本书的核心理念是“以基础为本，以AI为用”。本书将从Python最基础的语法与数据类型讲起，逐步深入到程序结构、函数、文件操作等核心内容，最终引导读者理解面向对象编程和第三方库的应用。在每一章的学习中，读者不仅会通过传统示例和习题巩固知识，还会看到如何借助AI工具辅助代码编写、调试优化和学习拓展。但教材始终强调：AI是辅助者，而非替代者。扎实的编程基础与独立思考能力，才是读者在技术浪潮中立足的根本。
陶文玲，滇西科技师范学院教授，主要承担《现代教育技术》《程序设计基础》《Python语言程序设计》等课程的教学与研究；多次被评为校级"优秀教师”；承担的《现代教育技术》课程入选云南省线上线下混合教学一流课程；主持并参与编写著作1部。
第1 章 初识Python……………………………………………………………………… 001
1.1 Python 概述… ……………………………………………………………………………… 002
1.1.1 Python 语言的发展历程… ………………………………………………………… 002
1.1.2 Python 语言的特点… ……………………………………………………………… 005
1.1.3 Python 语言的应用领域… ………………………………………………………… 006
1.1.4 AI 辅助编程工具简介… …………………………………………………………… 007
1.2 Python 和PyCharm 的安装与使用… ……………………………………………………… 010
1.2.1 Python 的安装与使用… …………………………………………………………… 010
1.2.2 PyCharm 的安装与使用……………………………………………………………… 016
1.3 Python 程序的基本框架和语法… ………………………………………………………… 023
1.3.1 Python 程序的基本框架… ………………………………………………………… 023
1.3.2 Python 程序的语法规范… ………………………………………………………… 026
1.4 input( ) 函数和print( ) 函数… ……………………………………………………………… 031
1.4.1 输入函数input( )… ………………………………………………………………… 031
1.4.2 输出函数print( )… ………………………………………………………………… 031
1.5 程序编写的基本方法IPO…………………………………………………………………… 033
1.5.1 IPO 模型……………………………………………………………………………… 033
1.5.2 示例：计算圆的面积… …………………………………………………………… 033
本章小结…………………………………………………………………………………………… 034
本章习题…………………………………………………………………………………………… 034
第2 章 Python 基本数据类型…………………………………………………………… 037
2.1 Python 数据类型… ………………………………………………………………………… 038
2.1.1 数据类型的作用… ………………………………………………………………… 038
2.1.2 数据类型… ………………………………………………………………………… 039
2.2 Python 数值数据类型… …………………………………………………………………… 041
2.2.1 数值数据类型表示及其转换… …………………………………………………… 041
2.2.2 数值数据类型的算术运算… ……………………………………………………… 043
2.2.3 math 库… …………………………………………………………………………… 044
2.3 Python 字符串数据类型… ………………………………………………………………… 048
2.3.1 字符串的表示… …………………………………………………………………… 048
2.3.2 字符串的索引与切片… …………………………………………………………… 051
2.3.3 字符串的连接与复制… …………………………………………………………… 053
2.3.4 字符串常用函数和处理方法… …………………………………………………… 054
2.3.5 字符串的格式化处理… …………………………………………………………… 057
2.4 time 库和random 库… ……………………………………………………………………… 064
2.4.1 time 库… …………………………………………………………………………… 064
2.4.2 random 库… ………………………………………………………………………… 067
本章小结…………………………………………………………………………………………… 070
本章习题…………………………………………………………………………………………… 070
第3 章 程序流程控制… ………………………………………………………………… 073
3.1 程序控制结构… …………………………………………………………………………… 074
3.2 分支结构… ………………………………………………………………………………… 075
3.2.1 单分支结构：if 语句………………………………………………………………… 075
3.2.2 双分支结构：if...else 语句… ……………………………………………………… 075
3.2.3 多分支结构：if...elif...else 语句… ………………………………………………… 076
3.2.4 实例：用户登录验证… …………………………………………………………… 080
3.3 循环结构… ………………………………………………………………………………… 083
3.3.1 遍历循环：for 语句… ……………………………………………………………… 083
3.3.2 条件循环：while 语句… …………………………………………………………… 085
3.3.3 实例：计算斐波那契数列的前N 项和… ………………………………………… 086
3.4 循环控制：break 语句和continue 语句… ………………………………………………… 088
3.5 异常处理… ………………………………………………………………………………… 090
本章小结…………………………………………………………………………………………… 094
本章习题…………………………………………………………………………………………… 094
第4 章 Python 组合数据类型…………………………………………………………… 099
4.1 组合数据类型… …………………………………………………………………………… 100
4.2 列 表… …………………………………………………………………………………… 101
4.2.1 列表的基本操作… ………………………………………………………………… 101
4.2.2 列表的应用… ……………………………………………………………………… 110
4.3 元 组… …………………………………………………………………………………… 116
4.3.1 元组的基本操作… ………………………………………………………………… 116
4.3.2 元组的应用… ……………………………………………………………………… 119
4.4 字 典… …………………………………………………………………………………… 122
4.4.1 字典的基本操作… ………………………………………………………………… 122
4.4.2 字典的应用… ……………………………………………………………………… 128
4.5 集 合… …………………………………………………………………………………… 132
4.5.1 集合的基本操作… ………………………………………………………………… 132
4.5.2 集合的应用… ……………………………………………………………………… 136
本章小结…………………………………………………………………………………………… 137
本章习题…………………………………………………………………………………………… 138
