Python程序開發(fā)案例教程

第1章 開啟Python學習之旅..................1 1.1 Python概述................................... 1 1.1.1 Python的特點...................... 1 1.1.2 Python的版本...................... 2 1.1.3 Python應用領域.................. 4 1.2搭建Python開發(fā)環(huán)境................... 5 1.2.1 Python的安裝...................... 5 1.2.2 IDLE的使用......................... 8 1.2.3 集成開發(fā)環(huán)境PyCharm的安裝與使用.......................... 9 1.3快速開發(fā)Python程序................. 13 1.3.1 開發(fā)個Python程序：模擬手機充值.................... 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實例1：海洋單位距離的換算... 16 1.5實例2：打印名片....................... 16 小結...................................................... 17 習題...................................................... 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實例1：根據(jù)身高體重計算BMI指數(shù).............................19 2.1.3 類型轉換函數(shù)....................20 2.1.4 實例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 字符串的常見操作............23 2.2.4 字符串的索引與切片........25 2.2.5實例3：文本進度條..........25 2.2.6實例4：敏感詞替換..........26 2.3運算符.........................................26 2.3.1 算術運算符........................26 2.3.2 比較運算符........................27 2.3.3 賦值運算符........................27 2.3.4 邏輯運算符........................28 2.3.5位運算符............................29 2.3.6 運算符優(yōu)先級....................29 2.4經(jīng)典實例.....................................30 2.4.1 實例5：判斷水仙花數(shù)......30 2.4.2 實例6：找出大數(shù)..........30 2.4.3 實例7：計算三角形面積..31 2.4.4 實例8：下載操作模擬......31 小結......................................................31 習題......................................................31 第3章 流程控制.................................. 33 3.1 if語句...........................................33 3.1.1 if語句的格式......................33 3.1.2 實例1：判斷4位回文數(shù).... 35 3.1.3 實例2：獎金發(fā)放.............. 36 3.1.4 實例3：根據(jù)身高體重計算某個人的BMI值................ 36 3.2 if語句的嵌套.............................. 36 3.2.1 if語句嵌套......................... 36 3.2.2 實例4：模擬乘客進站流程.................................... 37 3.2.3 實例5：快遞計費系統(tǒng)...... 37 3.3 循環(huán)語句..................................... 38 3.3.1 for循環(huán)............................... 38 3.3.2 實例6：數(shù)據(jù)加密.............. 38 3.3.3 實例7：逢七拍手游戲...... 39 3.3.4 while循環(huán)........................... 39 3.3.5 實例8：登錄系統(tǒng)賬號檢測.................................... 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 實例9：九九乘法表.......... 41 3.5 跳轉語句..................................... 41 3.5.1 break語句........................... 41 3.5.2 continue語句...................... 42 3.5.3 實例10：猜數(shù)游戲............ 43 小結...................................................... 43 習題...................................................... 43 第4章 列表與元組...............................45 4.1 認識列表..................................... 45 4.1.1 列表的創(chuàng)建方式................ 45 III 目 錄4.1.2 訪問列表元素....................46 4.1.3實例1：刮刮樂..................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 實例2：商品價格區(qū)間設置與排序................................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....................................51 4.4.2 實例4：隨機分配辦公室....51 4.5 認識元組.....................................52 4.5.1 元組的創(chuàng)建方式................52 4.5.2 訪問元組元素....................52 4.5.3 實例5：中文數(shù)字對照表....53 小結......................................................54 習題......................................................54 第5章 字典與集合.............................. 56 5.1 認識字典.....................................56 5.1.1 字典的創(chuàng)建方式................56 5.1.2 通過“鍵”訪問字典........57 5.1.3 實例1：單詞識別..............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 實例2：手機通訊錄.......... 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 實例3：生詞本.................. 64 小結...................................................... 64 習題...................................................... 64 第6章 函數(shù).........................................66 6.1 函數(shù)的定義與調用..................... 66 6.1.1 函數(shù)的定義........................ 66 6.1.2 函數(shù)的調用........................ 67 6.1.3 實例1：計算器.................. 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 關鍵字參數(shù)........................ 68 6.2.3 默認參數(shù)............................ 