Python 開發實例大全 下捲

本書內容齊全，通過範例循序漸進地講解了開發Python應用程序的知識。本書主要內容包括：Python圖形圖像開發、多線程開發、Python游戲開發、數據可視化、Flask Web開發、Django Web開發、Python算法等知識。

本書既適合零基礎的人員學習，也適合已經瞭解了Python基礎語法的、希望進一步提高Python開發水平的讀者閱讀，還可作為程序員的參考書。

张善香 Java、C++、PHP、Python等开发语言，现在负责云的研发和架构工作。从2014年起便开始研究机器学习课题，是国内最早从事相关研究的专家之一。

目　　錄

 

第 10章　圖形圖像開發實戰 1

10.1 使用Pillow庫 2

範例10-01：安裝Pillow庫 2

範例10-02：使用Image模塊創建隨機大小圖片 2

範例10-03：使用Image模塊打開一幅圖片 3

範例10-04：實現圖片透明度混合 3

範例10-05：實現圖片遮罩混合處理 4

範例10-06：縮放指定圖片 5

範例10-07：使用Image模塊縮放指定圖片 5

範例10-08：對指定圖片實現剪切和粘貼功能 6

範例10-09：對指定圖片的格式進行轉換 6

範例10-10：旋轉指定圖片 7

範例10-11：對指定圖片實現過濾模糊操作 8

範例10-12：使用其他內置函數 8

範例10-13：使用Pillow繪制隨機點陣圖和點陣圖 9

範例10-14：將PNG圖片轉換為可讀寫的RLE圖片 10

範例10-15：使用ImageChops模塊實現圖片合成 13

範例10-16：實現圖像增強處理 13

範例10-17：實現同時增強處理多幅圖像 14

範例10-18：對指定圖片實現濾鏡特效 15

範例10-19：使用ImageDraw模塊繪制二維圖像 16

範例10-20：使用ImageFont模塊繪制二維圖像 17

範例10-21：生成隨機驗證碼圖片 18

範例10-22：使用ImageFont模塊繪制驗證碼 18

範例10-23：繪制指定年份的日歷 19

10.2 pyBarcode庫實戰 20

範例10-24：創建EAN-13標準的條形碼 20

範例10-25：將創建的EAN-13標準條形碼保存為PNG圖片 20

範例10-26：創建兩個條形碼圖片 21

10.3 使用庫qrcode創建二維碼 21

範例10-27：將文本信息生成為一個二維碼 21

範例10-28：將網址信息生成為一個二維碼 22

範例10-29：將網址信息生成為一個指定樣式二維碼 22

範例10-30：將網址信息生成為一個帶有素材圖片的二維碼 23

範例10-31：使用qrcode開發一個二維碼生成器 24

10.4 scikit-image開發實戰 26

範例10-32：安裝scikit-image 26

範例10-33：使用skimage讀入並顯示外部圖像 26

範例10-34：讀取並顯示外部灰度圖像 27

範例10-35：讀取並顯示內置星空圖片 27

範例10-36：讀取並保存內置星空圖片 28

範例10-37：顯示內置星空圖片的基本信息 29

範例10-38：實現內置貓圖片的紅色通道的效果 29

範例10-39：對內置貓圖片進行二值化操作 30

範例10-40：對內置貓圖片進行裁剪處理 31

範例10-41：將unit8類型轉換成float類型 31

範例10-42：將float類型轉換成unit8類型 31

範例10-43：將RGB圖轉換為灰度圖 32

範例10-44：使用skimage實現繪制圖片功能 32

範例10-45：使用subplot()函數繪制多視圖窗口圖片 33

範例10-46：使用subplots()函數繪制多視圖窗口圖片 34

範例10-47：使用viewer繪制並顯示內置月亮圖片 35

範例10-48：顯示系統內指定素材圖片 35

範例10-49：讀取並顯示文件夾pic中JPG圖片的個數 36

範例10-50：將指定素材圖片批量轉換為灰度圖 36

範例10-51：使用函數concatenate_images(ic)連接圖片 37

範例10-52：改變指定圖片的大小 37

範例10-53：使用函數rescale()縮放指定圖片 38

