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本书是一本简单的、最新的Python初学者的教程。它按照Sams经典的24小时教程的体例和风格编写，针对Python语言最新版进行改写。本书内容简单明了,通过24章简洁的、动手实践的教学，帮助读者将学到的知识学以致用。每章最后都有相关的练习和习题，帮助读者巩固所学知识。
书名：Python入门经典
ISBN：978-7-115-36209-4
本书由人民邮电出版社发行数字版。版权所有，侵权必究。
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• 著 [美] Katie Cunningham
译 李 军 李 强
责任编辑 陈冀康
• 人民邮电出版社出版发行 北京市丰台区成寿寺路11号
邮编 100164 电子邮件 315@ptpress.com.cn
• 读者服务热线：(010)81055410
反盗版热线：(010)81055315
Katie Cunningham: Sams Teach Yourself Python in 24 Hours
ISBN: 978-0-672-33687-4
Copyright © 2014 by Sams Publishing.
Authorized translation from the English languages edition published by Sams. All rights reserved.
本书中文简体字版由美国Sams出版公司授权人民邮电出版社出版。未经出版者书面许可，对本书任何部分不得以任何方式复制或抄袭。
版权所有，侵权必究。
Python是一种解释型、面向对象、动态数据类型的高级程序设计语言。Python可以用于很多的领域，从科学计算到游戏开发。
本书是面向Python初学者的学习指南，详细介绍了Python编程基础，以及一些高级概念，如面向对象编程。全书分为24章。第1章介绍了Python的背景和安装方法。第2章到第7章介绍了一些基本的编程概念，如变量、数学运算、字符串和获取输入。第8章到第12章介绍了更高级的主题，讨论了函数、字典和面向对象编程等。第13章到第15章介绍了如何使用库和模块，以及如何创建自己的模块。第16章到第19章介绍了使用数据，如保存到文件，使用标准格式以及使用数据库。第20章和第21章尝试了标准库以外的一些项目，在这两章中，介绍了创建动态Web站点和开发游戏。这两章并不是要成为完整的课程，而是充当学习更多知识的一个起点。第22章和第23章介绍了如何正确地保存代码，以及出错的时候如何找到解决方案。第24章介绍了读者可能会接触到哪些项目，哪些资源可以帮助读者学习更多知识，以及如何更深入地融入Python社区。
本书内容循序渐进，逐步深入，概念和知识点讲解清楚，而且每章最后配有练习，供读者检查和巩固所学知识。本书适合学习Python语言和应用的初中级用户阅读和自学，也可以作为相关培训的教材。
很多人懒得考虑学习如何编写代码。编程似乎是有用的技术，但是，很多人害怕触及并尝试。可能他们认为，学习像编程这样的技能有点太晚了，或者他们认为没有足够的时间来学习。可能他们很快就迷失了，因为他们所找到的图书都是针对那些之前为有编程经验的人而编写的。本书的目标是将程序设计背后的概念分解成易于理解并可立即使用的知识。
对于很多人来说，学习编程似乎是一项不可能的任务，它被描绘成需要疯狂的数学运算、成年累月的教育和训练的一个领域，并且一旦进入了这个领域，需要无休止地持续地敲击键盘。
事实上，尽管成为一名全职的程序员可能要花一些精力，但学习如何编写代码还是很容易的。随着我们在日常生活中越来越多地接触计算机，学习如何编写代码来控制计算机可以增强任何人的职业生涯，不管你所从事的职业看上去有多么的不需要技术。小学教师也可能制作一个Web站点来帮助学生学习单词。会计则能够进行自动化计算，而这些工作通常要手工完成。父母可以创建一个家庭存货系统，以帮助产生一个超市购物清单。几乎每一种专业和爱好都可以通过学习编程来得到增强和扩展。
