Python编程语言：2025年AI浪潮下的技术统治与学习红利

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2025年5月，Python与第二名 C++ 之间的市场份额差距首次超过了 15%，创造了TIOBE榜单历史。

这意味着 Python 不再只是“热门”，而是遥遥领先，成为编程世界统治级别的语言。从现实情况来看，Python 在数据科学、自动化测试等确实已形成压倒性优势。

随着AI浪潮的到来，Python 的这轮增长可能仍将持续。当前很多主流AI 和数据处理库几乎都以 Python 为第一语言，如 PyTorch、TensorFlow、pandas 等。在大模型训练、数据标注、推理部署等AI开发的重要环节中，Python 是事实标准。

Python能够如此流行，也离不开其自身的特点和优势。Python的语法简洁明了，易于学习和理解，即使是初学者也能快速上手。这在某种程度上也降低了AI开发的门槛，并加速了AI技术的普及和应用。同时，Python拥有庞大的社区和丰富的资源，开发者可以轻松找到解决问题的方法和工具。此外，Python的可扩展性强，能够与其他语言和系统无缝集成，满足各种复杂的应用需求。

可见，即便你是零基础的新手程序员，也可以通过学习Python快速上手进入当前最火爆的AI开发领域。在本文的最后我们推荐一本学习Python的必备好书《Python程序设计基础（原书第5版）》。这本书详尽而系统地介绍了Python语言程序设计的方方面面，通过大量的示例、伪代码、流程图和其他工具，使读者更容易学习程序设计逻辑。这本书清晰、简明、友好的表述风格，可以让读者轻松掌握Python编程理论，快速投入实际开发中。

赶快入手《Python程序设计基础（原书第5版）》，零基础快速入门AI开发！

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编辑推荐

适读人群 ：编程零基础的初学者

本书详尽而系统地介绍了Python语言程序设计的方方面面，通过大量的示例、伪代码、流程图和其他工具，使读者更容易学习程序设计逻辑。本书清晰、简明、友好的表述风格，可以让读者轻松掌握Python编程理论，快速投入到实际开发中。

本书特色

清晰、友好、易于理解的表达：简明而有效的编程理论讲解，循序而善诱。
丰富而简明实用的样例程序：包括突出特定编程主题的简短示例, 以及更深入解决问题的程序。
每章提供一个或多个案例研究：提供一个具体问题的逐步分析, 并展示如何解决它。

第5版新增内容
增加了有关数据库编程的新章节（第14章）。
解释了列表解析、字典解析和集合解析。
增加了新的字符串知识，包括f字符串、字符串令牌、相邻字符串的隐式连接，以及读取和解析CSV文件的新示例。
增加了新的GUI编程知识，包括为控件添加边框、内部和外部填充、列表框控件和滚动条等。
针对龟图增加了用于读取带有对话框的用户输入的两个命令。
引入了随机选择列表元素的相关函数。
增加了新函数知识，包括对pass关键字、None值的讨论等。

内容简介

本书详尽而系统地介绍了Python语言程序设计的方方面面，通过大量的示例、伪代码、流程图和其他工具，使读者更容易学习程序设计逻辑。本书清晰、简明、友好的表述风格，可以让读者轻松掌握Python编程理论，快速投入实际开发中。

作者简介

托尼•加迪斯（Tony Gaddis）在北卡罗来纳州的海伍德社区学院讲授“计算机编程语言”“操作系统”和“物理”课程。他在1994年被评为北卡罗来纳社区学院的“年度佳教师”，并在1997年获得“教学卓越奖”。Tony也提供对公司和机构（包括NASA的肯尼迪航天中心）的培训。他著有《Starting Out with C++》和《Starting Out with Java》，并与人合著了《Starting Out with Visual Basic 2005》等。

