Python程序開(kāi)發(fā)案例教程

第1章 開(kāi)啟Python學(xué)習(xí)之旅..................1 1.1 Python概述................................... 1 1.1.1 Python的特點(diǎn)...................... 1 1.1.2 Python的版本...................... 2 1.1.3 Python應(yīng)用領(lǐng)域.................. 4 1.2搭建Python開(kāi)發(fā)環(huán)境................... 5 1.2.1 Python的安裝...................... 5 1.2.2 IDLE的使用......................... 8 1.2.3 集成開(kāi)發(fā)環(huán)境PyCharm的安裝與使用.......................... 9 1.3快速開(kāi)發(fā)Python程序................. 13 1.3.1 開(kāi)發(fā)個(gè)Python程序：模擬手機(jī)充值.................... 13 1.3.2 良好的編程約定................ 14 1.3.3 數(shù)據(jù)的表示——變量........ 15 1.3.4基本輸入/輸出................... 15 1.4實(shí)例1：海洋單位距離的換算... 16 1.5實(shí)例2：打印名片....................... 16 小結(jié)...................................................... 17 習(xí)題...................................................... 17 第2章 數(shù)字類型與字符串....................18 2.1 數(shù)字類型..................................... 18 2.1.1 數(shù)字類型的表示方法........ 18 2.1.2實(shí)例1：根據(jù)身高體重計(jì)算BMI指數(shù).............................19 2.1.3 類型轉(zhuǎn)換函數(shù)....................20 2.1.4 實(shí)例2：模擬超市收銀抹零行為....................................20 2.2 字符串.........................................21 2.2.1 字符串的定義....................21 2.2.2 字符串的格式化輸出........21 2.2.3 字符串的常見(jiàn)操作............23 2.2.4 字符串的索引與切片........25 2.2.5實(shí)例3：文本進(jìn)度條..........25 2.2.6實(shí)例4：敏感詞替換..........26 2.3運(yùn)算符.........................................26 2.3.1 算術(shù)運(yùn)算符........................26 2.3.2 比較運(yùn)算符........................27 2.3.3 賦值運(yùn)算符........................27 2.3.4 邏輯運(yùn)算符........................28 2.3.5位運(yùn)算符............................29 2.3.6 運(yùn)算符優(yōu)先級(jí)....................29 2.4經(jīng)典實(shí)例.....................................30 2.4.1 實(shí)例5：判斷水仙花數(shù)......30 2.4.2 實(shí)例6：找出大數(shù)..........30 2.4.3 實(shí)例7：計(jì)算三角形面積..31 2.4.4 實(shí)例8：下載操作模擬......31 小結(jié)......................................................31 習(xí)題......................................................31 第3章 流程控制.................................. 33 3.1 if語(yǔ)句...........................................33 3.1.1 if語(yǔ)句的格式......................33 3.1.2 實(shí)例1：判斷4位回文數(shù).... 35 3.1.3 實(shí)例2：獎(jiǎng)金發(fā)放.............. 36 3.1.4 實(shí)例3：根據(jù)身高體重計(jì)算某個(gè)人的BMI值................ 36 3.2 if語(yǔ)句的嵌套.............................. 36 3.2.1 if語(yǔ)句嵌套......................... 36 3.2.2 實(shí)例4：模擬乘客進(jìn)站流程.................................... 37 3.2.3 實(shí)例5：快遞計(jì)費(fèi)系統(tǒng)...... 37 3.3 循環(huán)語(yǔ)句..................................... 38 3.3.1 for循環(huán)............................... 38 3.3.2 實(shí)例6：數(shù)據(jù)加密.............. 38 3.3.3 實(shí)例7：逢七拍手游戲...... 39 3.3.4 while循環(huán)........................... 39 3.3.5 實(shí)例8：登錄系統(tǒng)賬號(hào)檢測(cè).................................... 39 3.4 循環(huán)嵌套..................................... 40 3.4.1 while循環(huán)嵌套................... 40 3.4.2 for循環(huán)嵌套....................... 40 3.4.3 實(shí)例9：九九乘法表.......... 41 3.5 跳轉(zhuǎn)語(yǔ)句..................................... 41 3.5.1 break語(yǔ)句........................... 41 3.5.2 continue語(yǔ)句...................... 42 3.5.3 實(shí)例10：猜數(shù)游戲............ 43 小結(jié)...................................................... 