本書是一本針對所有層次的 Python 讀者而作的 Python 入門書。全書分兩部分 ：第一部分介紹用 Python 編程所必須了解的基本概念，包括 matplotlib、NumPy 和 Pygal 等強大的 Python 庫和工具介紹，以及列表、字典、if 語句、類、文件與異常、代碼測試等內容 ；第二部分將理論付諸實踐，講解如何開發三個項目，包括簡單的 Python 2D 游戲開發，如何利用數據生成交互式的信息圖，以及創建和定制簡單的 Web 應用，并幫讀者解決常見編程問題和困惑。本書適合對 Python 感興趣的任何層次的讀者閱讀。

本書的第一部分介紹編寫 Python 程序所需要熟悉的基本概念，其中很多都適用于所有編程語言，因此它們在你的整個程序員生涯中都很有用。

第 1 章介紹在計算機中安裝 Python，并運行第一個程序——它在屏幕上打印消息"Hello world！”。

第 2 章論述如何在變量中存儲信息以及如何使用文本和數字。

第 3 章和第 4 章介紹列表。使用列表能夠在一個變量中存儲任意數量的信息，從而高效地處理數據 ：只需幾行代碼，你就能夠處理數百、數千乃至數百萬個值。

第 5 章講解使用 if 語句來編寫這樣的代碼 ：在特定條件滿足時采取一種措施，而在該條件不滿足時采取另一種措施。

第 6 章演示如何使用 Python 字典，將不同的信息關聯起來。與列表一樣，你也可以根據需要在字典中存儲任意數量的信息。

第 7 章講解如何從用戶那里獲取輸入，以讓程序變成交互式的。你還將學習 while 循環，它不斷地運行代碼塊，直到指定的條件不再滿足為止。

第 8 章介紹編寫函數。函數是執行特定任務的被命名的代碼塊，你可以根據需要隨時運行它。

第 9 章介紹類，它讓你能夠模擬實物，如小狗、小貓、人、汽車、火箭等，讓你的代碼能夠表示任何真實或抽象的東西。

第 10 章介紹如何使用文件，以及如何處理錯誤以免程序意外地崩潰。你需要在程序關閉前保存數據，并在程序再次運行時讀取它們。你將學習 Python 異常，它們讓你能夠未雨綢繆，從而讓程序妥善地處理錯誤。

第 11 章為代碼編寫測試，以核實程序是否像你期望的那樣工作。這樣，擴展程序時，你就不用擔心引入新的 bug。要想脫離初級程序員的陣容，躋身于中級程序員的行列，測試代碼是你必須掌握的基本技能之一。

