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第1章 计算机和程序1

学习目标1

1.1通用机器1

1.2程序的力量2

1.3什么是计算机科学2

1.4硬件基础3

1.5编程语言4

1.6 Python的“魔法”6

1.7 Python程序内部10

1.8混沌与计算机12

1.9小结13

1.10练习14

复习问题14

第2章 编写简单程序17

学习目标17

2.1软件开发过程17

2.2示例程序：温度转换器18

2.3程序要素19

2.3.1名称19

2.3.2表达式20

2.4输出语句22

2.5赋值语句23

2.5.1简单赋值23

2.5.2赋值输入24

2.5.3同时赋值26

2.6确定循环27

2.7示例程序：终值29

2.8小结31

2.9练习32

复习问题32

第3章 数字计算35

学习目标35

3.1数值数据类型35

3.2类型转换和舍入38

3.3使用math库40

3.4累积结果：阶乘42

3.5计算机算术的局限性44

3.6小结46

3.7练习47

复习问题47

第4章 对象和图形52

学习目标52

4.1概述52

4.2对象的目标53

4.3简单图形编程53

4.4使用图形对象56

4.5绘制终值60

4.6选择坐标64

4.7交互式图形66

4.7.1获取鼠标点击67

4.7.2处理文本输入68

4.8 graphics模块参考70

4.8.1 GraphWin对象70

4.8.2图形对象71

4.8.3 Entry对象74

4.8.4显示图像74

4.8.5生成颜色75

4.8.6控制显示更新（高级）75

4.9小结76

4.10练习76

复习问题76

第5章 序列：字符串、列表和文件81

学习目标81

5.1字符串数据类型81

5.2简单字符串处理84

5.3列表作为序列86

5.4字符串表示和消息编码87

5.4.1字符串表示87

5.4.2编写编码器88

5.5字符串方法89

5.5.1编写解码器89

5.5.2更多字符串方法92

5.6列表也有方法93

5.7从编码到加密94

5.8输入／输出作为字符串操作95

5.8.1示例应用程序：日期转换95

5.8.2字符串格式化97

5.8.3更好的零钱计数器99

5.9文件处理99

5.9.1多行字符串100

5.9.2文件处理100

5.9.3示例程序：批处理用户名103

5.9.4文件对话框（可选）103

5.10小结105

5.11练习106

复习问题106

第6章 定义函数111

学习目标111

6.1函数的功能111

6.2函数的非正式讨论112

6.3带有函数的终值程序115

6.4函数和参数：令人兴奋的细节116

6.5返回值的函数119

6.6修改参数的函数122

6.7函数和程序结构126

6.8小结128

6.9练习129

复习问题129

第7章 判断结构133

学习目标133

7.1简单判断133

7.1.1示例：温度警告133

7.1.2形成简单条件135

7.1.3示例：条件程序执行136

7.2两路判断137

7.3多路判断140

7.4异常处理142

7.5设计研究：三者最大144

7.5.1策略1：比较每个值和所有其他值145

7.5.2策略2：判断树146

7.5.3策略3：顺序处理147

7.5.4策略4：使用Python148

7.5.5一些经验148

7.6小结149

7.7练习149

复习问题149

第8章 循环结构和布尔值153

学习目标153

8.1 for循环：快速回顾153

8.2不定循环154

8.3常见循环模式155

8.3.1交互式循环155

8.3.2哨兵循环156

8.3.3文件循环158

8.3.4嵌套循环160

8.4布尔值计算161

8.4.1布尔运算符161

8.4.2布尔代数163

8.5其他常见结构165

8.5.1后测试循环165

8.5.2循环加一半166

8.5.3布尔表达式作为判断166

8.6示例：一个简单的事件循环169

8.7小结172

8.8练习173

复习问题173

第9章 模拟与设计177

学习目标177

9.1模拟短柄壁球177

9.1.1一个模拟问题177

9.1.2分析与规格说明178

9.2伪随机数178

9.3自顶向下的设计180

9.3.1顶层设计180

9.3.2关注点分离182

9.3.3第二层设计182

9.3.4设计simNGames183

9.3.5第三层设计184

9.3.6整理完成186

9.3.7设计过程总结188

9.4自底向上的实现188

9.4.1单元测试188

9.4.2模拟结果189

9.5其他设计技术190

9.5.1原型与螺旋式开发190

9.5.2设计的艺术191

9.6小结191

9.7练习192

复习问题192

第10章 定义类196

学习目标196

10.1对象的快速复习196

10.2示例程序：炮弹197

10.2.1程序规格说明197

10.2.2设计程序197

10.2.3程序模块化199

10.3定义新类200

10.3.1示例：多面骰子201

10.3.2示例：Projectile类203

10.4用类数据处理205

10.5对象和封装207

10.5.1封装有用的抽象207

10.5.2将类放在模块中208

10.5.3模块文档208

10.5.4使用多个模块210

10.6控件210

10.6.1示例程序：掷骰子程序211

10.6.2创建按钮211

10.6.3构建骰子类213

10.6.4主程序215

10.7动画炮弹216

10.7.1绘制动画窗口217

10.7.2创建ShotTracker218

10.7.3创建输入对话框219

10.7.4主事件循环220

10.8小结221

10.9练习222

复习问题222

第11章 数据集合227

学习目标227

11.1示例问题：简单统计227

11.2应用列表228

11.2.1列表和数组229

11.2.2列表操作229

11.2.3用列表进行统计231

11.3记录的列表235

11.4用列表和类设计237

11.5案例分析：Python计算器241

11.5.1计算器作为对象241

11.5.2构建界面241

11.5.3处理按钮243

11.6案例研究：更好的炮弹动画246

11.6.1创建发射器246

11.6.2追踪多次射击248

11.7无顺序集合251

11.7.1字典基础251

11.7.2字典操作252

11.7.3示例程序：词频253

11.8小结257

11.9练习257

复习问题257

第12章 面向对象设计262

学习目标262

12.1 OOD的过程262

12.2案例研究：壁球模拟263

12.2.1候选对象和方法264

12.2.2实现SimStats265

12.2.3实现RBallGame266

12.2.4实现Player267

12.2.5完整程序268

12.3案例研究：骰子扑克270

12.3.1程序规格说明271

12.3.2识别候选对象271

12.3.3实现模型272

12.3.4基于文本的UI275

12.3.5开发GUI277

12.4 OO概念282

12.4.1封装282

12.4.2多态283

12.4.3继承283

12.5小结284

12.6练习285

复习问题285

第13章 算法设计与递归287

学习目标287

13.1查找287

13.1.1简单的查找问题287

13.1.2策略1：线性查找288

13.1.3策略2：二分查找288

13.1.4比较算法289

13.2递归问题解决290

13.2.1递归定义291

13.2.2递归函数292

13.2.3示例：字符串反转293

13.2.4示例：重组词294

13.2.5示例：快速指数295

13.2.6示例：二分查找296

13.2.7递归与迭代296

13.3排序算法298

13.3.1天真的排序：选择排序298

13.3.2分而治之：归并排序299

13.3.3排序比较301

13.4难题303

13.4.1汉诺依塔303

13.4.2停机问题306

13.4.3结论308

13.5小结308

13.6练习309

复习问题309

附录A Python快速参考314

附录B术语表323