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第一篇 Python基础知识3

第1章 初识Python3

1.1 Python简介3

1.1.1 什么是Python3

1.1.2 Python的应用领域4

1.1.3 如何学好Python5

1.1.4 Python API文档6

1.2 搭建Python开发环境8

1.2.1 安装官方的Python运行环境9

1.2.2 配置PATH环境变量11

1.2.3 安装Anaconda Python开发环境13

1.2.4 下载和安装JDK13

1.2.5 下载和安装Eclipse16

1.2.6 Python IDE（PyDev）安装17

1.2.7 配置Python IDE（PyDev）开发环境20

1.2.8 测试Python IDE（PyDev）开发环境21

1.2.9 安装PyCharm22

1.2.10 配置PyCharm23

1.2.11 Python中的REPL环境25

1.3 第一个Python程序26

1.4 调试Python程序26

1.5 小结29

1.6 实战与练习29

第2章 Python语言基础30

2.1 Python程序中的基本要素30

2.1.1 导入Python模块30

2.1.2 声明变量32

2.1.3 清空Python控制台32

2.2 数字34

2.2.1 基础知识34

2.2.2 大整数36

2.2.3 二进制、八进制和十六进制36

2.2.4 数字的格式化输出37

2.3 获取用户输入39

2.4 函数40

2.5 注释41

2.6 字符串基础42

2.6.1 单引号字符串和转义符42

2.6.2 拼接字符串43

2.6.3 保持字符串的原汁原味44

2.6.4 长字符串46

2.7 小结47

2.8 实战与练习47

第3章 条件、循环和其他语句49

3.1 神奇的print函数49

3.2 有趣的赋值操作51

3.3 用缩进创建代码块53

3.4 条件和条件语句53

3.4.1 布尔值和布尔变量54

3.4.2 条件语句（if、else和elif）55

3.4.3 嵌套代码块56

3.4.4 比较运算符57

3.4.5 断言60

3.5 循环62

3.5.1 while循环62

3.5.2 for循环63

3.5.3 跳出循环65

3.5.4 循环中的else语句67

3.6 使用exec和eval执行求值字符串69

3.7 小结71

3.8 实战与练习71

第4章 列表和元组73

4.1 定义序列73

4.2 序列的基本操作74

4.2.1 通过索引操作序列元素74

4.2.2 分片77

4.2.3 序列相加83

4.2.4 序列的乘法84

4.2.5 检查某个值是否属于一个序列85

4.2.6 序列的长度、最大值和最小值86

4.3 列表的基本操作87

4.4 列表方法89

4.5 元组93

4.6 小结95

4.7 实战与练习95

第5章 字符串97

5.1 字符串的基本操作97

5.2 格式化字符串98

5.2.1 字符串格式化基础98

5.2.2 模板字符串100

5.2.3 字符串的format方法101

5.2.4 更进一步控制字符串格式化参数102

5.2.5 字段宽度、精度和千位分隔符104

5.2.6 符号、对齐、用0填充和进制转换105

5.3 字符串方法107

5.3.1 center方法107

5.3.2 find方法108

5.3.3 join方法109

5.3.4 split方法110

5.3.5 lower方法、upper方法和capwords函数111

5.3.6 replace方法112

5.3.7 strip方法112

5.3.8 translate方法与maketrans方法113

5.4 小结114

5.5 实战与练习115

第6章 字典116

6.1 为什么要引入字典116

6.2 创建和使用字典117

6.2.1 dict函数117

6.2.2 字典的基本操作118

6.2.3 字典的格式化字符串120

6.2.4 序列与迭代121

6.3 字典方法124

6.3.1 clear方法124

6.3.2 copy方法与deepcopy函数125

6.3.3 fromkeys方法126

6.3.4 get方法127

6.3.5 items方法和keys方法128

6.3.6 pop方法和popitem方法129

6.3.7 setdefault方法130

6.3.8 update方法131

6.3.9 values方法132

6.4 小结133

6.5 实战与练习133

第7章 函数134

7.1 懒惰是重用的基石134

7.2 函数基础136

7.2.1 创建函数136

7.2.2 为函数添加文档注释137

7.2.3 没有返回值的函数138

7.3 函数参数139

7.3.1 改变参数的值139

7.3.2 关键字参数与默认值144