第一部分　基礎知識

第1章　起步　2

1.1　搭建編程環境　2

1.1.1　Python 2和Python 3　2

1.1.2　運行Python代碼片段　3

1.1.3　Hello World程序　3

1.2　在不同操作系統中搭建Python編程環境　3

1.2.1　在Linux系統中搭建Python編程環境　3

1.2.2　在OS X系統中搭建Python編程環境　6

1.2.3　在Windows系統中搭建Python編程環境　8

1.3　解決安裝問題　12

1.4　從終端運行Python程序　13

1.4.1　在Linux和OS X系統中從終端運行Python程序　13

1.4.2　在Windows系統中從終端運行Python程序　13

1.5　小結　14

第2章　變量和簡單數據類型　15

2.1　運行hello_world.py時發生的情況　15

2.2　變量　16

2.2.1　變量的命名和使用　16

2.2.2　使用變量時避免命名錯誤　17

2.3　字符串　18

2.3.1　使用方法修改字符串的大小寫　19

2.3.2　合并（拼接）字符串　19

2.3.3　使用制表符或換行符來添加空白　20

2.3.4　刪除空白　21

2.3.5　使用字符串時避免語法錯誤　22

2.3.6　Python 2中的print語句　23

2.4　數字　24

2.4.1　整數　24

2.4.2　浮點數　25

2.4.3　使用函數str（）避免類型錯誤　25

2.4.4　Python 2中的整數　26

2.5　注釋　27

2.5.1　如何編寫注釋　27

2.5.2　該編寫什么樣的注釋　28

2.6　Python之禪　28

2.7　小結　30

第3章　列表簡介　31

3.1　列表是什么　31

3.1.1　訪問列表元素　32

3.1.2　索引從0而不是1開始　32

3.1.3　使用列表中的各個值　33

3.2　修改、添加和刪除元素　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　從列表中刪除元素　35

3.3　組織列表　39

3.3.1　使用方法sort（）對列表進行永久性排序　39

3.3.2　使用函數sorted（）對列表進行臨時排序　40

3.3.3　倒著打印列表　41

3.3.4　確定列表的長度　41

3.4　使用列表時避免索引錯誤　42

3.5　小結　43

第4章　操作列表　44

4.1　遍歷整個列表　44

4.1.1　深入地研究循環　45

4.1.2　在for循環中執行更多的操作　46

4.1.3　在for循環結束后執行一些操作　47

4.2　避免縮進錯誤　47

4.2.1　忘記縮進　48

4.2.2　忘記縮進額外的代碼行　48

4.2.3　不必要的縮進　49

4.2.4　循環后不必要的縮進　49

4.2.5　遺漏了冒號　50

4.3　創建數值列表　51

4.3.1　使用函數range（）　51

4.3.2　使用range（）創建數字列表　51

4.3.3　對數字列表執行簡單的統計計算　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　遍歷切片　56

