Python應用基礎

謝志龍
西南財經大學副教授，博士，碩士生導師，信息技術教學研究中心副主任。
在國際期刊和會議上發表數十篇高質量論文，主研國家自然科學基金項目、科技部重大項目、教育部人文社會科學項目等數十個。長期從事計算機基礎、機器學習、金融智能等課程的教學工作。
帶隊參加中國大學生計算機設計大賽等國內外比賽，具有很強的實踐能力。

李 慶
西南財經大學教授，博士生導師，金融智能與金融工程省重點實驗室主任，UC Berkeley國際風險分析大數據聯盟董事，入選多項省部級高層次人才支持計劃。在ACM TOIS、IE

前言
第一部分　基礎篇
第1章　概述 / 2
1.1　為什麽要學習程序設計 / 2
1.2　程序設計語言 / 3
1.3　Python概述 / 5
1.3.1　使用Python的理由 / 5
1.3.2　Python可以做什麽 / 6
1.4　Python開發和運行環境 / 7
1.4.1　安裝使用標準Python / 7
1.4.2　使用IDLE開發 / 10
1.4.3　使用Anaconda開發 / 11
小結 / 12
練習 / 12
第2章　Python基本操作 / 14
2.1　利用變量收集數據 / 15
2.2　利用表達式處理數據 / 16
2.2.1　Python中的表達式 / 16
2.2.2　案例：國內生產總值增長趨勢分析 / 17
2.3　常用的數字類型 / 18
2.3.1　整型 / 19
2.3.2　浮點型 / 19
2.3.3　數字類型的轉換 / 20
2.3.4　案例：股票價格增長率與漲跌幅的計算 / 20
2.4　字符串 / 21
2.4.1　字符串基本概念 / 21
2.4.2　字符串與數值類型的轉換str()函數 / 24
2.4.3　字符串的拼接與重復 / 24
2.4.4　獲取字符串長度len()函數 / 25
2.4.5　字符串格式化format()方法 / 25
2.4.6　字符串其他常用方法 / 27
2.4.7　打印輸出print()函數 / 27
2.4.8　獲取用戶輸入input()函數 / 28
2.4.9　案例：等額本息還款法每月還款額的計算 / 28
2.5　布爾類型、邏輯運算與關系運算 / 29
2.5.1　布爾類型 / 29
2.5.2　邏輯運算 / 30
2.5.3　關系運算 / 30
2.6　常用內置函數 / 31
2.7　導入模塊 / 32
2.8　綜合案例：我國人口增長率變化分析 / 33
小結 / 36
練習 / 36
第3章　列表和元組 / 37
3.1　序列類型概述 / 38
3.2　通用序列類型操作 / 39
3.2.1　索引 / 39
3.2.2　分片 / 41
3.2.3　使用連接“+”和重復“*” / 42
3.2.4　使用in和not in判斷 / 43
3.2.5　使用count計算元素出現次數 / 43
3.3　最靈活的序列類型：列表 / 43
3.3.1　創建列表 / 44
3.3.2　列表基本操作 / 45
3.3.3　列表常用方法 / 46
3.3.4　案例：復利計算 / 51
3.4　不可變的序列類型：元組 / 53
3.4.1　創建元組 / 53
3.4.2　多重賦值 / 53
3.4.3　元組特性 / 54
3.4.4　為什麽需要元組 / 55
小結 / 56
練習 / 57
第4章　控制結構 / 58
4.1　語句和代碼塊 / 59
4.2　條件表達式 / 60
4.3　if分支結構 / 61
4.3.1　單分支結構：if語句 / 61
4.3.2　雙分支結構：else子句 / 62
4.3.3　多分支結構：elif子句 / 63
4.3.4　三元表達式：if/else / 63
4.3.5　案例：匯率換算 / 64
4.4　while循環結構 / 65
4.5　for循環結構 / 66
4.6　break、continue和else語句 / 67
4.7　循環的應用 / 70
4.7.1　使用range函數遍歷 / 70
4.7.2　列表推導式 / 70
4.7.3　並列遍歷：zip函數 / 72
4.7.4　簡單循環的替身：map函數 / 73
4.7.5　序號和元素都需要時應用enumerate函數 / 73
4.8　案例：等額本金還款 / 74
小結 / 76
練習 / 76
第5章　字典和集合 / 78
5.1　字典及基本操作 / 79
5.1.1　創建字典 / 80
5.1.2　訪問字典的值 / 81
5.1.3　修改字典的值 / 81
5.1.4　添加鍵值對 / 81
5.1.5　刪除鍵值對 / 82
5.2　字典的常用方法 / 82
5.2.1　keys()、values()和items()方法 / 82
5.2.2　避免鍵不存在錯誤的方法get()和setdefault() / 83
5.2.3　pop()、popitem()和clear()方法 / 84
5.2.4　字典的格式化字符串 / 84
5.2.5　字典嵌套 / 84
5.2.6　字典推導式 / 85
5.3　案例：人事統計 / 85
5.4　集合及基本操作 / 87
5.4.1　創建集合 / 87
5.4.2　利用集合去重 / 88
5.4.3　交集、並集、差集和補集 / 88
5.5　集合的常用方法 / 89
5.5.1　添加元素 / 89
5.5.2　刪除元素 / 89
5.5.3　集合推導式 / 90
5.6　案例：股票漲跌統計 / 90
5.7　組合數據類型比較 / 92
小結 / 93
練習 / 93
第6章　代碼打包：函數 / 95
6.1　定義和調用函數 / 96
6.2　案例：個人所得稅計算器 / 99
6.3　函數參數 / 101
6.3.1　參數傳遞 / 101
6.3.2　不可變和可變類型參數 / 101
6.3.3　位置參數 / 102
6.3.4　關鍵字參數 / 102
6.3.5　指定默認參數值 / 103
6.3.6　任意數量參數 / 104
6.3.7　解包參數 / 105
