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。

高等院校教师

前言
第1章　Python概述与开发环境1
1.1　Python概述2
1.1.1　Python的起源与发展2
1.1.2　Python的特点2
1.2　Python的应用领域3
1.3　搭建Python开发环境4
1.3.1　Python的获取与安装4
1.3.2　PyCharm的获取与安装6
1.4　Python版本更迭8
1.5　PyCharm虚拟环境的配置9
1.5.1　新建项目的虚拟环境配置9
1.5.2　现有项目的虚拟环境配置10
1.6　第三方库的安装11
1.6.1　使用pip工具安装11
1.6.2　通过PyCharm安装12
1.7　程序设计方法13
1.7.1　IPO编程法13
1.7.2　流程图法13
1.8　第一个Python程序的编写15
1.8.1　使用Python命令行15
1.8.2　使用IDLE15
1.8.3　使用PyCharm17
1.9　实战项目18
1.10　本章小结18
思考与练习18
第2章　Python语言基础19
2.1　标识符与保留字20
2.1.1　标识符20
2.1.2　保留字20
2.2　代码规范与注释21
2.2.1　代码规范21
2.2.2　注释25
2.3　导入和使用Python库27
2.4　变量28
2.5　基本数据类型29
2.5.1　数字类型29
2.5.2　布尔类型30
2.6　运算符30
2.6.1　算术运算符30
2.6.2　比较运算符31
2.6.3　赋值运算符31
2.6.4　逻辑运算符32
2.6.5　位运算符33
2.6.6　成员运算符33
2.6.7　身份运算符34
2.6.8　运算符的优先级34
2.6.9　引用35
2.7　数据类型转换35
2.7.1　常用数据类型转换35
2.7.2　特殊类型转换36
2.8　基本输入与输出37
2.8.1　基本输入37
2.8.2　基本输出37
2.8.3　格式化输出39
2.9　实战项目40
2.10　本章小结40
思考与练习41
第3章　程序控制结构42
3.1　顺序结构43
3.2　分支结构44
3.2.1　单分支结构44
3.2.2　二分支结构45
3.2.3　多分支结构46
3.2.4　分支语句中的pass语句48
3.3　循环结构49
3.3.1　for循环50
3.3.2　while循环52
3.3.3　多重循环54
3.3.4　循环控制continue与break 56
3.4　实战项目59
3.5　本章小结61
思考与练习61
第4章　函数与模块化设计62
4.1　函数的定义与参数传递63
4.1.1　函数的定义与调用63
4.1.2　函数的参数传递64
4.2　返回值与作用域 67
4.2.1　函数的返回值67
4.2.2　变量作用域70
4.3　Python库函数体系72
4.3.1　内置库72
4.3.2　标准库73
4.3.3　第三方库79
4.4　实战项目81
4.5　本章小结81
思考与练习81
第5章　字符串与文件操作82
5.1　序列83
5.1.1　索引83
5.1.2　切片84
5.1.3　序列加法与乘法84
5.1.4　序列长度与极值85
5.2　字符串85
5.2.1　字符串的创建方式85
5.2.2　字符串的特性86
5.2.3　不可变的底层原理87
5.3　字符串修改结构87
5.3.1　替换指定位置的字符87
5.3.2　在指定位置插入字符或
字符串88
5.3.3　删除指定位置或范围的
字符89
5.3.4　替换指定子串89
5.4　字符串常用方法90
5.4.1　大小写转换90
5.4.2　去除首尾空白字符91
5.4.3　分割与连接91
5.4.4　判断检查92
5.5　文件操作92
5.5.1　写入文件92
5.5.2　读取文件95
5.5.3　处理不同编码的文件96
5.6　实战项目98
5.7　本章小结98
思考与练习98
第6章　组合数据类型99
6.1　列表100
6.1.1　列表的创建100
6.1.2　列表的常用方法与函数101
6.1.3　列表推导式105
6.2　元组108
6.2.1　元组的创建108
6.2.2　访问元组元素109
6.2.3　元组的运算109
6.3　字典110
6.3.1　字典的创建110
6.3.2　字典的常用方法与函数111
6.4　集合113
6.4.1　集合的创建 113
6.4.2　集合的常用方法与函数114
6.4.3　集合的关系判断116
6.5　实战项目117
6.6　本章小结117
思考与练习117
第7章　面向对象编程119
7.1　面向对象概述120
7.1.1　面向对象的核心概念120
7.1.2　面向对象的基本特征121
7.2　类和对象121
7.2.1　类的定义与对象的创建121
7.2.2　类的特殊方法123
7.2.3　属性与方法125
7.3　封装与信息隐藏130
7.3.1　公开访问（Public）130
7.3.2　私有访问（Private）130