目录

译者序
前言
第1章　计算机与编程 1
11　简介 1
12　硬件和软件 2
121　硬件 2
122　软件 4
13　计算机如何存储数据 5
131　存储数字 6
132　存储字符 7
133　高级数字存储 8
134　其他类型的数据 8
14　程序如何工作 9
141　从机器语言到汇编语言 11
142　高级语言 11
143　关键字、操作符和语法概述 12
144　编译器和解释器 13
15　使用Python 14
151　安装Python 14
152　Python解释器 14
153　交互模式 15
154　在脚本模式下编写和运行Python程序 16
155　IDLE编程环境 16
复习题 17
第2章　输入、处理与输出 20
21　设计一个程序 20
211　程序开发周期 20
212　设计过程中的更多技术细节 21
213　理解程序要完成的任务 21
214　确定为完成任务所需采取的步骤 21
215　伪码 22
216　流程图 22
22　输入、处理与输出 23
23　用print函数显示输出 24
24　注释 26
25　变量 27
251　用赋值语句创建变量 27
252　变量命名规则 29
253　用print函数显示多项内容 30
254　变量再赋值 31
255　数值数据类型和数值文本 31
256　用数据类型str来存储字符串 33
257　将一个变量重新赋值为不同的类型 33
26　从键盘读取输入 34
27　执行计算 37
271　浮点数除法与整数除法 40
272　运算符的优先级 40
273　用圆括号将运算分组 41
274　指数运算符 43
275　求余运算符 43
276　将数学公式转换成程序语句 44
277　混合数据类型的表达式与数据类型转换 46
278　长语句拆分成多行 47
28　字符串连接 48
29　关于print函数的更多介绍 49
291　抑制print函数的换行功能 49
292　指定一个输出项分隔符 50
293　转义字符 50
210　用f-string显示格式化输出 52
2101　占位符表达式 52
2102　格式化数值 53
2103　舍入浮点数 53
2104　插入逗号分隔符 54
2105　格式化浮点数为百分数形式 55
2106　科学记数法形式的格式化 55
2107　格式化整数 55
2108　指定最小域宽 56
2109　数值对齐 57
21010　指示符的顺序 58
21011　用f-string连接 58
211　有名常量 60
212　机器龟图形库简介 61
2121　使用机器龟来画线 62
2122　机器龟的转向 62
2123　将机器龟的朝向设置为特定的角度 63
2124　获取机器龟的当前朝向 64
2125　画笔的抬起和放下 64
2126　绘制圆和点 65
2127　修改画笔的宽度 66
2128　改变画笔的颜色 66
2129　修改背景的颜色 66
21210　重新设置屏幕 66
21211　指定图形窗口的大小 67
21212　移动机器龟到指定的位置 67
21213　获取机器龟的当前位置 68
21214　控制机器龟的动画速度 68
21215　隐藏机器龟 68
21216　在图形窗口中显示文本 69
21217　图形填充 69
21218　用对话框获取输入 71
21219　用turtletextinput命令获取字符串输入 72
21220　用turtledone()语句保持图形窗口的开放状态 73
复习题 79
第3章　选择结构与布尔逻辑 85
31　if语句 85
311　布尔表达式与关系运算符 86
312　综合应用 88
32　if-else语句 91
33　字符串比较 94
34　嵌套的选择结构与if-elif-else语句 97
341　测试一组条件 100
342　if-elif-else语句 102
35　逻辑运算符 103
351　运算符and 104
352　运算符or 105
353　短路求值 105
354　运算符not 105
355　再次分析判定贷款资格的程序 106
356　另一个判定贷款资格的程序 107
357　用逻辑运算符检查数据范围 108
36　布尔变量 109
37　机器龟图形库：判断机器龟的状态 110
371　获取机器龟的位置 110
372　获取机器龟的朝向 110
373　检测画笔是否被放下 110
374　判断机器龟是否可见 111
375　获取当前颜色 111
376　获取画笔的线宽 112
377　获取机器龟的动画速度 112
复习题 117
第4章　循环结构 124
41　循环结构简介 124
42　while循环：条件控制的循环 125
421　while循环是先测试的循环 127
422　无限循环 129
43　for循环：计数控制的循环 130
431　在for循环中使用range函数 132
432　在循环内部使用目标变量 133
433　让用户控制循环迭代 136
434　生成一个从大到小递减的数据序列 138
44　计算累加和 138
45　标记 141

