Python程序設計與人工智能基礎

目錄

下載源碼第1章Python開發入門1

1.1初識Python1

1.1.1Python的發展歷史1

1.1.2Python的特點3

1.1.3Python語言的應用領域4

1.2配置Python環境9

1.2.1下載與安裝Python9

1.2.2配置環境變量15

1.3實驗: 使用IDLE輸出“Hello,World!”16

1.4集成開發環境PyCharm19

1.4.1下載與安裝PyCharm19

1.4.2配置PyCharm22

1.4.3新建項目與文件29

1.5人工智能入門: 計算機科學與數據科學的交叉學科33

1.5.1人工智能的重要分支33

1.5.2人工智能的相關框架和庫33

1.5.3人工智能的應用領域34

1.5.4人工智能未來的發展36

1.6本章小結39

第2章Python編程基礎40

2.1Python基礎語法40

2.1.1註釋40

2.1.2縮進41

2.1.3關鍵字與標識符42

2.1.4Python的編碼規範43

2.2變量與數據類型44

2.2.1變量45

2.2.2數據類型46

2.2.3檢測數據類型54

2.2.4數據類型轉換56

2.3基本輸入與輸出58

2.3.1初識函數58

2.3.2print()函數59

2.3.3eval()函數61

2.3.4input()函數62

2.4實驗: 獲取學生信息63

2.5運算符64

2.5.1運算符概述64

2.5.2算術運算符65

2.5.3比較運算符66

2.5.4邏輯運算符66

2.5.5賦值運算符67

2.5.6成員運算符68

2.5.7身份運算符68

2.5.8位運算符69

2.5.9運算符的優先級70

2.6實驗: 求一個三位數各數字之和70

2.7實驗: 求三角形的周長和面積72

2.8數據科學入門: 基礎的描述性統計74

2.8.1分析不同品牌產品的情況74

2.8.2分析不同地區的數據可視化75

2.8.3分析不同年齡的數據可視化75

2.8.4描述性統計在生產中的應用77

2.9本章小結77

第3章流程控制78

3.1程序表示方法78

3.1.1程序流程圖78

3.1.2程序的基本結構78

3.1.3其他算法表示方法79

3.2分支結構80

3.2.1單分支結構80

3.2.2雙分支結構81

3.2.3多分支結構82

3.2.4分支結構嵌套84

3.2.5模式匹配match…case86

3.3實驗: 包裹郵寄費用計算88

3.4循環結構90

3.4.1while循環91

3.4.2for循環92

3.4.3嵌套循環94

3.4.4break語句96

3.4.5continue語句98

3.4.6pass語句98

3.5實驗: 設計一個簡易計算器98

3.6人工智能入門: 關註全民健康102

3.6.1判斷身體胖瘦狀況102

3.6.2制訂運動健身計劃103

3.7本章小結105

第4章數據結構106

4.1Python序列的通用操作106

4.1.1索引106

4.1.2切片107

4.1.3序列相加108

4.1.4序列相乘109

4.1.5檢查元素是否包含在序列中109

4.1.6查找與統計元素個數111

4.2Python字符串111

4.2.1字符串的格式化112

4.2.2常用方法116

4.2.3正則表達式121

4.3Python列表128

4.3.1訪問列表元素128

4.3.2遍歷列表129

4.3.3對列表進行操作131

4.3.4對列表元素進行操作133

4.3.5列表推導式136

4.4實驗: 模擬評委評分137

4.5Python元組139

4.5.1訪問元組的元素139

4.5.2元組的運算141

4.6Python字典141

4.6.1訪問字典141

4.6.2遍歷字典142

4.6.3對字典進行操作144

4.6.4對字典元素進行操作147

4.6.5字典推導式148

4.6.6有序字典150

4.7實驗: 修改配置文件151

4.8Python集合153

4.8.1遍歷集合153

4.8.2對集合元素進行操作153

4.8.3集合的運算155

4.8.4集合推導式156

4.9數據科學入門: 大數定律與中心極限定律157

4.9.1大數定律158

4.9.2中心極限定律159

4.10本章小結161

第5章Python函數162

5.1認識Python函數162

5.1.1Python函數的定義162

5.1.2Python函數的返回值164