範例10-54：使用函數rotate()旋轉指定圖片 38

10.5 使用face_recognition 實現人臉識別 39

範例10-55：搭建開發環境 39

範例10-56：顯示指定人像的人臉特徵 39

範例10-57：在指定照片中識別人臉 40

範例10-58：識別照片中的所有人臉 41

範例10-59：判斷照片中是否包含某個人臉 43

範例10-60：識別照片中的人到底是誰 43

範例10-61：攝像頭實時識別 44

第 11章　多線程開發實戰 46

11.1 使用threading模塊 47

範例11-01：使用_thread模塊創建2個線程 47

範例11-02：直接在線程中執行函數 47

範例11-03：通過繼承類threading.Thread創建線程 48

範例11-04：使用方法join()實現線程等待 48

範例11-05：使用RLock實現線程同步 49

範例11-06：使用Lock對臨界區加鎖 49

範例11-07：使用上下文管理器避免死鎖 50

範例11-08：測試前面上下文管理器文件的功能 51

範例11-09：5位哲學家就餐問題 52

範例11-10：使用Condition實現一個捉迷藏游戲 53

範例11-11：實現一個周期性的定時器 54

範例11-12：使用Semaphore對象執行4個線程 55

範例11-13：只喚醒一個單獨的等待線程 55

範例11-14：使用BoundedSemaphore對象執行4個線程 56

範例11-15：使用Event對象實現線程同步 57

範例11-16：使用Event對象同步線程的啟動 57

範例11-17：使用Timer設置線程延遲5s後執行 58

範例11-18：使用local對象管理線程局部數據 59

範例11-19：使用local()創建一個線程本地存儲對象 59

11.2 使用進程庫multiprocessing 60

範例11-20：使用Process對象生成進程 60

範例11-21：使用Pipe對象創建雙向管道 61

範例11-22：使用Queue對象放入進程 61

範例11-23：使用Connection對象處理數據 62

範例11-24：使用Shared對象在共享內存中創建共享ctypes對象 62

範例11-25：使用Manager對象操作列表 63

範例11-26：使用Manager對象共享對象類型 63

範例11-27：使用Proxy對象共享對象類型 64

範例11-28：使用Pool對象創建多個進程並實現並發處理 65

範例11-29：使用Pool對象實現進程調度 65

範例11-30：使用Pool對象並行處理某個目錄下的文件 66

範例11-31：使用線程和隊列實現Actor並發編程模式 67

範例11-32：使用元組的形式傳遞帶標簽消息 68

範例11-33：實現一個Actor並發編程模式的變種 69

11.3 使用庫concurrent.futures 69

範例11-34：使用submit()方法操作線程池 70

範例11-35：使用map()方法返回迭代器結果 70

範例11-36：使用wait()方法返回一個元組 70

範例11-37：使用ThreadPoolExecutor實現異步調用 71

範例11-38：使用ProcessPoolExecutor實現異步調用 71

範例11-39：使用線程池服務 客戶端 72

範例11-40：手動創建自己的 線程池 73

範例11-41：使用ThreadPoolExecutor 創建線程池的優勢 73

範例11-42：讀取數據並標識出 所有訪問過文件 73

範例11-43：實現多核讀取操作 74

範例11-44：使用類Future實現 封裝操作 75

範例11-45：使用生成器代替 線程實現並發 76

範例11-46：使用生成器來實現Actor並發 77

11.4 使用sched模塊 78

範例11-47：使用類scheduler實現時間調度 78

範例11-48：使用scheduler對象實現時間調度 78

範例11-49：使用sched()方法定時執行任務 79

範例11-50：使用sched循環執行任務 79

範例11-51：使用queue模塊實現線程之間數據通信 80