4.4.3　復制列表　56

4.5　元組　59

4.5.1　定義元組　59

4.5.2　遍歷元組中的所有值　59

4.5.3　修改元組變量　60

4.6　設置代碼格式　61

4.6.1　格式設置指南　61

4.6.2　縮進　61

4.6.3　行長　61

4.6.4　空行　62

4.6.5　其他格式設置指南　62

4.7　小結　63

第5章　if語句　64

5.1　一個簡單示例　64

5.2　條件測試　65

5.2.1　檢查是否相等　65

5.2.2　檢查是否相等時不考慮大小寫　65

5.2.3　檢查是否不相等　66

5.2.4　比較數字　67

5.2.5　檢查多個條件　67

5.2.6　檢查特定值是否包含在列表中　68

5.2.7　檢查特定值是否不包含在列表中　69

5.2.8　布爾表達式　69

5.3　if語句　70

5.3.1　簡單的if語句　70

5.3.2　if-else語句　71

5.3.3　if-elif-else結構　72

5.3.4　使用多個elif代碼塊　73

5.3.5　省略else代碼塊　74

5.3.6　測試多個條件　74

5.4　使用if語句處理列表　76

5.4.1　檢查特殊元素　77

5.4.2　確定列表不是空的　78

5.4.3　使用多個列表　78

5.5　設置if語句的格式　80

5.6　小結　80

第6章　字典　81

6.1　一個簡單的字典　81

6.2　使用字典　82

6.2.1　訪問字典中的值　82

6.2.2　添加鍵—值對　83

6.2.3　先創建一個空字典　83

6.2.4　修改字典中的值　84

6.2.5　刪除鍵—值對　85

6.2.6　由類似對象組成的字典　86

6.3　遍歷字典　87

6.3.1　遍歷所有的鍵—值對　87

6.3.2　遍歷字典中的所有鍵　89

6.3.3　按順序遍歷字典中的所有鍵　91

6.3.4　遍歷字典中的所有值　91

6.4　嵌套　93

6.4.1　字典列表　93

6.4.2　在字典中存儲列表　95

6.4.3　在字典中存儲字典　97

6.5　小結　99

第7章　用戶輸入和while循環　100

7.1　函數input（）的工作原理　100

7.1.1　編寫清晰的程序　101

7.1.2　使用int（）來獲取數值輸入　102

7.1.3　求模運算符　103

7.1.4　在Python 2.7中獲取輸入　104

7.2　while循環簡介　104

7.2.1　使用while循環　104

7.2.2　讓用戶選擇何時退出　105

7.2.3　使用標志　106

7.2.4　使用break退出循環　107

7.2.5　在循環中使用continue　108

7.2.6　避免無限循環　109

7.3　使用while循環來處理列表和字典　110

7.3.1　在列表之間移動元素　110

7.3.2　刪除包含特定值的所有列表元素　111

7.3.3　使用用戶輸入來填充字典　112

7.4　小結　113

第8章　函數　114

8.1　定義函數　114

8.1.1　向函數傳遞信息　115

8.1.2　實參和形參　115

8.2　傳遞實參　116

8.2.1　位置實參　116

8.2.2　關鍵字實參　118

8.2.3　默認值　118

8.2.4　等效的函數調用　119

8.2.5　避免實參錯誤　120

8.3　返回值　121

8.3.1　返回簡單值　121

8.3.2　讓實參變成可選的　122

8.3.3　返回字典　123

8.3.4　結合使用函數和while循環　124

8.4　傳遞列表　126

8.4.1　在函數中修改列表　126

8.4.2　禁止函數修改列表　129

8.5　傳遞任意數量的實參　130

8.5.1　結合使用位置實參和任意數量實參　131

8.5.2　使用任意數量的關鍵字實參　131

8.6　將函數存儲在模塊中　133

8.6.1　導入整個模塊　133

8.6.2　導入特定的函數　134

8.6.3　使用as給函數指定別名　134

8.6.4　使用as給模塊指定別名　135

8.6.5　導入模塊中的所有函數　135

8.7　函數編寫指南　136

8.8　小結　137

第9章　類　138

9.1　創建和使用類　138

9.1.1　創建Dog類　139

9.1.2　根據類創建實例　140

9.2　使用類和實例　142

9.2.1　Car類　143

9.2.2　給屬性指定默認值　143

9.2.3　修改屬性的值　144

9.3　繼承　147

9.3.1　子類的方法__init__（）　147

9.3.2　Python 2.7中的繼承　149

9.3.3　給子類定義屬性和方法　149

9.3.4　重寫父類的方法　150

9.3.5　將實例用作屬性　150

9.3.6　模擬實物　152

9.4　導入類　153

9.4.1　導入單個類　153

9.4.2　在一個模塊中存儲多個類　155

9.4.3　從一個模塊中導入多個類　156

9.4.4　導入整個模塊　157

9.4.5　導入模塊中的所有類　157

9.4.6　在一個模塊中導入另一個模塊　157

9.4.7　自定義工作流程　158

9.5　Python標準庫　159

9.6　類編碼風格　161

9.7　小結　161

第10章　文件和異?！?62

10.1　從文件中讀取數據　162

10.1.1　讀取整個文件　162

10.1.2　文件路徑　164

10.1.3　逐行讀取　165

10.1.4　創建一個包含文件各行內容的列表　166

10.1.5　使用文件的內容　166

10.1.6　包含一百萬位的大型文件　168

10.1.7　圓周率值中包含你的生日嗎　168

10.2　寫入文件　169

10.2.1　寫入空文件　170

10.2.2　寫入多行　170

10.2.3　附加到文件　171

10.3　異?！?72

10.3.1　處理ZeroDivisionError異?！?72

10.3.2　使用try-except 代碼塊　173

10.3.3　使用異常避免崩潰　173

10.3.4　else 代碼塊　174

10.3.5　處理FileNotFoundError異?！?75

10.3.6　分析文本　176

10.3.7　使用多個文件　177

10.3.8　失敗時一聲不吭　178

10.3.9　決定報告哪些錯誤　179

10.4　存儲數據　180

10.4.1　使用json.dump（）和json.load（）　180