69 6.2.4 不定長參數(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實例2：學生信息管理系統(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 程序開發(fā)案例教程 6.4.3實例3：漢諾塔..................73 6.4.4實例4：斐波那契數(shù)列......73 6.5 Python常用內置函數(shù)..................73 小結......................................................74 習題......................................................74 第7章 類與面向對象........................... 76 7.1 面向對象.....................................76 7.1.1 面向對象概述....................76 7.1.2面向對象的基本概念........77 7.2類與對象.....................................79 7.2.1 類與對象的關系................79 7.2.2 類的定義與訪問................80 7.2.3對象的創(chuàng)建與使用............80 7.2.4訪問限制............................81 7.3 構造方法與析構方法.................82 7.3.1 構造方法............................82 7.3.2 析構方法............................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........................88 7.6.4 super()函數(shù).........................88 7.7 實例2：井字棋...........................89 7.8 多態(tài).............................................89 小結......................................................90 習題...................................................... 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 模塊的導入方式................ 94 8.1.3常見的標準模塊................ 95 8.2 自定義模塊................................. 99 8.3 模塊的導入特性....................... 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 包的結構.......................... 101 8.4.2 包的導入.......................... 102 8.5第三方模塊的下載與安裝....... 102 8.6實例1：隨機生成驗證碼......... 103 8.7實例2：繪制多角星................. 104 小結.................................................... 104 習題.................................................... 104 第9章 文件與文件路徑操作..............106 9.1 文件的打開和關閉................... 106 9.1.1 打開文件.......................... 106 9.1.2 關閉文件.......................... 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實例1：身份證歸屬地查詢.................................. 109 9.3 向文件寫入數(shù)據(jù)....................... 109 9.3.1數(shù)據(jù)寫入.......................... 109 9.3.2實例2：通訊錄................ 110 V 目 錄9.4文件的定位讀取.......................110 9.5文件的復制與重命名...............111 9.5.1文件的復制......................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 相對路徑與路徑......113 9.7.2 獲取當前路徑..................114 9.7.3檢測路徑的有效性..........114 9.7.4 路徑的拼接......................114 9.8實例3：用戶登錄.....................115 小結....................................................115 習題....................................................115 第10章 錯誤和異常.......................... 117 10.1 錯誤和異常概述.....................117 10.2 捕獲異常.................................119 10.2.1 try…except語句.............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語句.........................123 10.3.2 異常的傳遞....................124 10.3.3 assert斷言語句...............125 10.4 自定義異常.............................125 10.5 with語句與上下文管理器......126 10.5.1 with語句......................... 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實例：身份歸屬地查詢添加異常........................................ 128 小 結............................................ 128 習 題............................................ 128 第11章 正則表達式...........................130 11.1 正則表達式基礎知識............. 130 11.1.1 元字符............................ 130 11.1.2 預定義字符集................ 132 11.2 re模塊...................................... 133 11.3 預編譯..................................... 134 11.4 匹配與搜索............................. 135 11.4.1 使用match()函數(shù)進行匹配................................ 135 11.4.2 使用search()函數(shù)進行匹配................................ 136 11.4.3 實例1：判斷手機號所屬運營商............................ 136 11.5 匹配對象................................. 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 實例3：用戶注冊驗證......... 141 小結....................................................141 習題....................................................141 第12章 圖形用戶界面編程............... 143 12.1 tkinter概述...............................143 12.1.1 認識tkinter......................143 12.1.2 構建簡單的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基礎組件介紹.........................150 12.3.1 標簽Label.......................150 12.3.2 按鈕Button .....................151 12.3.3 復選框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 實例1：秒表計時器......