简单来说，计算机是很笨拙的。没有人的程序输入，它们不知道应该做什么事情。代码是一组指令集合，不仅告诉计算机要做什么，而且告诉它如何去做。计算机上的一切，从最大的应用程序（如Word和视频游戏）到最小的应用程序（如计算器），都是基于代码的。
计算机上的大多数的代码已经编译成一个.exe或.app文件。对于本书中的练习，我们可以通过一个文件来运行它，或者使用解释器来运行它（我们将在第1章中介绍）。
Python是以可读性而著称的一种语言，它不是很敏感，并且很容易教授。此外，和某些专门为了教学而创建的语言不同，Python广泛地用于课堂之外的很多地方。人们已经使用Python编写了很多的应用，从Web站点到科学工作的工具，从简单的脚本到视频游戏。下面是用Python编写的程序的一个不完全的列表。
Python看上去很简单，但它的功能真的非常强大。
在开始之前，让我们先看看你所需要的东西的清单。你必须要具备了所有这些东西，才能开始学习Python。以下是需要的东西。
管理员访问权限——Python并不要求在功能非常强大的计算机上运行，但是，你需要在计算机上拥有权限能够安装内容。
互联网访问——我们要下载安装程序，并且随后要介绍Web业务。不需要有一个快速的网络连接，因为我们所要下载的很多项目都相当小。
计算机——不需要全新的计算机，但是你的计算机越快，代码运行也就越快。过去5年内所制造的计算机应该都很好用。
场地——一个专门的工作场所可以大大增强你学习新概念的能力。应该避免其他的干扰，比如电视。
不要分心——如果有家庭成员干扰你、手机铃声或者背景中的电视声，那么，你几乎不可能学习新东西。如果你无法避免人为的或环境噪声的话，一个很好的防干扰耳机是不错的装备。
对于大多数人来说，最后两项可能最难配备，但是，它们真的很重要。不仅在学习的过程中需要它们，在学完本书继续深入自己的项目的时候，也需要它们。编写代码是一个创造性的努力，要有时间和场地才能做好。
本书中的每一章都需要用一小时左右来完成。这包括阅读正文和做练习的时间。在理想情况下，应该在阅读完一章后直接完成练习。因此，当您可以全神贯注而且可以使用计算机的时候，请尝试预留出做练习的时间。并不是每一章都需要访问互联网（那些需要访问互联网的章，会提前告知您）。在完成一章之后，您可能想要进入下一章，但是，可以尝试休息一会儿。您的大脑需要时间来整合新的信息，并且，在深入更多新的材料之前，您也需要稍事休息。
有一件事情是编写代码的每一个人都急不了的，就是会遇到困难。有时候，一个新的概念似乎不好理解；有时候，无法消除一个错误；还有一些时候，碰到的所有东西都无法工作。
度过这样的日子的关键在于，不要沮丧。起身离开计算机，散步一会儿，来杯咖啡，和朋友讨论一下（不正常的代码以外的）其他的事情。借此机会放松一下。
当您和问题拉开一定的心理距离后，快速地做一次自我评估。您累了吗？一个疲劳的程序员是一个糟糕的开发者，不管他多么富有经验。有时候，一杯咖啡也能起作用，但是，大多数时候，你需要睡一会儿。
如果您不累，尝试重新阅读这一章。分析一下所强调的地方，或者是做点笔记。有些术语不熟悉？尝试在网络上搜索一下这些术语。代码还是不工作？有时候，您需要删除已有的文件（或者将其保存到另一个文件中）并且再次尝试。在本书后面，将介绍调试代码的一些好办法，但是请放心，每个程序员都会遇到一些不确定的代码。
我经常遇到这个问题，为什么要学习Python编程呢？为什么不是学习针对初学者的一种语言，比如Scratch呢？为什么不学习Java或C++，大多数同事好像都在用这两种语言。
我个人认为Python对于初学者来说是一种理想的语言。可以从多个角度证明这一点。Python的语法并不麻烦。它很容易阅读，很多人可以读懂一个简单的脚本并理解它在做什么，甚至不需要编写一行代码。
对于Python初学者来说，很容易转移到更为高级的项目，这也是很理想的一点。Python可以用于很多的领域，从科学计算到游戏开发均可应用。程序设计新手总是会找到自己喜欢的一个项目，甚至好几个。
本书适合那些之前没有编写过程序的人，以及那些编写过一些程序但是想要学习Python的人。本书不适合那些已经有经验的程序员。