43 習(xí)題...................................................... 43 第4章 列表與元組...............................45 4.1 認(rèn)識(shí)列表..................................... 45 4.1.1 列表的創(chuàng)建方式................ 45 III 目 錄4.1.2 訪問(wèn)列表元素....................46 4.1.3實(shí)例1：刮刮樂(lè)..................46 4.2 列表的遍歷和排序.....................47 4.2.1 列表的遍歷........................47 4.2.2 列表的排序........................47 4.2.3 實(shí)例2：商品價(jià)格區(qū)間設(shè)置與排序................................48 4.3 添加、刪除和修改列表元素.....48 4.3.1 添加列表元素....................48 4.3.2 刪除列表元素....................49 4.3.3 修改列表元素....................50 4.3.4 實(shí)例3：好友管理系統(tǒng)......50 4.4 嵌套列表.....................................51 4.4.1 嵌套列表的創(chuàng)建與元素的訪問(wèn)....................................51 4.4.2 實(shí)例4：隨機(jī)分配辦公室....51 4.5 認(rèn)識(shí)元組.....................................52 4.5.1 元組的創(chuàng)建方式................52 4.5.2 訪問(wèn)元組元素....................52 4.5.3 實(shí)例5：中文數(shù)字對(duì)照表....53 小結(jié)......................................................54 習(xí)題......................................................54 第5章 字典與集合.............................. 56 5.1 認(rèn)識(shí)字典.....................................56 5.1.1 字典的創(chuàng)建方式................56 5.1.2 通過(guò)“鍵”訪問(wèn)字典........57 5.1.3 實(shí)例1：?jiǎn)卧~識(shí)別..............57 5.2 字典的基本操作.........................57 5.2.1 字典元素的添加和修改....57 5.2.2 字典元素的刪除................ 58 5.2.3 字典元素的查詢................ 59 5.2.4 實(shí)例2：手機(jī)通訊錄.......... 60 5.3 集合的創(chuàng)建方式......................... 61 5.4 集合操作與操作符..................... 61 5.4.1 集合元素的添加、刪除和清空................................ 61 5.4.2 集合類型的操作符............ 62 5.4.3 實(shí)例3：生詞本.................. 64 小結(jié)...................................................... 64 習(xí)題...................................................... 64 第6章 函數(shù).........................................66 6.1 函數(shù)的定義與調(diào)用..................... 66 6.1.1 函數(shù)的定義........................ 66 6.1.2 函數(shù)的調(diào)用........................ 67 6.1.3 實(shí)例1：計(jì)算器.................. 68 6.2 函數(shù)的參數(shù)傳遞......................... 68 6.2.1 位置參數(shù)............................ 68 6.2.2 關(guān)鍵字參數(shù)........................ 68 6.2.3 默認(rèn)參數(shù)............................ 69 6.2.4 不定長(zhǎng)參數(shù)........................ 69 6.3 變量作用域................................. 70 6.3.1局部變量............................ 70 6.3.2全局變量............................ 70 6.3.3實(shí)例2：學(xué)生信息管理系統(tǒng).................................... 71 6.4 函數(shù)的特殊形式......................... 71 6.4.1匿名函數(shù)............................ 71 6.4.2遞歸函數(shù)............................ 72 IV Python 程序開(kāi)發(fā)案例教程 6.4.3實(shí)例3：漢諾塔..................73 6.4.4實(shí)例4：斐波那契數(shù)列......73 6.5 Python常用內(nèi)置函數(shù)..................73 小結(jié)......................................................74 習(xí)題......................................................74 第7章 類與面向?qū)ο?.......................... 76 7.1 面向?qū)ο?....................................76 7.1.1 面向?qū)ο蟾攀?...................76 7.1.2面向?qū)ο蟮幕靖拍?.......77 7.2類與對(duì)象.....................................79 7.2.1 類與對(duì)象的關(guān)系................79 7.2.2 類的定義與訪問(wèn)................80 7.2.3對(duì)象的創(chuàng)建與使用............80 7.2.4訪問(wèn)限制............................81 7.3 構(gòu)造方法與析構(gòu)方法.................82 7.3.1 構(gòu)造方法............................82 7.3.2 析構(gòu)方法............................83 7.4 類方法和靜態(tài)方法.....................83 7.4.1 類方法................................84 7.4.2 靜態(tài)方法............................85 7.5 實(shí)例1：銀行管理系統(tǒng)...............86 7.6 繼承.............................................86 7.6.1 單繼承................................86 7.6.2 多繼承................................87 7.6.3 方法的重寫(xiě)........................88 7.6.4 super()函數(shù).........................88 7.7 實(shí)例2：井字棋...........................89 7.8 多態(tài).............................................89 小結(jié)......................................................90 習(xí)題...................................................... 90 第8章 模塊.........................................93 8.1 模塊概述..................................... 93 8.1.1 模塊的概念........................ 