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 實例2：電子計算器...... 166 12.7 消息對話框............................. 166 12.8 實例3：圖書管理系統(tǒng)登錄界面........................................ 167 小結.................................................... 168 習題.................................................... 168 第13章 進程和線程...........................169 13.1 進程的概念............................. 169 13.2 進程的創(chuàng)建方式..................... 171 13.2.1 通過fork()函數(shù)創(chuàng)建進程................................ 171 13.2.2 通過Process類創(chuàng)建進程................................ 173 13.2.3 通過Pool類批量創(chuàng)建進程................................ 174 13.3 進程間通信——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........ 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Condition類實現(xiàn)線程同步................................ 188 13.7.2 通過Queue類實現(xiàn)線程同步................................ 190 13.8 實例：生產(chǎn)者與消費者模式.........................................192 小結....................................................193 習題....................................................193 第14章 網(wǎng)絡編程.............................. 195 14.1 網(wǎng)絡概述.................................195 14.1.1 協(xié)議與體系結構............195 14.1.2 數(shù)據(jù)傳輸流程................197 14.1.3 網(wǎng)絡架構........................198 14.1.4 IP地址和端口號.............199 14.2 socket網(wǎng)絡編程基礎...............201 14.2.1 socket套接字..................201 14.2.2 socket通信流程..............202 14.2.3 socket內置方法..............204 14.2.4實例1：掃描開放端口....206 14.3基于UDP的網(wǎng)絡聊天室.........206 14.4 基于TCP的數(shù)據(jù)轉換..............209 14.5 實例2：TCP文件下載............211 14.6 TCP并發(fā)服務器......................211 14.6.1 單進程非阻塞服務器....211 14.6.2 多進程并發(fā)服務器........214 14.6.3 多線程并發(fā)服務器........216 14.7 I/O多路轉接服務器................217 14.7.1 select并發(fā)服務器...........217 14.7.2 epoll并發(fā)服務器............219 小結....................................................222 習題....................................................223 第15章 數(shù)據(jù)庫編程.......................... 224 15.1 數(shù)據(jù)庫基礎知識.....................224 15.1.1 數(shù)據(jù)庫概述.................... 224 15.1.2 數(shù)據(jù)庫的分類................ 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常用對象................ 251 15.4.4 redis的使用與示例........ 253 15.5 實例：用戶注冊登錄............. 253 小結.................................................... 254 習題.................................................... 254 第16章Django框架介紹...................256 16.1 前端基礎知識......................... 256 16.1.1 HTTP協(xié)議...................... 256 16.1.2 HTML簡介.................... 259 16.1.3 CSS簡介......................... 260 16.1.4 JavaScript簡介............... 261 16.2 WSGI ...................................... 262 16.2.1 WSGI規(guī)范..................... 262 16.2.2 WSGI服務器................. 263 VIII Python 程序開發(fā)案例教程 16.3 初識Django .............................265 16.4 個Django項目——用戶登錄.........................................266 16.4.1 項目準備........................266 16.4.2編寫視圖函數(shù)................271 16.4.3 設計模板文件................273 16.4.4 配置訪問路由................274 16.4.5 演示項目功能................274 小結....................................................275 習題....................................................276 第17章 項目實戰(zhàn)——天天生鮮........ 277 17.1 天天生鮮項目頁面展示.........277 17.2 前期準備.................................280 17.2.1 需求分析........................280 17.2.2 數(shù)據(jù)庫設計....................281 17.2.3 項目創(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商品展示頁面功能實現(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 商品詳情頁面功能實現(xiàn).........287 17.4.1 創(chuàng)建視圖函數(shù)................ 287 17.4.2 實現(xiàn)商品購買功能........ 288 17.4.3 創(chuàng)建模板文件................ 289 17.4.4配置路由........................ 290 17.5商品分類頁面功能實現(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 購物車頁面功能實現(xiàn)............. 294 17.6.1 創(chuàng)建視圖函數(shù)................ 294 17.6.2 實現(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 訂單提交頁面功能實現(xiàn)......... 296 17.7.1 創(chuàng)建視圖函數(shù)................ 296 17.7.2 實現(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 訂單提交成功頁面功能實現(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.................................................... 300