本书的读者需要有一台计算机并且拥有管理员权限。需要安装Python和多个库，以及本书后面的应用程序。读者的计算机不需要有特别强大的功能。
读者计算机应该能够连接到互联网，以便访问一些资源。
本书介绍了Python编程基础，以及一些高级概念（如面向对象编程）。
前言和第1章介绍了Python的背景和安装方法。
第2章到第7章介绍了一些基本的编程概念，如变量、数学运算、字符串和获取输入。
第8章到第12章介绍了更高级的主题，将会讨论函数、字典和面向对象编程等。
第13章到第15章介绍了如何使用库和模块，以及如何创建自己的模块。
第16章到第19章介绍了使用数据，如保存文件、使用标准格式以及使用数据库。
第20章和第21章尝试了标准库以外的一些项目。在这两章中，将介绍创建动态Web站点和开发游戏。这两章并不是要成为完整的课程，而是充当学习更多知识的一个起点。
第22章和第23章介绍了如何正确地保存代码，以及当出错的时候如何找到解决方案。
第24章介绍了读者可能会接触到哪些项目，哪些资源可以帮助读者学习更多知识，以及如何更深入地融入Python社区。
作为本书的读者，您是我们最重要的批评者和评论家。我们很重视您的意见，并且想要知道我们在哪些地方做得对，哪些地方可以做得更好，您希望看到我们出版哪方面的内容，以及您想要传递给我们的任何其他的真知灼见。
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Katie Cunningham是Cox Media Group的一位Python程序员。她是Python和开源软件的积极倡导者，并且热心于教人们编程。她经常在PyCon和DjangoCon等开源会议担任演讲者，就初学者关心的一些主题进行演讲，如某人开发后放在云中的第一个站点，以及让所有人都能够访问的站点等主题。她还帮助在哥伦比亚特区组织PyLadies，这是为了增加Python社区的多样性而设计的一个活动。她还为企业教授课程，带领新手在48个学时内从安装软件到编写出第一个App。
Katie是一位活跃的博客作者，她的个人站点是（http://therealkatie.net），包括诸如Python、可访问性，以及在家工作的尝试和困难等话题。
Katie和她的丈夫和两个孩子一起居住在哥伦比亚特区。
这本书献给我的家人，每次我决心写书的时候，他们令我能够保持理智地做这件事。 Jim，感谢你收拾残局！妈妈，感谢您每次在我快要崩溃的时候，接走了孩子们并提供帮助！
孩子们，感谢你们从不挑剔各种订餐食物！
如果没有一些人的帮助，这本书根本不可能写出来。首先，感谢我的编辑Debra Williams Cauley，她既有耐心又有热情。没有她，我不知道是否还能按时完稿。
特别感谢我的技术编辑，Doug Hellmann和Gabriel Nilsson。当查找我的明显错误的时候，他们就像机器一样精准。并且，他们的建议使得本书更加完善。还要感谢Richard Jones，他花时间审阅了PyGame一章。
感谢Michael Thurston，他使我变得更加全面。我保证这几天一定学会正确地拼写“installation”。
最后，要感谢Python社区，每次我遇到问题的时候、需要正确性检查的时候或者仅仅只是需要激励的时候，它们都能伸出援手。社区就像是我的家。
在本章中，将学习：
安装Python是学习本书过程中将要做的最重要的事情之一。不安装Python，不可能学完本书剩下的内容！请花时间学习本章内容。如果不能通过本章最后的练习，将在随后的每一章中都会遇到麻烦。
很多人都知道自己使用的是哪种计算机，但是对于计算机中所安装的具体的操作系统却一点也不清楚。搞清楚使用的是什么操作系统，这对学习程序是至关重要的，因为对不同的操作系统，你需要下载的内容或者访问系统的某些部分的方式有所不同。
通常，如果你购买的是苹果公司生产的计算机（例如，一台MacBook或PowerBook），那么它运行的操作系统是Mac OS。大多数个人计算机运行的操作系统是Windows。
如果遇到问题，你需要准确地知道正在运行的操作系统是什么版本。在Mac OS中，单击菜单栏中的Apple图标并选择“About this Mac”。将弹出一个带有计算机相关信息的窗口，其中包括操作系统的确切版本，如图1-1所示。