前言/序言

本书面向编程零基础的初学者，使用Python语言来讲授编程概念和解决问题的方法。通过易于理解的示例、伪代码、流程图和其他工具，学生可以学习如何设计程序的逻辑，以及如何使用Python实现程序。本书是非常理想的编程入门课程的教材，也适合作为以Python为语言的编程逻辑与设计课程的教材。
本书的特点是其清晰、友好、易于理解的描述。此外，它有着丰富而简明实用的示例程序，包括突出特定编程主题的简短示例，以及解决更深入问题的程序。每章提供一个或多个案例研究，对具体问题进行逐步分析，并展示如何解决它。
先控制结构，然后类
Python是一种完全面向对象的编程语言，但是读者不必在开始编程时就去理解面向对象的概念。本书首先介绍数据存储、输入和输出、控制结构、函数、序列和列表、文件I/O以及从标准类库中创建对象等基础知识，然后介绍如何编写类，探索继承和多态性，并学习编写递归函数。最后介绍如何开发简单的事件驱动的GUI应用程序。
第5版的变化
本书清晰的写作风格和以前的版本一样。然而，本版也做了许多补充和改进，总结如下：
数据库编程—增加了有关数据库编程的新章节（第14章），介绍SQL和SQLite上的Python数据库编程。
解析表达式—解释了列表解析、字典解析和集合解析。
更新的字符串知识—添加了新的字符串知识，包括：
使用Python 36引入的f-string来显示格式化输出。f-string使用简洁直观的语法，比format函数更容易学习。format函数的材料已移至附录F。
第8章增加了对字符串token的讨论。
第8章添加了读取和解析CSV文件的新示例。
扩展了第2章中对字符串连接的讨论，包含了相邻字符串的隐式连接。
GUI编程—第13章添加了新的GUI编程知识，包括：
为控件添加边框。
内部和外部填充。
列表框控件和滚动条。
龟图—引入了用于读取带有对话框的用户输入的两个命令：
turtlenuminput。
turtletextinput。
随机选择列表元素—在第7章引入了randomchoice()函数，用于随机选择列表元素。
新函数知识—第5章添加了一些新知识，包括：
引入了pass关键字。
扩展了对None值的讨论，解释了为什么函数可能返回None。
采用了有条件执行main函数的标准做法。
各章概览
第1章：计算机与编程
本章首先对计算机的工作方式、数据的存储和操作方式以及使用高级语言编写程序的原因进行非常具体且易于理解的解释。本章还介绍了Python、交互模式、脚本模式和IDLE。
第2章：输入、处理与输出
本章介绍程序的开发周期、变量、数据类型和使用顺序结构编写的简单程序。学生可以学习如何编写简单的程序：从键盘读取输入、执行数学运算并输出到屏幕上。本章还对伪码和流程图等设计程序的工具进行了介绍。本章最后介绍了机器龟图形库。
第3章：选择结构与布尔逻辑
本章介绍关系运算符和布尔表达式，并展示如何使用选择结构控制程序流程，涉及if、if-else和if-elif-else语句，还讨论了嵌套选择结构和逻辑运算符。本章最后讨论了如何使用选择结构测试机器龟的状态。
第4章：循环结构
本章展示如何使用while循环和for循环创建循环结构，讨论了计数器、累加器和标记，以及编写输入验证循环的技术。本章最后介绍了如何使用循环和机器龟图形库进行绘图设计。
第5章：函数
本章首先介绍如何编写和调用void函数，展示了使用函数对程序进行模块化的好处，并讨论了自顶向下的设计方法。然后，介绍如何将参数传递给函数，讨论了常见的库函数，如生成随机数的函数。在学习了如何调用库函数并使用其返回值之后，讲解如何定义和调用自己的函数。接下来介绍如何使用模块来组织函数。本章最后讨论了如何使用函数模块化机器龟图形库代码。
第6章：文件和异常
本章介绍顺序文件的输入和输出，学习如何读取和写入大量数据，并将数据存储为字段和记录。本章最后讨论异常，并演示了如何编写异常处理的代码。
第7章：列表和元组
本章介绍Python中序列的概念，探讨两种常见Python序列—列表和元组的使用，学习使用列表进行类似数组的操作，例如在列表中存储对象、遍历列表、搜索列表中的元素以及计算列表中元素的总和和平均值。本章讨论了列表解析表达式、切片和许多列表方法，涉及一维和二维列表。本章还包括对matplotlib包的讨论，以及如何使用它根据列表绘制图表。
第8章：深入字符串