第5 章 函数与模块化编程… …………………………………………………………… 141
5.1 模块化编程… ……………………………………………………………………………… 142
5.1.1 模块化编程的优势… ……………………………………………………………… 142
5.1.2 模块化设计原则… ………………………………………………………………… 143
5.2 函数的定义与调用… ……………………………………………………………………… 145
5.2.1 函数的定义… ……………………………………………………………………… 145
5.2.2 函数的调用… ……………………………………………………………………… 146
5.3 变量的作用域… …………………………………………………………………………… 154
5.3.1 局部变量… ………………………………………………………………………… 154
5.3.2 全局变量… ………………………………………………………………………… 155
5.4 递归函数… ………………………………………………………………………………… 159
5.4.1 递归函数的一般形式… …………………………………………………………… 159
5.4.2 递归经典示例… …………………………………………………………………… 159
5.5 高阶函数… ………………………………………………………………………………… 163
5.5.1 高阶函数的特点… ………………………………………………………………… 163
5.5.2 内置高阶函数… …………………………………………………………………… 164
5.5.3 高阶函数的应用… ………………………………………………………………… 165
5.5.4 递归与高阶函数的结合… ………………………………………………………… 166
5.5.5 高阶函数的实际应用场景… ……………………………………………………… 167
5.6 模块与包… ………………………………………………………………………………… 170
5.6.1 模块的概念… ……………………………………………………………………… 170
5.6.2 包的概念… ………………………………………………………………………… 171
5.6.3 模块与包的应用… ………………………………………………………………… 172
5.6.4 模块与包的发布… ………………………………………………………………… 173
5.7 模块化编程实践… ………………………………………………………………………… 178
本章小结…………………………………………………………………………………………… 181
本章习题…………………………………………………………………………………………… 182
第6 章 文件操作… ……………………………………………………………………… 185
6.1 文件基本概念… …………………………………………………………………………… 186
6.1.1 文件的概念与分类… ……………………………………………………………… 186
6.1.2 文件编码与解码… ………………………………………………………………… 187
6.2 文件的基本操作… ………………………………………………………………………… 189
6.2.1 文件的打开与关闭… ……………………………………………………………… 189
6.2.2 文件的读写操作… ………………………………………………………………… 191
6.3 文件与目录管理… ………………………………………………………………………… 196
6.3.1 文件操作… ………………………………………………………………………… 196
6.3.2 目录操作… ………………………………………………………………………… 197
6.3.3 路径操作… ………………………………………………………………………… 198
6.3.4 高级操作… ………………………………………………………………………… 199
6.4 CSV 和JSON 文件操作……………………………………………………………………… 202
6.4.1 CSV 文件操作… …………………………………………………………………… 202
6.4.2 JSON 文件操作… …………………………………………………………………… 205
6.5 文件操作的异常处理… …………………………………………………………………… 210
6.5.1 文件操作常见异常… ……………………………………………………………… 210
6.5.2 文件操作异常处理… ……………………………………………………………… 211
本章小结…………………………………………………………………………………………… 215
本章习题…………………………………………………………………………………………… 215
第7 章 面向对象程序设计… …………………………………………………………… 217
7.1 面向对象编程的基本概念… ……………………………………………………………… 218
7.1.1 什么是面向对象编程… …………………………………………………………… 218
7.1.2 类与对象… ………………………………………………………………………… 219
7.1.3 面向对象的特点：封装、继承、多态… ………………………………………… 220
7.2 类的定义与对象的创建… ………………………………………………………………… 222
7.2.1 定义类… …………………………………………………………………………… 222
7.2.2 创建对象… ………………………………………………………………………… 222
7.2.3 对象初始化流程… ………………………………………………………………… 223
7.3 属性与方法… ……………………………………………………………………………… 225
7.3.1 属性类型… ………………………………………………………………………… 225
7.3.2 方法类型… ………………………………………………………………………… 226
7.3.3 属性访问控制… …………………………………………………………………… 227
7.3.4 特殊方法… ………………………………………………………………………… 229
7.4 封装与访问控制… ………………………………………………………………………… 233
7.4.1 封装的概念… ……………………………………………………………………… 233
7.4.2 访问控制… ………………………………………………………………………… 234
7.5 继承与多态… ……………………………………………………………………………… 237
7.5.1 继承的应用… ……………………………………………………………………… 237
7.5.2 多态的实现… ……………………………………………………………………… 240
7.6 面向对象编程实例… ……………………………………………………………………… 243
本章小结…………………………………………………………………………………………… 248
本章习题…………………………………………………………………………………………… 248
第8 章 Python 第三方库的应用………………………………………………………… 251
8.1 常用第三方库的介绍… …………………………………………………………………… 252
8.1.1 常用第三方库… …………………………………………………………………… 252
8.1.2 pip 工具的使用… …………………………………………………………………… 256
8.2 第三方库应用实例… ……………………………………………………………………… 260
8.2.1 多媒体处理… ……………………………………………………………………… 260
8.2.2 游戏开发（Pygame 小游戏）… …………………………………………………… 264
本章小结…………………………………………………………………………………………… 266
本章习题…………………………………………………………………………………………… 266
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