7.3.3 变参数147

7.3.4 将序列作为函数的参数值151

7.4 作用域154

7.5 递归156

7.6 小结158

7.7 实战与练习158

第8章 类和对象159

8.1 对象的魔法159

8.2 类160

8.2.1 创建自己的类160

8.2.2 方法和私有化161

8.2.3 类代码块163

8.2.4 类的继承164

8.2.5 检测继承关系165

8.2.6 多继承167

8.2.7 接口169

8.3 小结170

8.4 实战与练习171

第9章 异常172

9.1 什么是异常172

9.2 主动抛出异常173

9.2.1 raise语句173

9.2.2 自定义异常类175

9.3 捕捉异常176

9.3.1 try…except语句的基本用法176

9.3.2 捕捉多个异常177

9.3.3 用同一个代码块处理多个异常179

9.3.4 捕捉对象180

9.3.5 异常捕捉中的else子句182

9.3.6 异常捕捉中的finally子句183

9.4 异常、函数与栈跟踪185

9.5 异常的妙用186

9.6 小结188

9.7 实战与练习188

第10章 方法、属性和迭代器189

10.1 构造方法189

10.1.1 构造方法的基础知识189

10.1.2 重写普通方法和构造方法190

10.1.3 使用super函数193

10.2 特殊成员方法194

10.2.1 自定义序列194

10.2.2 从内建列表、字符串和字典继承197

10.3 属性199

10.3.1 传统的属性199

10.3.2 property函数201

10.3.3 监控对象中所有的属性203

10.4 静态方法和类方法205

10.5 迭代器207

10.5.1 自定义可迭代的类207

10.5.2 将迭代器转换为列表209

10.6 生成器210

10.6.1 创建生成器210

10.6.2 递归生成器212

10.7 小结213

10.8 实战与练习214

第二篇 Python高级编程217

第11章 正则表达式217

11.1 在Python语言中使用正则表达式217

11.1.1 使用match方法匹配字符串217

11.1.2 使用search方法在一个字符串中查找模式218

11.1.3 匹配多个字符串219

11.1.4 匹配任何单个字符220

11.1.5 使用字符集221

11.1.6 重复、可选和特殊字符223

11.1.7 分组226

11.1.8 匹配字符串的起始和结尾以及单词边界228

11.1.9 使用findall和finditer查找每一次出现的位置229

11.1.10 用sub和subn搜索与替换230

11.1.11 使用split分隔字符串232

11.2 一些常用的正则表达式232

11.3 小结233

11.4 实战与练习234

第12章 常用模块235

12.1 sys模块235

12.2 os模块238

12.2.1 获取与改变工作目录238

12.2.2 文件与目录操作239

12.2.3 软链接与硬链接240

12.2.4 杂项241

12.3 集合、堆和双端队列（heap模块、deque类）243

12.3.1 集合244

12.3.2 堆247

12.3.3 双端队列249

12.4 时间、日期与日历（time模块）250

12.4.1 时间元组250

12.4.2 格式化日期和时间251

12.4.3 时间戳的增量253

12.4.4 计算日期和时间的差值254

12.4.5 获取某月和某年的日历255

12.5 随机数（random模块）256

12.6 数学（math模块）257

12.7 小结258

12.8 实战与练习258

第13章 文件和流259

13.1 打开文件259

13.2 操作文件的基本方法260

13.2.1 读文件和写文件261

13.2.2 管道输出262

13.2.3 读行和写行264

13.3 使用FileInput对象读取文件265

13.4 小结266

13.5 实战与练习266

第14章 数据存储268

14.1 处理XML格式的数据268

14.1.1 读取与搜索XML文件268

14.1.2 字典转换为XML字符串270

14.1.3 XML字符串转换为字典272

14.2 处理JSON格式的数据273

14.2.1 JSON字符串与字典互相转换273

14.2.2 将JSON字符串转换为类实例275

14.2.3 将类实例转换为JSON字符串276

14.2.4 类实例列表与JSON字符串互相转换277

14.3 将JSON字符串转换为XML字符串278

14.4 SQLite数据库279

14.4.1 管理SQLite数据库279

14.4.2 用Python操作SQLite数据库281

14.5 MySQL数据库284

14.6 ORM286

14.6.1 SQLAlchemy287

14.6.2 SQLObject291

