1、 嵌入式技术与应用丛书 Python 全案例学习与实践 沈红卫 著 内 容 简 介 本书从学习者的角度组织每个章节的内容体系，所有的知识点均借助精心设计的举例加以阐述。书中的综合性工程案例具有较高的参考价值，对难点和要点的讨论完整而通俗易懂，语言风趣幽默，十分有利于学习者学习和模仿。本书共包括 4 篇：第 1 篇营造环境，主要阐述学习 Python 的环境及其安装、IDLE 与 PyCharm 的使用、常见的内/外部模块及其安装；第 2 篇掀起盖头，重点讨论 Python 的主要语法，包括数据类型、数据运算、输入/输出、语句、函数、模块化、文件、对象与类、异常；第 3 篇实战演习，主要讨论 4
2、 个完整的应用案例，涵盖桌面小游戏、数据挖掘与分析、图像识别与机器学习、智能控制；第 4 篇继续前进，着重讨论脚本文件的打包、代码的 Pythonic 化和 Python 的迭代器与生成器。本书是一本适合不同层次学习者的基础教程，非常适合作为计算机、电子、通信、机电、自动化及其他专业的本/专科教材，也可作为 Python 学习者的参考用书。注：在每章的学习目标下方均有两个二维码，分别对应多媒体课件和导学微视频，通过手机扫码可直接观看。未经许可，不得以任何方式复制或抄袭本书之部分或全部内容。版权所有，侵权必究。图书在版编目（CIP）数据 Python 全案例学习与实践/沈红卫著.北京：电子工业出
3、版社，2019.10 ISBN 978-7-121-37300-8.P.沈.软件工具程序设计.TP311.561 中国版本图书馆 CIP 数据核字（2019）第 180372 号 责任编辑：牛平月 特约编辑：田学清 印 刷：装 订：出版发行：电子工业出版社 北京市海淀区万寿路 173 信箱 邮编：100036 开 本：7871092 1/16 印张：36.25 字数：928 千字 版 次：2019 年 10 月第 1 版 印 次：2019 年 10 月第 1 次印刷 定 价：128.00 元 凡所购买电子工业出版社图书有缺损问题，请向购买书店调换。若书店售缺，请与本社发行部联系，联系及邮购电话
4、：（010）88254888，88258888。质量投诉请发邮件至 ，盗版侵权举报请发邮件至 。本书咨询联系方式：（010）88254454，。前 言 Python 语言是非常值得学习的计算机语言。究其原因，可归纳为以下 3 个方面。第一，广泛性。Python 几乎涉及现今热门的所有领域，如机器视觉、机器学习、数据挖掘、全栈 Web 开发、桌面游戏、人工智能、自动化运维等。它不仅对工科生、理科生十分有用，对文科生同样非常有用。例如，Newspaper 就是一个基于 Python 的新闻和文章提取与分析工具。正因如此，与 Python 相关的岗位需求十分旺盛。第二，新颖性。Python 具有诸多
5、其他语言所没有的特点和特性，从而使得程序开发更加高效和便捷。普遍认为，Python 语言具有“所见即所得”的特性，无论学习者是否拥有计算机语言的学习经历，均能轻松入门，非常适合所有年龄段的学习者学习。第三，开源性。由于 Python 的开源性和公益性，各种免费的资源和资料正以意想不到的速度不断涌现。对于项目开发而言，这些都是十分可贵的基础资源或参考资料，使得程序开发更加快捷和稳健。由于 Python 存在不同的版本，很多学习者常纠结于版本的选择。对于初学者，笔者的建议是，直接学习 3.0 以上版本的 Python。“工欲善其事，必先利其器。”学习计算机语言，离不开开发环境。由于 Python
6、的开发平台较多，导致不少学习者无所适从。对于大多数学习者而言，最熟悉的计算机操作系统恐怕就是 Windows 了。因此，本书选择两个在 Windows 环境下最常用的开发平台：Python 自带的 IDLE 和 PyCharm。毫不夸张地说，这两个平台足以满足学习者学习与开发过程中的绝大多数需求，具有安装简便、使用方便的特点。前者适用于语法的学习和练习阶段；后者适用于项目的开发阶段。笔者从教近 30 年，深知学习方法对于学习者的重要性。对于每个学习者而言，要实现高效学习，一定要摸索一套好的学习方法。在多年的教与学的经历中，笔者越来越觉得，学习计算机语言，“学中练、练中学、边学边练”是一种非常好
