關于本書

本書適用于已用過一種以上的編程語言并需要盡快掌握Python 3基礎知識的讀者。本書雖然也講到了一些編程的基本概念，但并未對編程的基礎技能進行講授，并且假定讀者已經掌握流程控制、OOP（面向對象編程）、文件訪問、異常處理之類的基本概念。本書也可作為Python 3的簡明參考書，供Python早期版本的用戶使用。

本書的用法

第一部分簡單介紹了Python，解釋了在本機系統中下載、安裝Python的方法，并對語言進行了概述。這十分有助于經驗豐富的程序員站在較高的層面了解Python。

第二部分是本書的核心內容，涵蓋了使用Python時必須掌握的知識點，這里將Python視為一門通用的編程語言。在章節設計時，考慮了讓Python的初學者能夠循序漸進地學習，掌握這門語言的關鍵知識點。在這幾章中還包含了一部分比較高級的內容，大家可以回過頭去復習一下有關概念或主題的所有必要信息。

第三部分介紹了Python語言的高級特性。這些特性并非一定用得到，但對專業Python程序員確實非常有幫助。

第四部分講述了一些比較高級或專業的主題，已不僅僅是編程語言的語法介紹。大家可根據自身需要選擇性閱讀這部分章節。

如果你是Python的新手，建議從第3章開始閱讀，以便對Python有一個整體的了解，然后再繼續閱讀第二部分的各章。在遇到交互式代碼示例時，請在計算機上錄入一下，以便迅速加深對相關概念的理解。除文中的示例之外，讀者還可以進一步獲得不清楚的習題的解答。這對加快學習速度、提高理解程度都會有所幫助。如果對OOP不熟悉或用不上，那么第15章的大部分內容都可以跳過。

即便是對Python比較熟悉的讀者，也請從第3章開始閱讀。這里對Python 3和其他版本的區別進行了很好的回顧和介紹。這也算是一次合理的測驗，看看讀者是否準備好開始學習第三和第四部分的進階內容了。

有些讀者雖然是Python新手，但可能對其他編程語言擁有足夠豐富的經驗。因此，這些讀者只要讀過第3章，大致瀏覽一下第19章列出的Python標準庫模塊清單，再看看Python官方文檔中的《Python庫參考手冊》，就有可能弄明白大部分需要了解的內容。

各章主要內容

第1章討論Python的優缺點，展示為什么Python 3是一種不錯的選擇，是適用于很多場合的編程語言。

第2章介紹Python解釋器和IDLE的下載、安裝和啟動過程。IDLE是Python自帶的集成開發環境。

第3章是對Python語言的簡要概述，對其設計理念、語法、語義和功能給出了基本的概念。

第4章開始介紹Python的基礎知識，包括變量、表達式、字符串、數值等，還介紹了Python代碼塊的語法。

第5、6和7章介紹Python的5種強大的內置數據類型，即列表、元組、集合、字符串和字典。

第8章介紹Python流程控制的語法和用法（循環和if-else語句）。

第9章介紹Python函數的定義，及其靈活的參數傳遞能力。

第10章介紹Python的模塊，這種機制可以方便地將程序的命名空間進行分段。

第11章介紹如何創建可獨立運行的Python程序（腳本），并在Windows、macOS和Linux下運行。這一章還會介紹對命令行選項、參數和I/O重定向的支持。

第12章介紹如何處理并遍歷文件系統中的文件和目錄，還演示了如何編寫盡可能獨立于當前操作系統的代碼。

第13章介紹Python中的文件讀寫機制，包括基本的字符串（或字節流）讀寫能力、可用于讀取二進制記錄的機制以及任意Python對象的讀寫能力。

第14章討論異常（Python錯誤處理機制）的用法，這里假定讀者對異常一無所知。當然，如果讀者已經在C++或Java中用到過異常，就會發現它們比較類似。

第15章介紹Python對面向對象程序的支持。

第16章討論Python可用的正則表達式功能。

第17章介紹較高級的OOP技術，包括Python類的特殊方法（屬性）、元類和抽象基類。

第18章介紹Python包的概念，可用于組織大型項目的代碼。

第19章是對標準庫的簡要介紹，還會對其他模塊的獲取途徑、安裝方法進行討論。

第20章深入探討Python中的文件操作。

第21章介紹對各種類型的數據文件進行讀取、清洗和寫入的方法。

第22章演示獲取網絡數據的過程、常見問題和工具。

第23章討論Python訪問關系數據庫和NoSQL數據庫的方式。

第24章簡要介紹利用Python、Jupyter記事本和pandas對數據集進行探索的過程。

第25章案例研究部分將演示用Python進行數據獲取、清洗并作圖的過程。該項目綜合了前幾章提到的一些Python特性，讀者將有機會看到一個項目從頭至尾的完整開發過程。

附錄A介紹Python文檔的獲取或訪問方式，包括完整的官方文檔、Python式風格指南、PEP 8和Python之禪。Python之禪（The Zen of Python）稍顯牽強地總結了Python背后的設計哲學。

習題答案給出了大部分習題的答案（讀者可以按“資源與支持”中的說明自行下載）。不過有些習題是要求讀者親自動手的，書中就沒有給出答案了。

代碼約定

本書給出的示例代碼及其輸出結果，都是以等寬字體顯示的，一般都帶有注解。因為不是為直接在讀者的代碼中復用而準備的，所以對這些代碼特意做了最大程度的簡化。簡化了代碼，讀者就能專注于正在介紹的主題。

為了保持代碼簡單，這些示例盡量以交互式shell會話的方式給出，請盡可能動手輸入并體驗一下這些代碼。在交互式代碼示例中，需要鍵入的命令都是以>>>提示符開始的，代碼的運行結果（如果有的話）則在接下來的行中顯示。

有時候需要用到較長的代碼示例，這些示例在書中會標識為文件清單。讀者應該把這些清單保存為文件，文件名應該與書中用到的文件名一致，然后就可以作為單獨腳本運行了。

習題

從第4章開始，本書將給出3種類型的習題。速測題是一些很簡單的問題，建議讀者花一些時間確認一下是否已掌握了相關的內容。動手題則要求更高一些，建議讀者動手寫一些Python代碼。在很多章節的末尾還會有研究題，讓讀者有機會將這一章和前幾章的概念結合起來，完成一段完整的腳本。

習題解答

大部分習題都會在習題答案中給出答案，在本書所附源代碼中也會有一個單獨的目錄存放答案。請記住，這些答案并非就是針對這些編碼問題的唯一答案，還可能會有其他的答案。讀者如果要判斷自己的答案是否合理，最好的方式就是先去理解書中給出的答案，然后再來確定自己的答案是否達到了同樣的目的。

系統需求

本書的示例代碼在編寫時已經考慮了Window（s Windows 7到Windows 10）、macOS和Linux系統。因為Python是一種跨平臺的編程語言，除一些與平臺緊密相關的內容（如文件處理、路徑、圖形用戶界面等）之外，這些示例代碼多數應該能在其他平臺上運行。

軟件需求

本書基于Python 3.6編寫，所有的示例代碼應該都能在Python 3的后續版本中正常運行。大部分代碼已經在Python 3.7預發布版中測試通過了。除少數內容之外，這些示例代碼也可以在Python 3.5中正常運行，但還是強烈建議使用3.6版本。使用低版本沒有任何好處，3.6版本的Python有多處細微的改進。注意，本書的代碼必須使用Python 3，版本過低就無法正常運行了。