本书是普通高等院校计算机基础教育“十四五”规划教材之一，根据教育BU高等学校大学计算机课程教学指导委员会编制的《新时代大学计算机基础课程教学基本要求》中有关“程序设计基础”课程教学基本要求编写。本书突出案例驱动，更能激发学生编程兴趣；从教师易教、学生易学、便于与Python的实际应用技术无缝对接的角度构建知识体系。本书以培养学生利用计算机解题的思维方式和程序设计的基本技能为目标，共分为9章，包括程序设计概述、程序设计初步、控制结构、组合数据类型、函数和模块化编程、文件、面向对象概述、程序调试与异常处理机制、Python计算生态和第三方库等，每章都安排了丰富的例题。本书适合作为高等院校“Python程序设计”课程的教材，也可作为全国计算机等级考试二级Python语言程序设计，上海市信息技术水平考试二、三级Python程序设计科目的参考书，还可作为广大程序设计爱好者的自学参考书。

数字化是国家战略，更是上海市国民经济和社会发展“十四五”规划确定的重大战略。让大家切身感受到城市数字化转型带来的实际成效，是高等学校计算机基础教育中程序设计课程的重要任务。程序设计的关键是设计，即为解决问题而通过计算机使用某种程序设计语言编写程序代码的过程。
党的二十大报告指出：“推动战略性新兴产业融合集群发展，构建新一代信息技术、人工智能、生物技术、新能源、新材料、高端装备、绿色环保等一批新的增长引擎。”当今社会，大数据、人工智能、云计算、物联网等新一代信息技术融合到各个领域，这些新技术和应用的核心就是程序。选择一门高级程序设计语言作为教学内容，介绍程序设计的基本思想和方法，能够培养学生分析问题、利用计算机求解问题的思维方式和初步应用能力，满足信息社会各领域对人才的需求。Python语言以“简单易学、免费开源、功能强大”等特点成为学习编程的入门语言，丰富的第三方库形成了Python的“计算生态”，进一步推动了Python的普及和发展，使其成为当前热门的程序设计语言之一，所以越来越多的高校开设了Python程序设计相关课程。
本书以培养学生利用计算机解题的思维方式和程序设计的基本技能为目标，共分为9章，主要包括程序设计概述、程序设计初步、控制结构、组合数据类型、函数和模块化编程、文件、面向对象概述、程序调试与异常处理机制、Python计算生态和第三方库等内容。本教材获批上海理工大学一流本科教材建设项目。
本书在第一版的基础上，对章节安排、案例等进行了更新。考虑到程序调试与异常处理直接关系到程序的健壮性和可维护性，也是编程人员必须掌握的基本技能，因此第二版将这部分内容单独列为一章作为第8章；第9章也在第一版的基础上改写了大部分知识点的例题，使得学习过程更加有趣；第二版各章内容还增加修改了一些案例，如引入流行的request模块、beautifulSoup库、词云等，增加了爬虫、保险公司客户信息统计、新能源汽车产量及销量分析、词频统计等案例，修改了学生成绩统计、闯关、猜数等小游戏，这些更新旨在使读者学习起来更富有趣味性，并更好地理解实际应用场景。
本书编写特色如下：
（1）体现计算思维本质。强化了数据可视化及应用、递归及应用、机器学习工具包的使用，很好地体现了计算思维的本质——抽象和自动化，利用Python第三方库的功能结合实际应用展示了Python的“计算生态”。
（2）培养学生思维方式。着眼于培养学生利用计算机解题的思维方式和程序设计的基本功能，以及使用现代编程环境解决实际问题的能力，为实施课堂精讲多练的教学方法提供帮助，提高教学效果，培养学生自学能力。
本书提供了配套的电子教案和实例代码，需要资源的任课教师可登录中国铁道出版社教育资源数字化平台（https://www.tqbooks.com/51eds）下载。
本书由臧劲松、黄小瑜任主编并承担统稿工作，黄春梅、柳强、刘丽霞参与编写，夏耘主审。具体编写分工如下：第1、4、7章由黄小瑜编写，第2章由黄春梅编写，第3、8章由柳强编写，第5、6章由臧劲松编写，第9章由刘丽霞编写。
上海市计算机基础教育协会常务理事、上海理工大学夏耘副教授在百忙之中审阅了书稿，并提出许多宝贵建议。在此对她的辛勤付出表示感谢。最后，我们要再次感谢各高校专家、教师长期以来对我们工作的支持和关心。
由于编者水平有限，加之时间紧迫，不妥之处在所难免，希望读者批评指正！


编 者
2024年12月

第1章程序设计概述11.1程序与程序设计语言11.1.1程序和计算机运作基本原理21.1.2程序设计语言31.2Python语言简介51.2.1Python语言的特点51.2.2Python语言的应用61.3Python的集成开发环境71.3.1Python的安装71.3.2Anaconda环境配置91.3.3其他编辑环境121.4Python程序131.4.1运行Python程序的方式131.4.2初识Python程序14习题18第2章程序设计初步192.1数据类型及其应用192.1.1数据和变量192.1.2数值类型202.1.3字符串222.2运算符和表达式282.2.1算术运算符292.2.2赋值运算符和复合赋值运算符312.2.3关系运算符322.2.4逻辑运算符322.2.5身份运算符与成员测试运算符332.2.6位运算342.3常用内置函数352.4常用库函数392.5体验顺序结构程序设计43习题45

臧劲松，上海理工大学光电信息与计算机工程学院副教授，主要研究方向为计算机应用，主要讲授大学计算机基础、C语言程序设计、Python程序设计、程序设计及实践等课程，共发表学术论文5篇；出版教材4种。黄小瑜，博士研究生，上海理工大学光电信息与计算机工程学院副教授。主讲课程有C语言程序设计、系统分析与设计、数据库应用等。共发表学术论文3篇；出版专业书籍2种。

（1）体现计算思维本质。强化了数据可视化及应用、递归及应用、机器学习工具包的使用，很好地体现了计算思维的本质——抽象和自动化，利用Python第三方库的功能结合实际应用展示了Python的“计算生态”。
（2）培养学生思维方式。着眼于培养学生利用计算机解题的思维方式和程序设计的基本功能，以及使用现代编程环境解决实际问题的能力，为实施课堂精讲多练的教学方法提供帮助，提高教学效果，培养学生自学能力。
（3）本书提供了配套的电子教案和实例代码。