範例11-52：構建一個線程安全的優先級隊列 81

範例11-53：實現FIFO隊列 82

範例11-54：實現LIFO隊列 83

範例11-55：使用模塊queue實現優先級隊列 83

範例11-56：輪詢多個線程隊列 83

11.5 使用模塊subprocess 85

範例11-57：使用模塊subprocess創建子進程 85

範例11-58：使用類Popen創建進程並執行指定源碼 86

第 12章　Python游戲開發實戰 87

12.1 簡單的小游戲 88

範例12-01：猜數游戲 88

範例12-02：龍的世界游戲 89

範例12-03：Hangman游戲 90

範例12-04：愷撒密碼游戲 94

範例12-05：維吉尼亞密碼游戲 94

範例12-06：Reversi黑白棋游戲 95

範例12-07：石頭、剪子、布游戲 99

12.2 Pygame游戲開發初級實戰 101

範例12-08：安裝Pygame 101

範例12-09：開發第 一個Pygame程序 102

範例12-10：處理鍵盤事件 103

範例12-11：在全屏顯示模式和非全屏顯示模式之間進行切換 104

範例12-12：顯示指定樣式文字 104

範例12-13：實現一個三原色顏色滑動條效果 105

範例12-14：隨機在屏幕上繪制點 106

範例12-15：隨機在屏幕中繪制各種多邊形 107

12.3 Pygame游戲開發高級實戰 108

範例12-16：開發一個俄羅斯方塊游戲 108

範例12-17：仿微信飛機游戲 115

範例12-18：簡單的貪吃蛇游戲 117

範例12-19：推箱子游戲 120

範例12-20：吃蘋果游戲 123

範例12-21：簡易跑酷游戲 125

範例12-22：小貓吃魚游戲 128

範例12-23：分析官網的坦克大戰游戲 129

範例12-24：兩種貪吃蛇游戲方案 132

範例12-25：簡易俄羅斯方塊游戲 139

12.4 Cocos2d游戲開發實戰 140

範例12-26：第 一個Cocos2d程序 140

範例12-27：創建層 141

範例12-28：在層中添加事件 142

範例12-29：在層中添加動作 143

範例12-30：在層中使用鼠標按鍵事件 144

範例12-31：使用地圖 145

範例12-32：2048游戲 145

範例12-33：貪吃蛇游戲 147

範例12-34：水果連連看游戲 148

範例12-35：AI智能貪吃蛇方案 149

範例12-36：AI智能五子棋游戲 152

第 13章　數據可視化實戰 156

13.1 使用Matplotlib 157

範例13-01：安裝Matplotlib 157

範例13-02：繪制散點圖 158

範例13-03：繪制一個簡單的折線圖 159

範例13-04：設置標簽文字和線條粗細 160

範例13-05：繪制指定樣式的散點圖 160

範例13-06：繪制柱狀圖 161

範例13-07：繪制有說明信息的柱狀圖 162

範例13-08：繪制一個比較美觀的柱狀圖 163

範例13-09：繪制多幅子圖 165

範例13-10：在一個坐標系中繪制兩個折線圖 166

範例13-11：使用正弦函數和餘弦函數繪制曲線 167

範例13-12：使用Matplotlib的默認配置繪圖 167

範例13-13：繪制隨機漫步圖 168

範例13-14：繪制3D圖表 170

範例13-15：繪制波浪圖 171

範例13-16：繪制散點圖 171

範例13-17：繪制等高線圖 171

範例13-18：繪制餅狀圖 172

範例13-19：大數據分析2014年最高溫度和最低溫度 173

範例13-20：在tkinter中使用Matplotlib繪制圖表 174

13.2 使用庫pygal 175

範例13-21：安裝庫pygal 176

範例13-22：使用pygal模擬擲骰子 176

範例13-23：模擬同時擲兩個骰子 177

13.3 讀寫處理CSV文件 178

範例13-24：輸出CSV文件中的日期和標題 178

範例13-25：將數據保存為CSV格式 179

範例13-26：讀取指定CSV文件的文件頭 179

