子串895.4　字符串常用方法905.4.1　大小写转换905.4.2　去除首尾空白字符915.4.3　分割与连接915.4.4　判断检查925.5　文件操作925.5.1　写入文件925.5.2　读取文件955.5.3　处理不同编码的文件965.6　实战项目985.7　本章小结98思考与练习98第6章　组合数据类型996.1　列表1006.1.1　列表的创建1006.1.2　列表的常用方法与函数1016.1.3　列表推导式1056.2　元组1086.2.1　元组的创建1086.2.2　访问元组元素1096.2.3　元组的运算1096.3　字典1106.3.1　字典的创建1106.3.2　字典的常用方法与函数1116.4　集合1136.4.1　集合的创建 1136.4.2　集合的常用方法与函数1146.4.3　集合的关系判断1166.5　实战项目1176.6　本章小结117思考与练习117第7章　面向对象编程1197.1　面向对象概述1207.1.1　面向对象的核心概念1207.1.2　面向对象的基本特征1217.2　类和对象1217.2.1　类的定义与对象的创建1217.2.2　类的特殊方法1237.2.3　属性与方法1257.3　封装与信息隐藏1307.3.1　公开访问（Public）1307.3.2　私有访问（Private）1307.3.3　受保护的访问（Protected）1327.3.4　属性装饰器1327.3.5　封装与信息隐藏实践1347.4　继承1347.4.1　单继承的实现1357.4.2　多继承的实现与方法解析顺序1367.4.3　多层继承1387.5　多态1397.5.1　多态的实现1397.5.2　鸭子类型1407.6　实战项目1417.7　本章小结141思考与练习141第8章　程序异常处理与调试1428.1　Python程序异常1438.1.1　错误与异常1438.1.2　内置异常1438.1.3　请求（requests）异常1458.1.4　异常处理1468.1.5　使用raise语句抛出异常1498.1.6　使用traceback查看异常1518.2　程序调试1538.2.1　打印输出法（print）1538.2.2　日志（logging）1538.2.3　断言（assert）1548.2.4　内置调试器（pdb）1558.2.5　使用IDE调试1578.3　实战项目1608.4　本章小结161思考与练习162第9章　Python网络爬虫开发1639.1　爬虫的基本原理与法律规范1649.1.1　爬虫的基本原理1649.1.2　HTTP核心概念1659.1.3　法律与道德规范1679.2　requests库与动态页面处理1679.2.1　urllib库的使用1679.2.2　requests库的使用1709.3　BeautifulSoup解析网页数据1749.3.1　HTML文档1749.3.2　BeautifulSoup库的使用1769.4　Scrapy框架基础1809.4.1　Scrapy框架的架构和工作原理1809.4.2　Scrapy项目的创建1829.5　实战项目1839.6　本章小结184思考与练习184第10章　Python大数据处理18510.1　初识Pandas18610.1.1　Pandas概述18610.1.2　核心数据结构18710.1.3　Pandas的安装18710.2　Series18910.2.1　Series的结构18910.2.2　创建Series对象18910.2.3　访问Series对象19010.3　DataFrame19110.3.1　DataFrame的结构19110.3.2　创建DataFrame对象19110.3.3　DataFrame的属性和函数19210.3.4　访问DataFrame数据19210.4　数据导入与导出19410.4.1　从文件读取数据19410.4.2　从数据库读写数据19410.4.3　导出数据19510.5　数据清洗与预处理19610.5.1　处理缺失值19710.5.2　处理重复数据19810.5.3　数据类型转换19910.6　数据合并与连接20110.6.1　concat函数20110.6.2　merge函数20110.6.3　join函数20210.7　数据排序20210.7.1　按值排序20210.7.2　按索引排序20310.8　实战项目20410.8.1　数据预处理与数据清洗20510.8.2　数据排序与分析准备20610.9　本章小结207思考与练习207第11章　Python Web开发20811.1　Web开发基础概念20911.1.1　B/S架构20911.1.2　HTTP20911.1.3　URL与路由21011.1.4　数据库与ORM21011.2　Flask框架基础21111.2.1　Flask环境搭建与项目初始化21111.2.2　路由配置21211.2.3　请求与响应处理21511.2.4　模板渲染21711.3　MySQL数据库集成22511.3.1　MySQL环境准备22511.3.2　Flask集成MySQL22511.3.3　数据库性能优化22711.4　实战项目22911.4.1　技术选型22911.4.2　项目结构设计22911.4.3　核心功能实现23011.4.4　项目部署23311.5　本章小结233思考与练习233第12章　Python人工智能应用23512.1　NumPy科学计算基础23612.1.1　Numpy概述23612.1.2　数组创建与基本操作23712.1.3　索引和切片24012.1.4　数组运算24312.2　OpenCV图像处理24812.2.1　基本概念与安装24812.2.2　图像基本操作24912.2.3　图像处理技术25212.2.4　图像形态学操作25612.2.5　目标检测26012.2.6　目标跟踪26012.2.7　实时人脸检测26012.2.8　手势识别与追踪26012.3　TensorFlow/PyTorch简介26012.3.1　深度学习框架概述26112.3.2　核心概念对比26112.4　实战项目26412.5　本章小结264思考与练习265参考文献266