图1-1 查找Mac OS操作系统的准确版本
如果使用的是运行Windows系统的计算机，单击“Start”（开始）菜单并在“Accessories”（附件）项下找到“Command Prompt”（命令提示符）。单击它将打开计算机的命令提示符窗口，如图1-2所示。
图1-2 在Windows系统中找到Command Prompt
如果查找命令提示符时遇到困难，在“开始”菜单的查找或运行窗口输入“cmd”命令。
当命令提示符窗口打开后，输入“systeminfo”并按下<Enter>键。大量的数据将显示出来，但是只需要顶部的内容，向上滚动并查找以“OS Name”开始的行。如图1-3所示，Windows的版本是“Microsoft Windows 7 Home Premium”。
图1-3 在systeminfo中查找Windows的版本
既然已经搞清楚正在使用的是什么操作系统，接着要安装Python和文本编辑器。首先介绍在Windows系统上的安装。如果你使用的是Mac OS，请直接跳到1.3节。
在本节中，我们将指导你在Windows计算机上安装Python。Python 2.7可以运行在Windows 2000、Windows XP、Windows Vista、Windows 7和Windows 8上。如果计算机是在2000年以后购买的，使用的很可能是上述操作系统之一。
至于内存和硬盘空间，Python占用很小的内存，而且占用很小的硬盘空间。如果你使用的是Windows XP之后的版本，一切都没问题。
用任意浏览器访问“http://www.python.org/getit/”。将看到有关Python的各种下载的列表。有一些下载是用于其他操作系统的安装程序，有一些下载是生成Python的代码，还有一些是其他公司制作的Python安装程序。我们只对在Windows计算机上安装Python的那个下载文件有兴趣。
查找“Python 2.7.5 Windows Installer (Windows binary -- does not include source)”，如图1-4所示。最后两个数（5和7）可能有所不同，但是你肯定能够找到以2开始的安装包。Python 3已经发布了，但是本书是基于Python 2（关于我们为什么使用Python 2而不是Python3的更多信息，请查看本章的“Q&A”）来编写的。这两者之间有一些细微的差别，如果安装了错误的版本，一段时间后可能就变得混淆。
图1-4 Python.org上的Windows安装程序
单击链接下载安装程序。当下载完成后，单击安装程序，安装Python。请接受大部分的默认设置。唯一应该考虑的是为自己安装Python，还是为所有用户安装Python。如果你是计算机的唯一用户，那就不存在这个问题了。但是如果你和其他人共用这台计算机（并且其他人有自己的登录名），你应该确定是否也为他们安装Python。如果你不确定，那么为所有用户安装，因为这不会显著地改变计算机工作的方式，并且只是在开始菜单中增加几个新项目而已。
如果使用的是Windows Vista或更新的版本，你很可能会看到一个弹出窗口，询问你是否允许安装程序对计算机进行修改。单击Allow（或者OK，或者任何看上去是同意的回应），以允许安装过程继续进行。
当Python安装完成，将会在开始菜单下新增几个项目。如果没有看到如图1-5所示的项目，尝试再次安装Python。出现这种情况，可能是你不经意地在某个环节取消了安装。
图1-5 新的开始菜单项目
在本书的前几章中，要通过Python Shell来运行Python。Python安装程序提供了两种工具，使得启动Shell更容易：一个打开命令行的链接和一个名为IDLE的程序，如图1-6所示。从现在起，当我们要求打开一个Python Shell时，请打开IDLE。有时会要求你运行一个文件。在这种情况下，请在IDLE中打开文件，然后在“Run”菜单下选择“Run Module”或按<F5>键。
图1-6 IDLE中的Python Shell