93 8.1.2 模塊的導(dǎo)入方式................ 94 8.1.3常見(jiàn)的標(biāo)準(zhǔn)模塊................ 95 8.2 自定義模塊................................. 99 8.3 模塊的導(dǎo)入特性....................... 100 8.3.1 __all__屬性...................... 100 8.3.2 __name__屬性................. 101 8.4 Python中的包........................... 101 8.4.1 包的結(jié)構(gòu).......................... 101 8.4.2 包的導(dǎo)入.......................... 102 8.5第三方模塊的下載與安裝....... 102 8.6實(shí)例1：隨機(jī)生成驗(yàn)證碼......... 103 8.7實(shí)例2：繪制多角星................. 104 小結(jié).................................................... 104 習(xí)題.................................................... 104 第9章 文件與文件路徑操作..............106 9.1 文件的打開(kāi)和關(guān)閉................... 106 9.1.1 打開(kāi)文件.......................... 106 9.1.2 關(guān)閉文件.......................... 107 9.2 從文件中讀取數(shù)據(jù)................... 107 9.2.1 文件的讀取...................... 107 9.2.2實(shí)例1：身份證歸屬地查詢.................................. 109 9.3 向文件寫(xiě)入數(shù)據(jù)....................... 109 9.3.1數(shù)據(jù)寫(xiě)入.......................... 109 9.3.2實(shí)例2：通訊錄................ 110 V 目 錄9.4文件的定位讀取.......................110 9.5文件的復(fù)制與重命名...............111 9.5.1文件的復(fù)制......................111 9.5.2文件的重命名..................111 9.6 目錄操作...................................112 9.6.1 創(chuàng)建目錄..........................112 9.6.2 刪除目錄..........................112 9.6.3 獲取目錄的文件列表......113 9.7 文件路徑操作...........................113 9.7.1 相對(duì)路徑與路徑......113 9.7.2 獲取當(dāng)前路徑..................114 9.7.3檢測(cè)路徑的有效性..........114 9.7.4 路徑的拼接......................114 9.8實(shí)例3：用戶登錄.....................115 小結(jié)....................................................115 習(xí)題....................................................115 第10章 錯(cuò)誤和異常.......................... 117 10.1 錯(cuò)誤和異常概述.....................117 10.2 捕獲異常.................................119 10.2.1 try…except語(yǔ)句.............119 10.2.2 捕獲異常信息................119 10.2.3 else子句..........................121 10.2.4 finally子句......................122 10.3 拋出異常.................................122 10.3.1 raise語(yǔ)句.........................123 10.3.2 異常的傳遞....................124 10.3.3 assert斷言語(yǔ)句...............125 10.4 自定義異常.............................125 10.5 with語(yǔ)句與上下文管理器......126 10.5.1 with語(yǔ)句......................... 126 10.5.2 上下文管理器................ 127 10.5.3 自定義上下文管理器.... 127 10.6實(shí)例：身份歸屬地查詢添加異常........................................ 128 小 結(jié)............................................ 128 習(xí) 題............................................ 128 第11章 正則表達(dá)式...........................130 11.1 正則表達(dá)式基礎(chǔ)知識(shí)............. 130 11.1.1 元字符............................ 130 11.1.2 預(yù)定義字符集................ 132 11.2 re模塊...................................... 133 11.3 預(yù)編譯..................................... 134 11.4 匹配與搜索............................. 135 11.4.1 使用match()函數(shù)進(jìn)行匹配................................ 135 11.4.2 使用search()函數(shù)進(jìn)行匹配................................ 136 11.4.3 實(shí)例1：判斷手機(jī)號(hào)所屬運(yùn)營(yíng)商............................ 136 11.5 匹配對(duì)象................................. 136 11.6 全文匹配................................. 138 11.6.1 findall()函數(shù)................... 138 11.6.2 finditer()函數(shù)................. 138 11.7 檢索替換................................. 139 11.8 實(shí)例2：電影信息提取........... 