範例13-27：輸出CSV文件的文件頭和對應位置 180

範例13-28：輸出CSV文件中每天的最高氣溫 180

範例13-29：根據CSV文件數據繪制圖表 181

範例13-30：提取CSV數據並保存到MySQL數據庫 181

範例13-31：提取CSV數據並保存到SQLite數據庫 184

13.4 使用庫pandas 185

範例13-32：安裝庫pandas並測試是否安裝成功 185

範例13-33：讀取並顯示CSV文件中的前3條數據 186

範例13-34：更加規整地讀取並顯示CSV文件中的前3條數據 186

範例13-35：讀取並顯示CSV文件中的某列數據 187

範例13-36：用統計圖表展示CSV中的某列數據 187

範例13-37：選擇指定數據 188

範例13-38：顯示CSV文件中某列和某行數據 188

範例13-39：在圖表中統計顯示CSV文件中的出現次數前10名信息 191

範例13-40：統計文件bikes.csv中每個月的騎行數據 192

範例13-41：輸出某街道前5天的騎行數據 192

範例13-42：使用時間序列功能 193

範例13-43：獲取某一天是星期幾 193

範例13-44：統計周一到周日每天的騎行數據 193

範例13-45：使用Matplotlib圖表統計周一到周日每天的騎行數據 194

範例13-46：使用Matplotlib統計某區域的全年天氣數據 194

範例13-47：輸出CSV文件中的全部天氣信息 195

13.5 使用庫NumPy 195

範例13-48：安裝庫NumPy並創建一個2×3的二維數組 196

範例13-49：索引數組中的元素 196

範例13-50：使用內置函數操作數組 196

範例13-51：使用arange()函數創建數組並進行迭代 197

範例13-52：數組轉置和修改 197

範例13-53：返回展開為一維數組的副本 197

範例13-54：使用字符串函數 198

範例13-55：使用正弦、餘弦和正切函數 199

範例13-56：使用算術函數實現四則運算 199

範例13-57：從給定數組的元素中沿指定軸返回最小值和最大值 200

範例13-58：使用函數sort()實現快速排序 200

範例13-59：使用函數byteswap()實現字節交換 201

範例13-60：使用函數empty()返回一個矩陣 202

範例13-61：在NumPy中使用Matplotlib 202

範例13-62：使用Matplotlib繪制正弦波圖 203

範例13-63：使用Matplotlib繪制直方圖 203

第 14章　Flask Web開發實戰 204

14.1 Flask Web初級實戰 205

範例14-01：安裝Flask 205

範例14-02：第 一個Flask Web程序 205

範例14-03：使用PyCharm開發Flask程序 206

範例14-04：傳遞URL參數 208

範例14-05：使用GET請求獲取URL參數 208

範例14-06：使用cookie跟蹤用戶行為 209

範例14-07：使用Flask-Script擴展增強程序功能 210

範例14-08：使用模板 211

範例14-09：使用Flask-Bootstrap

擴展 212範例14-10：使用Flask-Moment

擴展本地化日期和時間 214

範例14-11：使用Flask-WTF擴展處理Web表單 215

範例14-12：文件上傳系統 217

範例14-13：用戶註冊登錄系統 218

範例14-14：使用Flask-SQLAlchemy管理數據庫 220

範例14-15：使用Flask-Mail 擴展發送電子郵件 222

範例14-16：使用SendGrid發送郵件 225

14.2 Flask Web高級實戰 227

範例14-17：Python+Flask+MySQL開發信息發布系統 227

範例14-18：圖書借閱管理系統 230

範例14-19：Flask+TinyDB實現個人日誌系統 235

範例14-20：使用Peewee+Flask+MySQL開發一個在線留言系統 240

範例14-21：使用Flask+MySQL