当打开IDLE时，我们将看到如图1-6所示的界面。这就是所谓的Python Shell。在这里，Python等待输入命令，然后立即执行它们。输入如下内容并按下<Enter>键。
屏幕上将显示一个如图1-7所示的界面。
图1-7 在IDLE中的一行Python代码
祝贺你！你已经完成了你的第一行Python代码！
IDLE附带一个文本编辑器，但是你可能想要一个更好用的文本编辑器，用于本书后续的内容。那么，Notepad++是一个不错的选择。可以到“http://notepadplus-plus.org”中免费下载它。其实，目前IDLE的文本编辑器就足够用了。
绝不要使用WordPad或者Word这些字处理程序来打开一个Python文件，这一点非常重要。它们很容易造成格式的混乱，并插入一些你可能看不到的项。一旦插入了这些项，很难找到并删除它们。
虽然大家已经开始通过IDLE使用Python了，但最终还是需要通过终端来浏览计算机。
打开一个命令提示符窗口（这是之前打开来了解操作系统相关信息的窗口）。你应该看到如下所示的内容。
光标闪烁的地方叫做命令行（虽然你常常看到人们称之为“提示符”）。命令行的文本可以定制，但是在大多数Windows计算机上，它指向当前目录（也就是文件夹）。
要了解当前目录是什么，可以使用cd命令。
如果想要切换到另一个目录，在cd命令后添加目录名。
也可以使用所要切换到的目录的完整路径（即包含了每个嵌套的目录的一行）。
也可以使用dir命令来获得一个目录下的所有内容的列表。如果只单独使用dir命令，它将显示当前目录下的一个文件列表。如果在dir命令后带有一个目录，它将显示这个目录下的所有内容。
每一行告诉你如下内容。
如果想要创建一个新的目录，使用mkdir命令。该命令需要你告诉它要创建的目录的名称。如果只使用mkdir命令，将返回一个错误。
如果已经知道了如何通过命令提示符窗口来浏览计算机上的内容，请转到“测试Python的安装”部分。
在本节，将介绍在Mac OS上安装Python的方法，并安装一个文本编辑器。
如果你使用的是Mac OS计算机，那你已经安装了Python了！不需要再下载任何额外的东西。但是较早的Mac OS版本上的Python类型可能有一些细微差异，但这些差异不会影响本书中所有的操作。
无论什么时候要运行Python Shell，都需要启动IDLE。有时需要你运行一个文件。
在这种情况下，启动IDLE并打开文件（在文件菜单下找）。一旦打开文件，选中带有要运行的代码的窗口，然后在“Run”菜单下选择“Run Module”。
为了启动IDLE，需要打开一个终端窗口。在工具栏上单击查找图标并查找“terminal”。你将看到如图1-8所示的界面。
图1-8 查找终端
单击“Terminal”，将弹出一个如图1-9所示的终端窗口。终端窗口将允许你通过命令行访问计算机。
图1-9 终端窗口
稍后将重温在终端可以做的一些事。现在，启动IDLE。在命令行中，输入“idle”并按下<Enter>键。将弹出如图1-10所示的新程序，这是Python Shell。Python已经运行并等待你输入命令。
图1-10 IDLE中的Python Shell
继续输入print“Hello,world!”并按<Enter>键。将看到如图1-11所示的界面。
图1-11 IDLE中的一行Python代码
祝贺你！你已经完成了你的第一行Python代码！
在默认情况下，在一些显示器上字体设得有点小。如果想要修改字体大小，在“Options”菜单下单击“Configure IDLE”。你可以在这里将字体设为想要的大小。
在本书之前的章节，大家已经使用过Shell。然而，当程序越来越大时，你需要一个适合编写代码的文本编辑器。TextWrangler是一款很好且免费的文本编辑器，可以从“http://www.barebones.com/products/textwrangler/download.html”页面下载。
下载磁盘映像（它是一个安装程序），并在下载完成后单击它进行安装。记住不要在任何字处理程序（例如Word或TextEdit）中打开你的代码，这非常重要。这些字处理程序可能将代码重新格式化并插入一些你看不到的内容。在最好的情况下，你的代码也会看上去很难看。而最坏的情况，也是最常见的情况，代码最终无法运行。