139 11.9 文本分割................................. 139 11.10 貪婪匹配............................... 140 11.11 實(shí)例3：用戶注冊(cè)驗(yàn)證......... 141 小結(jié)....................................................141 習(xí)題....................................................141 第12章 圖形用戶界面編程............... 143 12.1 tkinter概述...............................143 12.1.1 認(rèn)識(shí)tkinter......................143 12.1.2 構(gòu)建簡(jiǎn)單的GUI .............144 12.2 tkinter組件概述.......................148 12.2.1 tkinter核心組件..............148 12.2.2 組件的通用屬性............149 12.3基礎(chǔ)組件介紹.........................150 12.3.1 標(biāo)簽Label.......................150 12.3.2 按鈕Button .....................151 12.3.3 復(fù)選框Checkbutton........152 12.3.4 文本框Entry ...................153 12.3.5 單選按鈕Radiobutton ....154 12.3.6 列表框List......................155 12.3.7 文本域Text.....................156 12.4 幾何布局管理器.....................157 12.4.1 pack布局管理器.............157 12.4.2 grid布局管理器..............158 12.4.3 place布局管理器............159 12.5 事件處理.................................159 12.5.1 command事件處理方式................................159 12.5.2 bind事件處理方式.........160 12.5.3 實(shí)例1：秒表計(jì)時(shí)器......163 12.6 菜單.........................................163 12.6.1 菜單........................163 12.6.2 下拉菜單........................164 12.6.3 彈出菜單........................ 165 12.6.4 實(shí)例2：電子計(jì)算器...... 166 12.7 消息對(duì)話框............................. 166 12.8 實(shí)例3：圖書(shū)管理系統(tǒng)登錄界面........................................ 167 小結(jié).................................................... 168 習(xí)題.................................................... 168 第13章 進(jìn)程和線程...........................169 13.1 進(jìn)程的概念............................. 169 13.2 進(jìn)程的創(chuàng)建方式..................... 171 13.2.1 通過(guò)fork()函數(shù)創(chuàng)建進(jìn)程................................ 171 13.2.2 通過(guò)Process類創(chuàng)建進(jìn)程................................ 173 13.2.3 通過(guò)Pool類批量創(chuàng)建進(jìn)程................................ 174 13.3 進(jìn)程間通信——Queue .......... 177 13.4 線程的概念............................. 178 13.5 線程的基本操作..................... 179 13.5.1 線程的創(chuàng)建和啟動(dòng)........ 179 13.5.2 線程的阻塞.................... 181 13.6 線程鎖..................................... 182 13.6.1 互斥鎖............................ 182 13.6.2 死鎖................................ 184 13.6.3 可重入鎖........................ 186 13.7 線程同步................................. 187 13.7.1 通過(guò)Condition類實(shí)現(xiàn)線程同步................................ 188 13.7.2 通過(guò)Queue類實(shí)現(xiàn)線程同步................................ 190 13.8 實(shí)例：生產(chǎn)者與消費(fèi)者模式.........................................192 小結(jié)....................................................193 習(xí)題....................................................193 第14章 網(wǎng)絡(luò)編程.............................. 195 14.1 網(wǎng)絡(luò)概述.................................195 14.1.1 協(xié)議與體系結(jié)構(gòu)............195 14.1.2 數(shù)據(jù)傳輸流程................197 14.1.3 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)........................198 14.1.4 IP地址和端口號(hào).............199 14.2 socket網(wǎng)絡(luò)編程基礎(chǔ)...............201 14.2.1 socket套接字..................201 14.2.2 socket通信流程..............202 14.2.3 socket內(nèi)置方法..............204 14.2.4實(shí)例1：掃描開(kāi)放端口....206 14.3基于UDP的網(wǎng)絡(luò)聊天室.........206 14.4 基于TCP的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換..............209 14.5 實(shí)例2：TCP文件下載............211 14.6 TCP并發(fā)服務(wù)器......................211 14.6.1 單進(jìn)程非阻塞服務(wù)器....211 14.6.2 多進(jìn)程并發(fā)服務(wù)器........214 14.6.3 多線程并發(fā)服務(wù)器........216 14.7 I/O多路轉(zhuǎn)接服務(wù)器................217 14.7.1 select并發(fā)服務(wù)器...........217 14.7.2 epoll并發(fā)服務(wù)器............219 小結(jié)....................................................222 習(xí)題....................................................223 第15章 數(shù)據(jù)庫(kù)編程.......................... 224 15.1 數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)知識(shí).....................224 15.1.1 數(shù)據(jù)庫(kù)概述.................... 224 15.1.2 數(shù)據(jù)庫(kù)的分類................ 225 15.2 MySQL與Python交互............ 