7、的方法。学习计算机语言最忌讳的是不敢下手，觉得应该把整个理论体系看完、看懂才能动手实践。这是一种非常低效的学习方法。笔者的忠告：“君子”要动手！每看完一个语法点，掌握和理解它的最好办法是“练一练”，即直接写一两条相应的语句加以尝试，这样才会对该语法点产生更加深刻的认识和理解。写一本教材不难，但是要写一本好教材却很难。平心而论，关于 Python 的图书很多，但是真正适合作为教材的并不多。如何站在学习者的角度去构思、设计、组织和编写本书，是笔者花费心思最多的地方。为此，笔者拟定了以下 3 个撰写原则。（1）学习性。如果一本教材有很好的主题与内容，但是缺乏学习性，那么也很难激起学习者的兴趣。什么是
8、好的学习性？就计算机语言而言，最好的学习性就是举例。所以，本书自始至终贯穿着案例，而且这些案例都经过了精心选择和设计，既能准确例证和揭示知识点的主要含义，又具有很好的应用性，以帮助学习者尽快学以致用。（2）完整性。学习计算机语言，最好的练习方法是模仿，在模仿中学习，在模仿中提 IV Python 全案例学习与实践 高。但是，模仿的前提是资料必须完整。正因如此，笔者在写作时尽量完整地呈现案例的整个过程、完整代码和设计思想。学习者只要足够细心和耐心，则书中涉及的所有举例、案例均可被直接模仿。（3）典型性。从学习的逻辑性和规律性出发，精心设计框架、组织内容，精心选用案例，不仅使本书的体系完整，还使配
9、合知识点的案例和综合性案例均具有相当的典型性和较强的应用性。这么做的目的只有一个，就是把每个知识点阐述到位、分析透彻，而且尽可能照顾到不同领域学习者的不同需求。本书具有比较完整的配套学习资料，其中最主要的是多媒体课件和导学微视频。之所以花费大量的时间准备这些学习材料，是希望它们能与本书相得益彰，有助于学习者学习。在每章的学习目标下方均有两个二维码，分别对应多媒体课件和导学微视频，通过手机扫码可直接观看。在前言的最后有一个本书导学、导读微视频二维码，为了更好地把握全局，建议学习者在开始阅读本书前，通过手机扫码，观看该视频。书中所涉及的源代码和其他学习资料均可从华信教育资源网下载。请登录华信教育资
10、源网（http:/）免费注册后下载。笔者一直在绍兴文理学院从事教学与研究工作。作为一名大学教授，笔者的学术建树十分有限。除行政管理工作外，笔者将大部分精力投入到两件事中：一是教书育人，笔者发自内心地视学生为己出，努力培养真正合格的学生，因此对学生的要求是严格的；二是写书著述，通过这些著述，把笔者教书育人的“野心”和用心扩大至校门外。迄今为止，笔者出版的图书大致有以下六种，均已重印，平均发行量超过 10000 册。正是因为被需要，才支撑笔者走过了那些艰苦和孤独的写作历程。（1）单片机应用系统设计实例与分析，北京航空航天大学出版社，2003。（2）基于单片机的智能系统设计与实现，电子工业出版社，2
11、005。（3）电工电子实验与实训教程：电路电工电子技术，电子工业出版社，2012。（4）电工电子实验与实训教程：单片机传感器综合实训，电子工业出版社，2013。（5）单片机通信与组网技术实例详解，电子工业出版社，2014。（6）STM32 单片机应用与全案例实践，电子工业出版社，2017。教材的设计是一项复杂的系统工程，教材的撰写是一个艰苦的过程。虽然笔者努力追求尽善尽美，但遗憾的是，能力和水平有限，缺憾和错误在所难免。恳请学习者在阅读过程中带着批判性思维，如果发现任何缺漏、谬误之处，请及时予以指正，笔者欢迎并期待任何善意的批评。本书导学、导读微视频二维码 沈红卫 于绍兴文理学院风则江畔 20