尽管你已经开始通过IDLE使用Python，但是最终还是需要通过终端来浏览计算机。
打开一个终端窗口。将看到如下所示内容。
光标现在闪烁的位置叫做命令行（虽然你常常看到人们称之为“提示符”）。命令行的文本是可以定制的，但是在大多数Mac OS计算机上，把它设置为计算机的名字和当前的目录（也就是文件夹）。波浪号（~）是对应根目录的快捷方式，根目录通常是“/Users/Yourusername/”。
要查看当前目录是什么，使用pwd命令。
如果想要切换到另一个目录，使用cd命令。
也可以使用想要切换到的目录的完整路径（即包含了每个嵌套目录的一行）。
注意，很多人把目录称为文件夹。它们是同义词，而且经常交替使用。
也可以使用ls命令获得一个目录下的所有内容的一个列表。如果单独使用ls命令，它将返回当前目录下的文件列表。如果给ls命令指定一个目录，它将返回这个目录下的所有内容。
如果想要创建一个新的目录，使用mkdir命令，该命令要求为它指定某些值，以便它知道所创建的目录的名称。
要确定是否所有内容都能正常运行，启动Python Shell并输入如下命令。输出结果应该和右边栏显示的内容匹配。
命令 输出
print "Hello, world!" Hello, world!
5 + 1 6
import random >>> （这里应该什么也没有）
random.random() （一个很长的小数，例如0.33493820948329084203）在本章中，介绍了在计算机上安装Python以及一个文本编辑器的方法，并且尝试了一些Python命令。还简单介绍了正在运行的操作系统是什么，以及如何在文件系统中切换。
Q：为什么要下载Python 2.7而不是Python 3？
A：每当发布一个新版本的Python，已经使用Python编写了函数库的人们都需要花一段时间来适应。Python 3是很好，但是有些我们随后要使用的函数库还没有添加到其中。
Q：当所有人都转向使用Python 3时，我必须再全部重新学习吗？
A：完全不需要！Python 2中的很多功能都已经迁移到Python 3。一旦你学完了本书的24章内容，Python 3的绝大多数内容你都将非常熟悉。一旦你觉得准备好了研究Python 3，请查看Python.org上的指南，它将指导你熟悉已经实现的所有变化。
Q：除了Mac OS和Windows，还有其他的操作系统吗？
A：当然有！Linux是在Python开发者中非常流行的一个操作系统。Linux有各种各样的版本，从为大型企业系统设计的版本到为学校和小孩设计的版本。它们被称为“发布版”。除了少数由大企业定制的以外，所有的Linux发布版都是免费的。有一些（例如Ubuntu）甚至有一个允许Windows用户双重引导的安装程序，即用户可以选择计算机启动进入Ubuntu或Windows。要了解Linux的更多知识，参见本书第24章的内容。
作业包括测试问题和练习，它们将帮助你巩固学习过的内容。请先回答问题，再参考后面的答案。
（1）你运行的Python是什么版本？
（2）“文件夹”的同义词是什么？
（3）如果想要在一个文本编辑器中编辑代码，可以使用微软的Word或者WordPad。这种说法是否正确？
（1）Python 2.7。在7后面还应该有另外一个数字（例如2.7.5），但是这个数字可以忽略。
（2）目录。也就是我们将在本书中提到的文件夹。
（3）假！很多编辑器（例如Word和WordPad）将对代码造成严重破坏！在Windows上使用Notepad++或者在Mac OS上使用TextWrangler来作为代码编辑器。
（1）通过命令行，在根目录下创建一个名为“projects”的新文件夹。接着，切换到这个目录并创建另一个名为“python”的文件夹。
（2）在文本编辑器中，在新的python目录下（即在练习1中创建的目录），创建一个名为hello.py的新文件。在其中输入print "Hello, world"，接着保存并关闭它。在命令行中，查看这个文件的大小。