226 15.2.1 下載和安裝MySQL....... 227 15.2.2安裝pymysql.................. 238 15.2.3 pymysql常用對(duì)象.......... 239 15.2.4 pymysql的使用與示例.. 241 15.3 MongoDB與Python交互........ 243 15.3.1 下載和安裝MongoDB... 243 15.3.2 安裝pymongo................. 245 15.3.3 pymongo常用對(duì)象......... 246 15.3.4 pymongo的使用與示例. 247 15.4 Redis與Python交互................ 248 15.4.1 下載和安裝Redis........... 249 15.4.2 安裝redis........................ 251 15.4.3 redis常用對(duì)象................ 251 15.4.4 redis的使用與示例........ 253 15.5 實(shí)例：用戶注冊(cè)登錄............. 253 小結(jié).................................................... 254 習(xí)題.................................................... 254 第16章Django框架介紹...................256 16.1 前端基礎(chǔ)知識(shí)......................... 256 16.1.1 HTTP協(xié)議...................... 256 16.1.2 HTML簡(jiǎn)介.................... 259 16.1.3 CSS簡(jiǎn)介......................... 260 16.1.4 JavaScript簡(jiǎn)介............... 261 16.2 WSGI ...................................... 262 16.2.1 WSGI規(guī)范..................... 262 16.2.2 WSGI服務(wù)器................. 263 VIII Python 程序開(kāi)發(fā)案例教程 16.3 初識(shí)Django .............................265 16.4 個(gè)Django項(xiàng)目——用戶登錄.........................................266 16.4.1 項(xiàng)目準(zhǔn)備........................266 16.4.2編寫(xiě)視圖函數(shù)................271 16.4.3 設(shè)計(jì)模板文件................273 16.4.4 配置訪問(wèn)路由................274 16.4.5 演示項(xiàng)目功能................274 小結(jié)....................................................275 習(xí)題....................................................276 第17章 項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)——天天生鮮........ 277 17.1 天天生鮮項(xiàng)目頁(yè)面展示.........277 17.2 前期準(zhǔn)備.................................280 17.2.1 需求分析........................280 17.2.2 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)....................281 17.2.3 項(xiàng)目創(chuàng)建........................282 17.2.4 定義模型類....................282 17.2.5 遷移文件........................283 17.2.6配置靜態(tài)文件................284 17.3商品展示頁(yè)面功能實(shí)現(xiàn).........285 17.3.1創(chuàng)建視圖函數(shù)................285 17.3.2創(chuàng)建模板文件................286 17.3.3 配置路由........................287 17.4 商品詳情頁(yè)面功能實(shí)現(xiàn).........287 17.4.1 創(chuàng)建視圖函數(shù)................ 287 17.4.2 實(shí)現(xiàn)商品購(gòu)買(mǎi)功能........ 288 17.4.3 創(chuàng)建模板文件................ 289 17.4.4配置路由........................ 290 17.5商品分類頁(yè)面功能實(shí)現(xiàn)......... 290 17.5.1創(chuàng)建視圖函數(shù)................ 290 17.5.2創(chuàng)建模板文件................ 292 17.5.3配置路由........................ 293 17.6 購(gòu)物車頁(yè)面功能實(shí)現(xiàn)............. 294 17.6.1 創(chuàng)建視圖函數(shù)................ 294 17.6.2 實(shí)現(xiàn)刪除商品的功能.... 294 17.6.3 創(chuàng)建模板文件................ 295 17.6.4配置路由........................ 295 17.7 訂單提交頁(yè)面功能實(shí)現(xiàn)......... 296 17.7.1 創(chuàng)建視圖函數(shù)................ 296 17.7.2 實(shí)現(xiàn)訂單提交功能........ 296 17.7.3 創(chuàng)建模板文件................ 297 17.7.4配置路由........................ 298 17.8 訂單提交成功頁(yè)面功能實(shí)現(xiàn)........................................ 298 17.8.1 創(chuàng)建視圖函數(shù)................ 298 17.8.2 創(chuàng)建模板文件................ 299 17.8.3配置路由........................ 300 小結(jié).................................................... 300