12、18 年 10 月 19 日 目 录 第 1 篇 营造环境 第 1 章 Python 及其安装 （2）1.1 为什么要学习 Python （2）1.1.1 Python 的广泛性 （2）1.1.2 Python 的新颖性 （3）1.1.3 Python 的生态性 （4）1.1.4 Python 的应用领域举例 （5）1.1.5 Python 的局限性 （6）1.2 学习 Python 的必备“神器”（6）1.2.1 Python 概况 （6）1.2.2 常用的 Python 集成开发环境 （8）1.3 安装和设置 Python （9）1.3.1 获取 Python （9）1.3.2 安装 Py
13、thon （11）1.3.3 设置 Python （15）思考与实践 （19）第 2 章 IDLE 的使用 （20）2.1 IDLE 的安装与设置 （20）2.1.1 IDLE 的安装 （20）2.1.2 IDLE 的启动 （21）2.1.3 IDLE 的个性化设置 （21）2.2 Edit 编辑模式与 Shell 命令行模式的切换 （25）2.2.1 Edit 编辑模式与 Shell 命令行模式的切换方式 （25）2.2.2 IDLE 的文本编辑功能 （27）2.3 在 IDLE 中运行程序 （29）2.3.1 在 Edit 模式下运行程序 （30）2.3.2 在 Shell 模式下运行程序
14、 （30）2.4 IDLE 的程序调试功能 （31）2.4.1 两种调试方法 （31）2.4.2 在 Shell 模式下的程序调试 （32）2.4.3 在 Edit 模式下的程序调试 （34）2.4.4 断点调试 （35）VI Python 全案例学习与实践 2.5 在 Shell 模式下如何清屏 （35）思考与实践 （37）第 3 章 安装 PyCharm （38）3.1 PyCharm 及其安装 （38）3.1.1 PyCharm 的 3 种版本形式 （38）3.1.2 获取 PyCharm （40）3.1.3 安装 PyCharm （42）3.2 PyCharm 的个性化设置 （45）3
15、.2.1 设置入口 （45）3.2.2 外观设置 （47）3.2.3 Editor 与自动代码补齐设置 （47）3.2.4 解释器设置 （48）3.2.5 运行键设置 （50）思考与实践 （52）第 4 章 Python 的标准资源 （53）4.1 Python 内置的标准模块 （53）4.1.1 通过 help()命令查看内置模块 （53）4.1.2 通过 IDLE 的【Help】菜单查看内置模块 （58）4.1.3 常用内置模块及其功能介绍 （59）4.1.4 内置模块的主要函数（方法）简介 （60）4.2 内置模块的应用举例 （66）4.2.1 与路径相关的应用举例 （66）4.2.2
16、与时间相关的应用举例 （67）4.3 Python 的内置函数 （68）4.3.1 如何查看 Python 有哪些内置函数 （68）4.3.2 内置函数及其功能 （69）4.3.3 内置函数的应用举例 （72）思考与实践 （75）第 5 章 Python 的外部资源 （76）5.1 为什么要安装外部模块 （76）5.2 如何安装外部模块 （77）5.2.1 升级安装工具 （77）5.2.2 使用 pip 安装外部模块 （79）5.2.3 使用 easy_install 安装外部模块 （81）5.3 将安装后的外部模块导入 PyCharm 中 （83）5.4 通过 PyCharm 安装外部模块 （86）5.4.1 通过 Project Interpreter 方式安装外部模块 （87）5.4.2 通过 Plugins 方式安装外部模块 （92）VII 目录5.5 常用的外部模块及其应用 （93）5.5.1 常用的外部模块 （93）5.5.2 外部模块的应用举例 （94）思考与实践 （95）第 2 篇 掀起盖头 第 6 章 我的 Python 处女作 （97）6.1 新建工程 （97）6.