6.4　變量作用域 / 106
6.4.1　局部變量 / 107
6.4.2　全局變量 / 107
6.4.3　同名的局部變量和全局變量 / 108
6.4.4　global語句 / 108
6.5　匿名函數lambda / 109
6.5.1　lambda函數定義 / 109
6.5.2　應用一：列表排序 / 110
6.5.3　應用二：映射函數map / 112
6.5.4　應用三：選擇函數filter / 112
6.6　遞歸函數 / 113
6.7　案例：個人貸款計算器 / 115
小結 / 118
練習 / 118
第7章　數據存取：文件 / 120
7.1　文件與路徑 / 121
7.2　文本文件與二進制文件 / 122
7.3　操作文件 / 123
7.3.1　打開文件 / 123
7.3.2　關閉文件 / 124
7.3.3　寫入文本文件 / 124
7.3.4　讀取文本文件 / 126
7.3.5　使用with語句自動管理 / 128
7.4　案例：銷售統計 / 128
7.5　使用pickle存儲Python對象 / 130
7.6　使用JSON格式存儲Python對象 / 132
小結 / 134
練習 / 135
基礎案例綜合解析 / 136
1. 軟件開發流程 / 136
2. 基礎案例項目開發 / 137
第二部分　提高篇
第8章　面向對象編程 / 144
8.1　定義和使用類 / 145
8.2　屬性 / 146
8.2.1　實例屬性 / 146
8.2.2　類屬性 / 147
8.3　方法 / 147
8.3.1　為類添加方法 / 148
8.3.2　利用構造方法初始化 / 149
8.3.3　更多特殊方法 / 150
8.4　高級話題 / 152
8.4.1　繼承 / 152
8.4.2　多態 / 153
8.4.3　封裝 / 154
小結 / 157
練習 / 157
第9章　異常處理 / 158
9.1　try/except/else語句 / 159
9.2　try/finally語句 / 161
9.3　完整try語句 / 162
9.4　raise語句 / 163
9.5　assert語句 / 164
9.6　案例：記錄股票信息 / 164
小結 / 167
練習 / 167
第10章　數據庫應用 / 169
10.1　數據庫簡介 / 170
10.1.1　關系型數據庫 / 170
10.1.2　非關系型數據庫 / 171
10.2　SQLite數據庫 / 171
10.2.1　建立連接 / 173
10.2.2　操作數據 / 173
10.2.3　優化查詢結果 / 176
10.3　Python操作其他關系型數據庫 / 176
10.3.1　操作MySQL數據庫 / 177
10.3.2　操作SQL Server數據庫 / 178
10.3.3　連接Oracle數據庫 / 179
10.4　Python操作MongoDB數據庫 / 179
10.4.1　使用pymongo連接數據庫 / 179
10.4.2　MongoDB數據庫操作 / 180
小結 / 183
練習 / 183
第三部分　數據分析篇
第11章　NumPy基礎 / 186
11.1　多維數組對象ndarray / 187
11.1.1　創建ndarray數組 / 187
11.1.2　ndarray數組的屬性 / 189
11.2　訪問數組元素 / 190
11.2.1　普通索引 / 190
11.2.2　切片 / 191
11.2.3　布爾索引 / 192
11.2.4　花式索引 / 193
11.3　排序 / 193
11.3.1　sort()排序 / 193
11.3.2　argsort()排序 / 194
11.4　數組重塑 / 195
11.4.1　resize()和reshape()方法 / 195
11.4.2　transpose()和swapaxes()方法 / 196
11.4.3　flatten()方法 / 196
11.5　NumPy數組間運算 / 196
11.6　ufunc()通用函數 / 197
小結 / 198
練習 / 198
第12章　Pandas金融數據分析 / 200
12.1　Pandas的數據結構 / 200
12.1.1　Series / 201
12.1.2　DataFrame / 203
12.2　Pandas的常用方法 / 207
12.2.1　索引對象 / 208
12.2.2　重新索引 / 208
12.2.3　刪除指定軸上的項重新索引 / 210
12.2.4　排序 / 210
12.2.5　算術運算和數據對齊 / 211
12.2.6　缺失值檢測和處理 / 213
12.2.7　缺失值刪除 / 213
12.2.8　缺失值填充 / 214
12.2.9　apply函數 / 215
12.2.10　頻數統計 / 216
12.2.11　合並 / 216
12.2.12　數據添加 / 218
12.2.13　分組 / 219
12.2.14　堆疊 / 219
12.3　匯總、計算和描述性統計 / 220
12.4　案例 / 222
小結 / 225
練習 / 225
第13章　Matplotlib數據可視化 / 227
13.1　安裝 / 227
13.2　基本圖表元素 / 228
13.2.1　坐標軸 / 228
13.2.2　圖例 / 230
13.2.3　標註 / 232
13.2.4　能見度 / 233
13.2.5　圖表的保存 / 235
13.3　常見圖形繪制 / 235
13.3.1　散點圖 / 235
13.3.2　折線圖 / 236
13.3.3　柱狀圖 / 237
13.3.4　subplot子圖 / 238
13.4　案例 / 240
小結 / 242
練習 / 242
附錄A　Python中的關鍵字 / 244
附錄B　進位制數 / 246
附錄C　Python中的字符串常用方法 / 249
附錄D　math庫的使用 / 253
參考文獻 / 256