開發一個信息發布系統 241

第 15章　Django Web開發實戰 245

15.1 Django Web初級實戰 246

範例15-01：安裝Django 246

範例15-02：第 一個Django項目 246

範例15-03：在URL中傳遞參數 248

範例15-04：使用模板 250

範例15-05：使用表單 251

範例15-06：實現基本的數據庫操作 252

15.2 Django Web高級實戰 253

範例15-07：使用Django後台管理系統開發一個博客系統 253

範例15-08：開發一個新聞聚合系統 256

範例15-09：開發一個在線商城系統 262

範例15-10：智能書簽管理系統 270

範例15-11：智能新聞發布系統 274

範例15-12：智能圖書借閱系統 277

範例15-13：Django+ Vue在線聊天室系統 280

15.3 使用庫Mezzanine 281

範例15-14：使用Mezzanine開發一個內容管理系統 281

範例15-15：基於Cartridge的購物車程序 283

範例15-16：在線BBS論壇系統 285

第 16章　三維立體程序開發實戰 290

16.1 使用Matplotlib繪制三維圖形 291

範例16-01：繪制一個簡單的3D圖形 291

範例16-02：繪制3D曲線 291

範例16-03：繪制3D輪廓圖 292

範例16-04：繪制3D直方圖 293

範例16-05：繪制3D網狀線 293

範例16-06：繪制3D三角面片圖 293

範例16-07：繪制3D散點圖 294

範例16-08：繪制3D文字 295

範例16-09：繪制3D條形圖 296

範例16-10：繪制3D曲面圖 296

範例16-11：繪制3D散點圖 297

範例16-12：繪制混合圖 298

範例16-13：繪制子圖 298

範例16-14：繪制3D坐標系 299

16.2 使用OpenGL繪制三維圖形 300

範例16-15：安裝PyOpenGL 301

範例16-16：第 一個PyOpenGL程序 301

範例16-17：點線面的繪制 302

範例16-18：繪制平方曲線 304

範例16-19：繪制立方曲線 305

範例16-20：繪制藝術圖像 306

範例16-21：繪制不同的線條 307

範例16-22：繪制平滑陰影三角形 308

範例16-23：渲染一個簡單的立方體 309

範例16-24：實現燈光渲染 309

範例16-25：燈光渲染陳列茶壺 310

範例16-26：控制旋轉物體 313

範例16-27：實現一個簡單的動畫 313

範例16-28：實現旋轉復雜圖形的動畫 314

範例16-29：實現一個簡單的3D游戲 315

範例16-30：移動的3D立方體 319

範例16-31：飛翔的立方體世界 320

16.3 使用Panda3D繪制三維圖形 321

範例16-32：安裝Panda3D並

創建第 一個Panda3D程序 321

範例16-33：熊貓游戲 324

範例16-34：迷宮中的小球游戲 324

範例16-35：飛船大作戰游戲 328

範例16-36：拳擊賽游戲 330

範例16-37：超級大恐龍 331

範例16-38：熊貓游樂場游戲 332

範例16-39：魔幻迪廳游戲 332

範例16-40：魔幻螢火蟲之夜 333

範例16-41：奔跑的精靈 333

第 17章　Python算法實戰 334

17.1 常用的算法思想實戰 335

範例17-01：使用遞歸函數創建質數 335

範例17-02：實現拓撲排序 335

範例17-03：使用分治算法求順序表的最大值 335

範例17-04：判斷某個元素是否在其中 336

範例17-05：找出一組序列中的第k小的元素 336

範例17-06：使用回溯法求集合{1, 2, 3, 4}的所有子集 337

範例17-07：獲取[1,2,3,4]的所有排列 338

範例17-08：回溯法的8“皇後”問題 339

範例17-09：使用回溯法解決迷宮問題 340

範例17-10：使用回溯法解決背包問題 341

範例17-11：找出從正整數1,2,3…n中任取r個數的所有組合 342