14.7 非关系型数据库294

14.7.1 NoSQL简介294

14.7.2 MongoDB数据库295

14.7.3 pymongo模块296

14.8 小结297

14.9 实战与练习297

第15章 TCP与UDP编程299

15.1 套接字299

15.1.1 建立TCP服务端299

15.1.2 服务端接收数据的缓冲区303

15.1.3 服务端的请求队列305

15.1.4 TCP时间戳服务端307

15.1.5 用Socket实现HTTP服务器307

15.1.6 客户端Socket311

15.1.7 UDP时间戳服务端312

15.1.8 UDP时间戳客户端313

15.2 socketserver模块314

15.2.1 实现socketserver TCP时间戳服务端314

15.2.2 实现socketserver TCP时间戳客户端315

15.3 小结316

15.4 实战与练习316

第16章 网络高级编程317

16.1 urllib3模块317

16.1.1 发送HTTP GET请求318

16.1.2 发送HTTP POST请求319

16.1.3 HTTP请求头320

16.1.4 HTTP响应头322

16.1.5 上传文件323

16.1.6 超时325

16.2 twisted框架326

16.2.1 异步编程模型327

16.2.2 Reactor（反应堆）模式329

16.2.3 HelloWorld（twisted框架）329

16.2.4 用twisted实现时间戳客户端331

16.2.5 用twisted实现时间戳服务端332

16.2.6 用twisted获取Email邮箱目录列表333

16.3 FTP客户端338

16.4 Email客户端341

16.4.1 使用SMTP发送简单的Email341

16.4.2 使用SMTP发送带附件的Email343

16.4.3 使用POP3接收Email344

16.4.4 使用IMAP4接收Email346

16.5 小结348

16.6 实战与练习348

第17章 多线程349

17.1 线程与进程349

17.1.1 进程349

17.1.2 线程349

17.2 Python与线程350

17.2.1 使用单线程执行程序350

17.2.2 使用多线程执行程序351

17.2.3 为线程函数传递参数352

17.2.4 线程和锁353

17.3 高级线程模块355

17.3.1 Thread类与线程函数355

17.3.2 Thread类与线程对象356

17.3.3 从Thread类继承357

17.4 线程同步359

17.4.1 线程锁359

17.4.2 信号量361

17.5 生产者—消费者问题与queue模块364

17.6 小结366

17.7 实战与练习366

第18章 GUI库：tkinter368

18.1 tkinter 简介368

18.2 编写第一个tkinter程序368

18.3 布局370

18.3.1 pack布局370

18.3.2 place布局376

18.3.3 grid布局377

18.4 控件378

18.4.1 Label控件和Button控件378

18.4.2 Entry控件与Text控件380

18.4.3 Radiobutton控件382

18.4.4 Checkbutton控件383

18.4.5 Scale控件384

18.4.6 Listbox控件386

18.5 向窗口添加菜单387

18.6 对话框389

18.7 小结390

18.8 实战与练习390

第19章 GUI库：PyQt5391

19.1 PyQt5简介391

19.2 安装PyQt5392

19.2.1 PyQt5开发环境搭建392

19.2.2 配置QTDesigner（可视化开发）392

19.2.3 配置PyUIC395

19.3 编写第一个PyQt5程序397

19.4 窗口的基本功能398

19.4.1 设置窗口图标398

19.4.2 显示提示框398

19.4.3 关闭窗口399

19.4.4 消息盒子400

19.4.5 窗口居中401

19.5 布局402

19.5.1 绝对布局402

19.5.2 盒布局403

19.5.3 网格布局405

19.6 控件406

19.6.1 QPushButton控件406

19.6.2 QLineEdit控件408

19.6.3 QCheckBox控件409

19.6.4 QSlider控件410

19.6.5 QProgressBar控件411

19.6.6 QPixmap控件413

19.6.7 QComboBox控件414

19.6.8 QCalendarWidget控件415

19.7 菜单416

19.8 小结418

19.9 实战与练习418

第20章 测试419

20.1 先测试后编码419

20.1.1 为代码划定边界420