本章介绍如何更加细致地处理字符串，讨论遍历字符串中各个字符的字符串切片和算法，并介绍用于字符、文本处理的内置函数和字符串方法。本章还包括token化字符串和解析CSV文件的示例。
第9章：字典和集合
本章介绍字典和集合数据结构，学习将数据存储为字典中的键值对、检索值、更改现有值、添加新键值对、删除键值对以及编写字典解析。接下来讨论如何将值存储为集合中的唯一元素，并执行常见的集合操作，例如并集、交集、差集和对称差集，还讨论了集合解析。最后对对象序列化进行了讨论，并介绍了Python pickle模块。
第10章：类与面向对象编程
本章比较面向过程和面向对象的编程实践，涵盖了类和对象的基本概念，并讨论了属性、方法、封装和数据隐藏、_?init?函数（类似于构造函数）、访问器、赋值器，学习如何使用UML对类进行建模，以及如何在特定问题中查找类。
第11章：继承
本章继续学习继承和多态，所涉及的主题包括超类、子类以及?init?_函数在继承、方法覆盖和多态中的工作方式。
第12章：递归
本章讨论递归及其在问题求解中的应用，给出了递归调用的可视化跟踪和递归应用，展示了许多任务的递归算法，例如查找因子、求最大公约数、对列表中的一系列值求和，并给出了经典汉诺塔的例子。
第13章：GUI编程
本章讨论使用Python的tkinter模块设计GUI应用程序的基本方法，包括标签、按钮、输入域、单选按钮、复选框、列表框和对话框等基本控件，还学习了GUI应用程序中事件的工作方式以及如何编写回调函数来处理事件。本章包括对Canvas控件的讨论，以及如何使用它来绘制直线、矩形、椭圆、弧、多边形和文本。
第14章：数据库编程
本章介绍数据库编程。首先介绍数据库的基本概念，如表、行、主键等。然后学习使用SQLite在Python中连接数据库。接下来介绍SQL以及如何执行查询和语句来搜索行、添加新行、更新现有行和删除行。最后演示CRUD应用程序，讨论了关系数据。
附录A：Python安装
本附录解释如何下载和安装Python最新版。
附录B：IDLE简介
本附录概述Python附带的IDLE集成开发环境。
附录C：ASCII字符集
作为参考，本附录列出了ASCII字符集。
附录D：预定义颜色
本附录列出了可与机器龟图形库、matplotlib和tkinter一起使用的预定义颜色名称。
附录E：import语句详解
本附录讨论使用import语句的各种方法。例如，可以使用import语句导入模块、类、函数或为模块分配别名。
附录F：使用format()函数格式化数值输出
本附录讨论format()函数，展示了如何使用其格式说明符来控制数值的显示方式。
附录G：使用pip工具安装模块
本附录讨论如何使用pip实用工具从Python包索引（PyPI）安装第三方模块。
附录H：检查点参考答案
本附录给出了正文中出现的检查点问题的答案。
本书的组织
本书以循序渐进的方式讲授编程。每一章都包含一组主题，既可以很容易地按照现在的章节顺序进行讲授，也可以有一定的灵活性，从而按照希望的顺序进行教学安排。图P-1显示了章节之间的依赖关系，箭头指明讲授某章节之前必须覆盖的章节。

图P-1　章节依赖关系
本书特点
概念 每个主要节都从概念开始。
示例程序 每章都有大量完整和部分的示例程序，旨在突出当前主题。
聚光灯 每章都有一个或多个聚光灯案例研究，提供详细的、循序渐进的问题分析，并展示如何解决它们。
注 贯穿全书，对有趣的或经常被误解的上下文相关的主题进行简短的解释。
提示 提供解决不同编程问题的最佳技术。
警告 提醒学生注意可能导致程序出现错误或数据丢失的编程技术或实践。
检查点 贯穿全书，在学习新主题后快速检查学生的掌握情况。
复习题 位于每章末，包括多项选择题、判断题、算法工作室、简答题和编程题。
补充材料
学生在线资源
以下资源可在wwwpearsonhigheredcom/cs-resources上找到：
每个示例程序的源代码
本书的配套视频注释
教师资源
所有复习题的答案
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第11章　继承
第12章　递归
第13章　GUI编程
第14章　数据库编程
附录A　Python安装
附录B　IDLE简介
附录C　ASCII字符集
附录D　预定义颜色
附录E　import语句详解
附录F　使用format()函数格式化数值输出
附录G　使用pip工具安装模块
附录H　检查点参考答案