7.3.3　受保护的访问（Protected）132
7.3.4　属性装饰器132
7.3.5　封装与信息隐藏实践134
7.4　继承134
7.4.1　单继承的实现135
7.4.2　多继承的实现与方法解析
顺序136
7.4.3　多层继承138
7.5　多态139
7.5.1　多态的实现139
7.5.2　鸭子类型140
7.6　实战项目141
7.7　本章小结141
思考与练习141
第8章　程序异常处理与调试142
8.1　Python程序异常143
8.1.1　错误与异常143
8.1.2　内置异常143
8.1.3　请求（requests）异常145
8.1.4　异常处理146
8.1.5　使用raise语句抛出异常149
8.1.6　使用traceback查看异常151
8.2　程序调试153
8.2.1　打印输出法（print）153
8.2.2　日志（logging）153
8.2.3　断言（assert）154
8.2.4　内置调试器（pdb）155
8.2.5　使用IDE调试157
8.3　实战项目160
8.4　本章小结161
思考与练习162
第9章　Python网络爬虫开发163
9.1　爬虫的基本原理与法律规范164
9.1.1　爬虫的基本原理164
9.1.2　HTTP核心概念165
9.1.3　法律与道德规范167
9.2　requests库与动态页面处理167
9.2.1　urllib库的使用167
9.2.2　requests库的使用170
9.3　BeautifulSoup解析网页数据174
9.3.1　HTML文档174
9.3.2　BeautifulSoup库的使用176
9.4　Scrapy框架基础180
9.4.1　Scrapy框架的架构和工作
原理180
9.4.2　Scrapy项目的创建182
9.5　实战项目183
9.6　本章小结184
思考与练习184
第10章　Python大数据处理185
10.1　初识Pandas186
10.1.1　Pandas概述186
10.1.2　核心数据结构187
10.1.3　Pandas的安装187
10.2　Series189
10.2.1　Series的结构189
10.2.2　创建Series对象189
10.2.3　访问Series对象190
10.3　DataFrame191
10.3.1　DataFrame的结构191
10.3.2　创建DataFrame对象191
10.3.3　DataFrame的属性和函数192
10.3.4　访问DataFrame数据192
10.4　数据导入与导出194
10.4.1　从文件读取数据194
10.4.2　从数据库读写数据194
10.4.3　导出数据195
10.5　数据清洗与预处理196
10.5.1　处理缺失值197
10.5.2　处理重复数据198
10.5.3　数据类型转换199
10.6　数据合并与连接201
10.6.1　concat函数201
10.6.2　merge函数201
10.6.3　join函数202
10.7　数据排序202
10.7.1　按值排序202
10.7.2　按索引排序203
10.8　实战项目204
10.8.1　数据预处理与数据清洗205
10.8.2　数据排序与分析准备206
10.9　本章小结207
思考与练习207
第11章　Python Web开发208
11.1　Web开发基础概念209
11.1.1　B/S架构209
11.1.2　HTTP209
11.1.3　URL与路由210
11.1.4　数据库与ORM210
11.2　Flask框架基础211
11.2.1　Flask环境搭建与项目
初始化211
11.2.2　路由配置212
11.2.3　请求与响应处理215
11.2.4　模板渲染217
11.3　MySQL数据库集成225
11.3.1　MySQL环境准备225
11.3.2　Flask集成MySQL225
11.3.3　数据库性能优化227
11.4　实战项目229
11.4.1　技术选型229
11.4.2　项目结构设计229
11.4.3　核心功能实现230
11.4.4　项目部署233
11.5　本章小结233
思考与练习233
第12章　Python人工智能应用235
12.1　NumPy科学计算基础236
12.1.1　Numpy概述236
12.1.2　数组创建与基本操作237
12.1.3　索引和切片240
12.1.4　数组运算243
12.2　OpenCV图像处理248
12.2.1　基本概念与安装248
12.2.2　图像基本操作249
12.2.3　图像处理技术252
12.2.4　图像形态学操作256
12.2.5　目标检测260
12.2.6　目标跟踪260
12.2.7　实时人脸检测260
12.2.8　手势识别与追踪260
12.3　TensorFlow/PyTorch简介260
12.3.1　深度学习框架概述261
12.3.2　核心概念对比261
12.4　实战项目264
12.5　本章小结264
思考与练习265
参考文献266