10.4.2　保存和讀取用戶生成的數據　181

10.4.3　重構　183

10.5　小結　186

第11章　測試代碼　187

11.1　測試函數　187

11.1.1　單元測試和測試用例　188

11.1.2　可通過的測試　188

11.1.3　不能通過的測試　190

11.1.4　測試未通過時怎么辦　191

11.1.5　添加新測試　191

11.2　測試類　193

11.2.1　各種斷言方法　193

11.2.2　一個要測試的類　194

11.2.3　測試AnonymousSurvey類　195

11.2.4　方法setUp（）　197

11.3　小結　199

第二部分　項 目

項目1 外星人入侵　202

第12章　武裝飛船　203

12.1　規劃項目　203

12.2　安裝Pygame　204

12.2.1　使用pip安裝Python包　204

12.2.2　在Linux系統中安裝Pygame　206

12.2.3　在OS X系統中安裝Pygame　207

12.2.4　在Windows系統中安裝Pygame　207

12.3　開始游戲項目　207

12.3.1　創建Pygame窗口以及響應用戶輸入　208

12.3.2　設置背景色　209

12.3.3　創建設置類　210

12.4　添加飛船圖像　211

12.4.1　創建Ship類　212

12.4.2　在屏幕上繪制飛船　213

12.5　重構：模塊game_funcTIons　214

12.5.1　函數check_events（）　214

12.5.2　函數update_screen（）　215

12.6　駕駛飛船　216

12.6.1　響應按鍵　216

12.6.2　允許不斷移動　217

12.6.3　左右移動　219

12.6.4　調整飛船的速度　220

12.6.5　限制飛船的活動范圍　221

12.6.6　重構check_events（）　222

12.7　簡單回顧　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　射擊　224

12.8.1　添加子彈設置　224

12.8.2　創建Bullet類　224

12.8.3　將子彈存儲到編組中　226

12.8.4　開火　227

12.8.5　刪除已消失的子彈　228

12.8.6　限制子彈數量　229

12.8.7　創建函數update_bullets（）　229

12.8.8　創建函數fire_bullet（）　230

12.9　小結　231

第13章　外星人　232

13.1　回顧項目　232

13.2　創建第一個外星人　233

13.2.1　創建Alien類　233

13.2.2　創建Alien實例　234

13.2.3　讓外星人出現在屏幕上　235

13.3　創建一群外星人　236

13.3.1　確定一行可容納多少個外星人　236

13.3.2　創建多行外星人　236

13.3.3　創建外星人群　237

13.3.4　重構create_fleet（）　239

13.3.5　添加行　240

13.4　讓外星人群移動　242

13.4.1　向右移動外星人　243

13.4.2　創建表示外星人移動方向的設置　244

13.4.3　檢查外星人是否撞到了屏幕邊緣　244

13.4.4　向下移動外星人群并改變移動方向　245

13.5　射殺外星人　246

13.5.1　檢測子彈與外星人的碰撞　246

13.5.2　為測試創建大子彈　247

13.5.3　生成新的外星人群　248

13.5.4　提高子彈的速度　249

13.5.5　重構update_bullets（）　249

13.6　結束游戲　250

13.6.1　檢測外星人和飛船碰撞　250

13.6.2　響應外星人和飛船碰撞　251

13.6.3　有外星人到達屏幕底端　254

13.6.4　游戲結束　255

13.7　確定應運行游戲的哪些部分　255

13.8　小結　256

第14章　記分　257

14.1　添加Play 按鈕　257

14.1.1　創建Button類　258

14.1.2　在屏幕上繪制按鈕　259

14.1.3　開始游戲　261

14.1.4　重置游戲　261

14.1.5　將Play 按鈕切換到非活動狀態　263

14.1.6　隱藏光標　263

14.2　提高等級　264

14.2.1　修改速度設置　264

14.2.2　重置速度　266

14.3　記分　267

14.3.1　顯示得分　267

14.3.2　創建記分牌　268

14.3.3　在外星人被消滅時更新得分　270

14.3.4　將消滅的每個外星人的點數都計入得分　271

14.3.5　提高點數　271

14.3.6　將得分圓整　272

14.3.7　最高得分　274

14.3.8　顯示等級　276

14.3.9　顯示余下的飛船數　279

14.4　小結　283

項目2 數據可視化　284

第15章　生成數據　285

15.1　安裝matplotlib　285

15.1.1　在Linux系統中安裝matplotlib　286

15.1.2　在OS X系統中安裝matplotlib　286

15.1.3　在Windows系統中安裝matplotlib　286

15.1.4　測試matplotlib　287

15.1.5　matplotlib畫廊　287

15.2　繪制簡單的折線圖　287

15.2.1　修改標簽文字和線條粗細　288

15.2.2　校正圖形　289

15.2.3　使用scatter（）繪制散點圖并設置其樣式　290

15.2.4　使用scatter（）繪制一系列點　291

15.2.5　自動計算數據　292

15.2.6　刪除數據點的輪廓　293

15.2.7　自定義顏色　293

15.2.8　使用顏色映射　294

15.2.9　自動保存圖表　295

15.3　隨機漫步　295

15.3.1　創建RandomWalk（）類　296

15.3.2　選擇方向　296

15.3.3　繪制隨機漫步圖　297

15.3.4　模擬多次隨機漫步　298

15.3.5　設置隨機漫步圖的樣式　299

15.3.6　給點著色　299

15.3.7　重新繪制起點和終點　300

15.3.8　隱藏坐標軸　301

15.3.9　增加點數　301

15.3.10　調整尺寸以適合屏幕　302

15.4　使用Pygal模擬擲骰子　303