5.2Python函數的參數傳遞166

5.2.1函數參數166

5.2.2傳遞實際參數168

5.3變量的作用域172

5.3.1作用域172

5.3.2全局變量與局部變量172

5.3.3Python的3種命名空間173

5.4Python函數的調用174

5.4.1函數的嵌套調用174

5.4.2函數的遞歸調用175

5.5實驗: 驗證哥德巴赫猜想176

5.6數據科學入門: 集中趨勢度量178

5.6.1基本概念179

5.6.2集中趨勢度量分析179

5.7本章小結180

第6章模塊與包181

6.1模塊的定義與導入181

6.1.1模塊的定義181

6.1.2模塊的導入182

6.2常見的內置標準模塊184

6.2.1math模塊184

6.2.2random模塊186

6.2.3時間日期模塊187

6.2.4os模塊190

6.2.5sys模塊191

6.3自定義模塊193

6.3.1自定義模塊的步驟193

6.3.2查看模塊方法195

6.4認識包196

6.4.1包的概念196

6.4.2包的使用197

6.5實驗: 猜數遊戲198

6.6數據科學入門: 離中趨勢度量200

6.6.1基本概念200

6.6.2離中趨勢度量分析201

6.7本章小結202

第7章面向對象與類203

7.1對象與類203

7.1.1類和對象概述203

7.1.2類的定義與使用203

7.1.3私有屬性和私有方法206

7.2靜態方法與類方法207

7.2.1靜態方法208

7.2.2類方法208

7.3魔法方法209

7.3.1魔法方法概述210

7.3.2構造方法210

7.3.3析構方法214

7.4面向對象的三大特征215

7.4.1面向對象216

7.4.2封裝218

7.4.3繼承219

7.4.4多態223

7.5設計模式228

7.5.1工廠模式228

7.5.2適配器模式229

7.6實驗: 人機猜拳遊戲231

7.7數據科學入門: 時間序列和簡單線性回歸235

7.7.1基礎知識235

7.7.2簡單線性分析236

7.8本章小結239

第8章函數的高級特性240

8.1疊代器與生成器240

8.1.1疊代器240

8.1.2生成器242

8.2匿名函數245

8.2.1Lambda表達式245

8.2.2匿名函數作為參數245

8.2.3匿名函數處理序列元素246

8.3內置高階函數247

8.3.1map()函數247

8.3.2filter()函數248

8.3.3reduce()函數249

8.3.4Python的函數式編程250

8.4裝飾器251

8.4.1閉包252

8.4.2創建裝飾器254

8.4.3用參數裝飾函數256

8.4.4偏函數258

8.5實驗: 學生信息管理系統259

8.6人工智能入門: 使用函數分析文本情感263

8.6.1導入NLTK相關庫263

8.6.2定義情感分析的函數263

8.6.3打印情感分數264

8.7本章小結265

第9章異常266

9.1異常概述266

9.1.1認識異常266

9.1.2異常類267

9.2捕獲與處理異常268

9.2.1try…except語句268

9.2.2使用as獲取異常信息270

9.2.3try…except…else語句272

9.2.4try…finally語句274

9.3觸發異常275

9.3.1raise語句276

9.3.2assert語句278

9.4自定義異常279

9.5實驗: 正確設置密碼281

9.6數據科學入門: 解決八皇後問題283

9.6.1問題描述283

9.6.2回溯法283

9.6.3遞歸法286

9.7本章小結287

第10章文件288

10.1文件概述288

10.1.1認識文件288

10.1.2獲取文件的方式289

10.2文件的常見操作289

10.2.1打開和關閉文件289

10.2.2讀取文件291

10.2.3寫入文件294

10.2.4定位文件位置296

10.3CSV文件操作298

10.3.1CSV文件概述298

10.3.2讀寫CSV文件298

10.3.3使用JSON庫302

10.4文件目錄操作304

10.5實驗: 統計圖書信息306

10.6數據科學入門: 關註數據安全pickle模塊310

10.6.1pickle與數據安全310

10.6.2pickle的應用311

10.7本章小結312

第11章綜合項目: 數字化學生信息管理系統313

第12章綜合項目: 彈幕情感分析與可視化314