20.1.2 测试的步骤421

20.2 测试工具421

20.2.1 doctest421

20.2.2 unittest423

20.3 检查源代码424

20.3.1 PyLint425

20.3.2 Flake8426

20.4 性能分析428

20.5 小结429

20.6 实战与练习429

第三篇 Python Web开发433

第21章 Python Web框架：Flask433

21.1 Flask基础知识434

21.1.1 使用8行代码搞定Web应用434

21.1.2 静态路由和动态路由435

21.1.3 获取HTTP请求数据438

21.1.4 Response与Cookie439

21.1.5 会话441

21.1.6 静态文件和重定向443

21.2 Jinja2模板443

21.2.1 第一个基于Jinja2模板的Web应用444

21.2.2 在Jinja2模板中使用复杂数据445

21.2.3 在Jinja2模板中的过滤器447

21.2.4 条件控制448

21.2.5 循环控制450

21.2.6 宏操作452

21.2.7 include指令455

21.2.8 模板继承457

21.2.9 使用flask-bootstrap模块集成Twitter Bootstrap458

21.2.10 自定义错误页面460

21.3 Web表单与Flask-WTF扩展461

21.3.1 表单类462

21.3.2 简单的表单组件464

21.3.3 单选和多选组件467

21.3.4 表单校验器469

21.3.5 获取和设置表单组件中的数据472

21.4 小结473

21.5 实战与练习474

第22章 Python Web框架：Django475

22.1 Django开发环境搭建475

22.2 Django基础知识476

22.2.1 建立第一个Django工程476

22.2.2 Django工程结构分析477

22.2.3 远程访问与端口号477

22.2.4 用PyCharm建立Django工程478

22.2.5 添加路由480

22.2.6 在MyCharm中指定IP和端口号482

22.2.7 处理HTTP请求482

22.2.8 Response与Cookie484

22.2.9 读写Session485

22.2.10 用户登录487

22.2.11 静态文件488

22.3 Django模板490

22.3.1 编写第一个基于Django模板的应用490

22.3.2 条件控制标签492

22.3.3 循环控制标签493

22.3.4 过滤器494

22.4 小结496

22.5 实战与练习496

第四篇 Python科学计算与数据分析499

第23章 科学计算库：NumPy499

23.1 NumPy开发环境搭建499

23.2 第一个NumPy程序500

23.3 NumPy数组501

23.3.1 创建多维数组501

23.3.2 获取数组值和数组的分片502

23.3.3 改变数组的维度502

23.3.4 水平组合数组503

23.3.5 垂直数组组合505

23.3.6 水平分隔数组505

23.3.7 垂直分隔数组507

23.3.8 将数组转换为Python列表508

23.4 NumPy常用函数509

23.4.1 存取NumPy数组509

23.4.2 读写CSV文件510

23.4.3 成交量加权平均价格511

23.4.4 数组的最大值、最小值和取值范围512

23.4.5 计算数组的中位数和方差513

23.4.6 计算两只股票的相关性514

23.5 小结515

23.6 实战与练习515

第24章 数据可视化库：Matplotlib516

24.1 Matplotlib开发环境搭建516

24.2 基础知识517

24.2.1 第一个Matplotlib程序517

24.2.2 绘制正弦曲线和余弦曲线518

24.2.3 绘制随机点519

24.2.4 绘制柱状图520

24.2.5 绘制直方图与盒状图521

24.2.6 绘制饼图523

24.3 定制颜色和样式524

24.3.1 定制曲线的颜色524

24.3.2 定制离散点的样式525

24.3.3 定制柱状图颜色526

24.3.4 定制饼图颜色526

24.3.5 定制曲线类型527

24.3.6 定制柱状图的填充模式528

24.4 注释529

24.4.1 在坐标系上显示标题529

24.4.2 使用LaTex格式的标题529

24.4.3 为X轴和Y轴添加注释530

24.4.4 在坐标系指定位置放置注释531

24.4.5 为文本注释添加Box532

24.5 小结532

24.6 实战与练习533

第25章 数据分析库：Pandas534

25.1 Pandas开发环境搭建534

25.2 样本数据集534

25.3 Pandas基础知识535

25.3.1 数据集的装载与基础操作535