15.4.1　安裝Pygal　304

15.4.2　Pygal畫廊　304

15.4.3　創建Die類　304

15.4.4　擲骰子　305

15.4.5　分析結果　305

15.4.6　繪制直方圖　306

15.4.7　同時擲兩個骰子　307

15.4.8　同時擲兩個面數不同的骰子　309

15.5　小結　311

第16章　下載數據　312

16.1　CSV文件格式　312

16.1.1　分析CSV文件頭　313

16.1.2　打印文件頭及其位置　314

16.1.3　提取并讀取數據　314

16.1.4　繪制氣溫圖表　315

16.1.5　模塊dateTIme　316

16.1.6　在圖表中添加日期　317

16.1.7　涵蓋更長的時間　318

16.1.8　再繪制一個數據系列　319

16.1.9　給圖表區域著色　320

16.1.10　錯誤檢查　321

16.2　制作世界人口地圖：JSON格式　324

16.2.1　下載世界人口數據　324

16.2.2　提取相關的數據　324

16.2.3　將字符串轉換為數字值　326

16.2.4　獲取兩個字母的國別碼　327

16.2.5　制作世界地圖　329

16.2.6　在世界地圖上呈現數字數據　330

16.2.7　繪制完整的世界人口地圖　331

16.2.8　根據人口數量將國家分組　333

16.2.9　使用Pygal設置世界地圖的樣式　334

16.2.10　加亮顏色主題　335

16.3　小結　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調用請求數據　339

17.1.3　安裝requests　339

17.1.4　處理API響應　340

17.1.5　處理響應字典　340

17.1.6　概述最受歡迎的倉庫　342

17.1.7　監視API的速率限制　343

17.2　使用Pygal可視化倉庫　344

17.2.1　改進Pygal圖表　346

17.2.2　添加自定義工具提示　347

17.2.3　根據數據繪圖　349

17.2.4　在圖表中添加可單擊的鏈接　350

17.3　Hacker News API　350

17.4　小結　353

項目3 Web 應用程序　354

第18章　Django入門　355

18.1　建立項目　355

18.1.1　制定規范　355

18.1.2　建立虛擬環境　356

18.1.3　安裝virtualenv　356

18.1.4　激活虛擬環境　357

18.1.5　安裝Django　357

18.1.6　在Django中創建項目　357

18.1.7　創建數據庫　358

18.1.8　查看項目　359

18.2　創建應用程序　360

18.2.1　定義模型　360

18.2.2　激活模型　362

18.2.3　Django管理網站　363

18.2.4　定義模型Entry　365

18.2.5　遷移模型Entry　366

18.2.6　向管理網站注冊Entry　366

18.2.7　Django shell　367

18.3　創建網頁：學習筆記主頁　369

18.3.1　映射URL　369

18.3.2　編寫視圖　371

18.3.3　編寫模板　372

18.4　創建其他網頁　373

18.4.1　模板繼承　373

18.4.2　顯示所有主題的頁面　375

18.4.3　顯示特定主題的頁面　378

18.5　小結　381

第19章　用戶賬戶　382

19.1　讓用戶能夠輸入數據　382

19.1.1　添加新主題　382

19.1.2　添加新條目　386

19.1.3　編輯條目　390

19.2　創建用戶賬戶　392

19.2.1　應用程序users　393

19.2.2　登錄頁面　394

19.2.3　注銷　396

19.2.4　注冊頁面　397

19.3　讓用戶擁有自己的數據　400

19.3.1　使用@login_required限制訪問　400

19.3.2　將數據關聯到用戶　402

19.3.3　只允許用戶訪問自己的主題　405

19.3.4　保護用戶的主題　405

19.3.5　保護頁面edit_entry　406

19.3.6　將新主題關聯到當前用戶　406

19.4　小結　408

第20章　設置應用程序的樣式并對其進行部署　409

20.1　設置項目"學習筆記”的樣式　409

20.1.1　應用程序django-bootstrap3　410

20.1.2　使用Bootstrap來設置項目"學習筆記”的樣式　411

20.1.3　修改base.html　411

20.1.4　使用jumbotron設置主頁的樣式　414

20.1.5　設置登錄頁面的樣式　415

20.1.6　設置new_topic頁面的樣式　416

20.1.7　設置topics頁面的樣式　417

20.1.8　設置topic頁面中條目的樣式　417

20.2　部署"學習筆記”　419

20.2.1　建立Heroku賬戶　420

20.2.2　安裝Heroku Toolbelt　420

20.2.3　安裝必要的包　420

20.2.4　創建包含包列表的文件requirements.txt　421

20.2.5　指定Python版本　422

20.2.6　為部署到Herohu而修改settings.py　422

20.2.7　創建啟動進程的Procfile　423

20.2.8　為部署到Herohu而修改wsgi.py　423

20.2.9　創建用于存儲靜態文件的目錄　424

20.2.10　在本地使用gunicorn服務器　424

20.2.11　使用Git跟蹤項目文件　425

20.2.12　推送到Heroku　426

20.2.13　在Heroku上建立數據庫　427

20.2.14　改進Heroku部署　428

20.2.15　確保項目的安全　429

20.2.16　提交并推送修改　430

20.2.17　創建自定義錯誤頁面　431

20.2.18　繼續開發　434

20.2.19　設置SECRET_KEY　434

20.2.20　將項目從Heroku刪除　434

20.3　小結　435

附錄A　安裝Python　436

附錄B　文本編輯器　441

附錄C　尋求幫助　447

附錄D　使用Git進行版本控制　451

后記　460

總結

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