範例17-12：使用回溯法實現圖的遍歷 343

範例17-13：使用回溯法解決旅行者交通費用問題 344

範例17-14：使用回溯法解決圖的著色問題 346

範例17-15：實現 'a'、'b'、'c'、'd' 4個元素的全排列 347

範例17-16：解決選排列問題 348

範例17-17：解決最佳作業調度問題 350

範例17-18：最長公共子序列 351

範例17-19：爬樓梯問題 352

範例17-20：使用窮舉法計算24點 353

範例17-21：窮舉指定長度的所有字符串 353

範例17-22：使用窮舉法計算平方根 354

範例17-23：解決一個數學問題 354

範例17-24：使用遞歸法計算斐波那契數列的第n項 355

範例17-25：使用遞歸法計算兩個數的乘積 355

範例17-26：計算n的階乘 356

範例17-27：使用遞歸算法解決“漢諾塔”問題 356

範例17-28：利用遞歸算法獲取

斐波那契數列前n項的值 358

範例17-29：利用切片遞歸方式查找數據 358

範例17-30：順時針90°調換二維數組中的數據 359

範例17-31：換零錢的問題 359

範例17-32：使用遞歸算法實現二分法查找 360

範例17-33：小球彈跳遞歸計算距離 360

範例17-34：深度優先與廣度優先遍歷的遞歸實現 360

17.2 排序操作算法實戰 362

範例17-35：實現快速排序 362

範例17-36：實現合並排序 363

範例17-37：使用遞歸算法實現快速排序 363

範例17-38：實現冒泡排序 363

範例17-39：實現從大到小的冒泡排序 364

範例17-40：冒泡排序的另外方案 364

範例17-41：冒泡排序的降序排列 365

範例17-42：實現基本的快速排列 366

範例17-43：實現插入排序 366

範例17-44：實現無序數據的插入排序 367

範例17-45：實現固定數據的插入排序 367

範例17-46：排序隨機生成的0～100的數值 368

範例17-47：實現選擇排序 368

範例17-48：實現直接選擇排序 369

範例17-49：實現選擇排序的操作步驟 369

範例17-50：選擇排序和Python

內置函數的效率對比 370

範例17-51：使用選擇排序處理字符 371

範例17-52：排序處理多個隊列 372

範例17-53：使用堆排序 372

範例17-54：使用堆排序處理數據 373

範例17-55：將數組按照堆輸出 374

範例17-56：在堆內實現任意查找 374

範例17-57：實現最小堆 375

範例17-58：使用堆進行排序 376

範例17-59：實現大頂堆排序 377

範例17-60：實現堆排序的3種方式 378

範例17-61：實現基數排序 379

範例17-62：實現桶排序 380

範例17-63：實現計數排序 380

範例17-64：實現希爾排序 381

範例17-65：展示希爾排序的步驟 381

範例17-66：利用希爾排序排列一個列表 382

範例17-67：實現折半插入排序 382

範例17-68：實現歸並排序 383

範例17-69：使用歸並排序處理指定列表 384

範例17-70：歸並排序的另外解決方案 384

範例17-71：使用歸並排序處理兩個列表 385

範例17-72：浮點數的歸並排序 385

範例17-73：使用折半查找算法 386

範例17-74：展示歸並排序的處理步驟 387

17.3 經典數據結構開發實戰 387

範例17-75：漢諾塔問題 387

範例17-76：簡單的爬樓梯問題 387

範例17-77：最近點對問題 388

範例17-78：從數組中找出指定和的數值組合 389

範例17-79：找零問題 390

範例17-80：馬踏棋盤 391

範例17-81：渡過問題 392

範例17-82：1000以內的完全數 393

範例17-83：多進程驗證哥德巴赫猜想 394

範例17-84：高斯消元法解線性方程組 395

範例17-85：歌星大獎賽 398

範例17-86：捕魚和分魚 398

範例17-87：平分7筐魚 399

範例17-88：百錢買百雞 400