25.3.2 查看数据集中的列536

25.3.3 查看数据集的行537

25.3.4 查看数据集单元格中的数据538

25.3.5 对数据集进行分组统计539

25.3.6 可视化统计数据540

25.4 Pandas数据类型541

25.4.1 创建Series541

25.4.2 创建DataFrame542

25.4.3 Series的基本操作543

25.4.4 Series的方法544

25.4.5 Series的条件过滤545

25.4.6 DataFrame的条件过滤546

25.5 小结547

25.6 实战与练习548

第五篇 Python Web爬虫技术551

第26章 网络爬虫与Beautiful Soup551

26.1 网络爬虫基础551

26.1.1 爬虫分类552

26.1.2 编写第1个网络爬虫552

26.1.3 保存抓取的数据555

26.1.4 从百度抓取海量比基尼美女图片557

26.2 HTML分析库：Beautiful Soup560

26.2.1 如何使用Beautiful Soup560

26.2.2 Tag对象的name和string属性562

26.2.3 读写标签属性563

26.2.4 用Beautiful Soup分析京东首页的HTML代码564

26.2.5 通过回调函数过滤标签565

26.3 支持下载队列的多线程网络爬虫566

26.4 小结568

26.5 实战与练习568

第27章 网络爬虫框架：Scrapy570

27.1 Scrapy基础知识570

27.1.1 Scrapy简介570

27.1.2 Scrapy安装571

27.1.3 Scrapy Shell抓取Web资源571

27.1.4 XPath入门573

27.2 用Scrapy编写网络爬虫574

27.2.1 创建和使用Scrapy工程574

27.2.2 在PyCharm中使用Scrapy575

27.2.3 使用Scrapy抓取数据并通过XPath指定解析规则576

27.2.4 将抓取到的数据保存为多种格式的文件577

27.3 小结578

27.4 实战与练习578

第六篇 Python项目实战581

第28章 Web项目实战：基于Flask的美团网581

28.1 项目概述581

28.1.1 项目效果演示581

28.1.2 项目工程结构582

28.2 美团网核心功能实现583

28.2.1 设计服务API583

28.2.2 用Ajax技术与服务端交互584

28.3 Python与微信支付585

28.3.1 微信支付要准备的数据以及支付流程585

28.3.2 编写支付核心类WXPay586

28.4 小结588

第29章 Web项目实战：基于Django的58同城589

29.1 项目效果演示589

29.2 操作MySQL数据库590

29.3 账号590

29.3.1 用户注册591

29.3.2 用户登录592

29.4 招聘页面594

29.5 二手车页面595

29.6 小结597

第30章 网络爬虫实战：天气预报服务API598

30.1 项目效果演示598

30.2 建立MySQL数据库599

30.3 抓取天气预报数据599

30.4 编写天气预报服务API600

30.5 实现Web版天气预报查询客户端601

30.6 小结601

第31章 爬虫项目实战：胸罩销售数据分析602

31.1 项目效果演示602

31.2 天猫胸罩销售数据604

31.2.1 天猫胸罩销售数据分析604

31.2.2 抓取天猫胸罩销售数据605

31.2.3 抓取胸罩商品列表605

31.2.4 将抓取的销售数据保存到SQLite数据库中606

31.3 京东胸罩销售数据607

31.3.1 京东胸罩销售数据分析607

31.3.2 抓取京东胸罩销售数据608

31.4 数据清洗609

31.5 数据分析与可视化611

31.5.1 用SQL语句分析胸罩（按罩杯尺寸）的销售比例611

31.5.2 用Pandas和Matplotlib对胸罩销售比例进行可视化分析612

31.5.3 按上胸围分析胸罩的销售比例613

31.5.4 罩杯和上胸围综合数据可视化分析614

31.5.5 统计哪一种颜色的胸罩卖得最好615

31.5.6 用盒状图与直方图表示罩杯与上胸围分布617

31.6 小结618

第32章 GUI项目实战：动态修改域名指向的IP619

32.1 搭建开发环境619

32.2 项目效果演示619

32.3 获取公网IP620

32.4 定时更新公网IP621

32.5 更新域名对应的IP622

32.6 小结623

第33章 游戏项目实战：俄罗斯方块624

33.1 搭建开发环境624

33.2 项目效果演示624

33.3 用户注册625

33.4 用户登录626

33.5 游戏界面绘制和渲染628

33.6 用按键控制游戏629

33.7 播放背景音乐630

33.8 用户积分631

33.9 小结632