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第一部分 Python编程基础3

第1章 Python基础3

1.1 在交互式环境中输入表达式3

1.2 整型、浮点型和字符串数据类型6

1.3 字符串连接和复制6

1.4 在变量中保存值7

1.4.1 赋值语句7

1.4.2 变量名9

1.5 第一个程序9

1.6 程序剖析11

1.6.1 注释11

1.6.2 print()函数11

1.6.3 input()函数11

1.6.4 打印用户的名字12

1.6.5 len()函数12

1.6.6 str()、int()和float()函数13

1.7 小结15

1.8 习题15

第2章 控制流17

2.1 布尔值18

2.2 比较操作符19

2.3 布尔操作符20

2.3.1 二元布尔操作符20

2.3.2 not操作符21

2.4 混合布尔和比较操作符21

2.5 控制流的元素22

2.5.1 条件22

2.5.2 代码块22

2.6 程序执行23

2.7 控制流语句23

2.7.1 if语句23

2.7.2 else语句24

2.7.3 elif语句25

2.7.4 while循环语句30

2.7.5 恼人的循环31

2.7.6 break语句33

2.7.7 continue语句34

2.7.8 for循环和range()函数37

2.7.9 等价的while循环39

2.7.10 range()的开始、停止和步长参数39

2.8 导入模块40

from import语句41

2.9 用sys.exit()提前结束程序41

2.10 小结41

2.11 习题41

第3章 函数43

3.1 def语句和参数44

3.2 返回值和return语句45

3.3 None值46

3.4 关键字参数和print()47

3.5 局部和全局作用域48

3.5.1 局部变量不能在全局作用域内使用48

3.5.2 局部作用域不能使用其他局部作用域内的变量49

3.5.3 全局变量可以在局部作用域中读取49

3.5.4 名称相同的局部变量和全局变量50

3.6 global语句50

3.7 异常处理52

3.8 一个小程序：猜数字54

3.9 小结55

3.10 习题56

3.11 实践项目56

3.11.1 Collatz序列56

3.11.2 输入验证57

第4章 列表59

4.1 列表数据类型59

4.1.1 用下标取得列表中的单个值60

4.1.2 负数下标61

4.1.3 利用切片取得子列表61

4.1.4 用len()取得列表的长度62

4.1.5 用下标改变列表中的值62

4.1.6 列表连接和列表复制62

4.1.7 用del语句从列表中删除值63

4.2 使用列表63

4.2.1 列表用于循环64

4.2.2 in和not in操作符65

4.2.3 多重赋值技巧66

4.3 增强的赋值操作66

4.4 方法67

4.4.1 用index()方法在列表中查找值67

4.4.2 用append()和insert()方法在列表中添加值68

4.4.3 用remove()方法从列表中删除值69

4.4.4 用sort()方法将列表中的值排序69

4.5 例子程序：神奇8球和列表70

4.6 类似列表的类型：字符串和元组71

4.6.1 可变和不可变数据类型72

4.6.2 元组数据类型73

4.6.3 用list()和tuple()函数来转换类型74

4.7 引用75

4.7.1 传递引用76

4.7.2 copy模块的copy()和deepcopy()函数77

4.8 小结78

4.9 习题78

4.10 实践项目79

4.10.1 逗号代码79

4.10.2 字符图网格79

第5章 字典和结构化数据81

5.1 字典数据类型81

5.1.1 字典与列表82

5.1.2 keys()、values()和items()方法83

5.1.3 检查字典中是否存在键或值84

5.1.4 get()方法84

5.1.5 setdefault()方法85

5.2 漂亮打印86

5.3 使用数据结构对真实世界建模87

5.3.1 井字棋盘88

5.3.2 嵌套的字典和列表91

5.4 小结92

5.5 习题93

5.6 实践项目93

5.6.1 好玩游戏的物品清单93

5.6.2 列表到字典的函数，针对好玩游戏物品清单94

第6章 字符串操作95

6.1 处理字符串95

6.1.1 字符串字面量95

6.1.2 双引号96

6.1.3 转义字符96

6.1.4 原始字符串96

6.1.5 用三重引号的多行字符串97

6.1.6 多行注释97

6.1.7 字符串下标和切片98

6.1.8 字符串的in和not in操作符98

6.2 有用的字符串方法99

6.2.1 字符串方法upper()、lower()、isupper()和islower()99

6.2.2 isX字符串方法100

6.2.3 字符串方法startswith()和endswith()102

6.2.4 字符串方法join()和split()102

6.2.5 用rjust()、ljust()和center()方法对齐文本103

6.2.6 用strip()、rstrip()和lstrip()删除空白字符104

6.2.7 用pyperclip模块拷贝粘贴字符串105

6.3 项目：口令保管箱106

第1步：程序设计和数据结构106

第2步：处理命令行参数106

第3步：复制正确的口令107

6.4 项目：在Wiki标记中添加无序列表108

第1步：从剪贴板中复制和粘贴108

第2步：分离文本中的行，并添加星号109

第3步：连接修改过的行109

6.5 小结110

6.6 习题110

6.7 实践项目111

表格打印111

第二部分 自动化任务115

第7章 模式匹配与正则表达式115

7.1 不用正则表达式来查找文本模式116

7.2 用正则表达式查找文本模式117

7.2.1 创建正则表达式对象118

7.2.2 匹配Regex对象118

7.2.3 正则表达式匹配复习119

7.3 用正则表达式匹配更多模式119

7.3.1 利用括号分组119

7.3.2 用管道匹配多个分组120

7.3.3 用问号实现可选匹配121

7.3.4 用星号匹配零次或多次121

7.3.5 用加号匹配一次或多次122

7.3.6 用花括号匹配特定次数122

7.4 贪心和非贪心匹配123

7.5 findall()方法124

7.6 字符分类124

7.7 建立自己的字符分类125

7.8 插入字符和美元字符126

7.9 通配字符126

7.9.1 用点-星匹配所有字符127

7.9.2 用句点字符匹配换行127

7.10 正则表达式符号复习128

7.11 不区分大小写的匹配128

7.12 用sub()方法替换字符串129

7.13 管理复杂的正则表达式129

7.14 组合使用re.IGNOREC ASE、re.DOTALL和re.VERBOSE130

7.15 项目：电话号码和E-mail地址提取程序130

第1步：为电话号码创建一个正则表达式131

第2步：为E-mail地址创建一个正则表达式132

第3步：在剪贴板文本中找到所有匹配132

第4步：所有匹配连接成一个字符串，复制到剪贴板133

第5步：运行程序133

第6步：类似程序的构想134

7.16 小结134

7.17 习题134

7.18 实践项目136

7.18.1 强口令检测136

7.18.2 strip()的正则表达式版本136

第8章 读写文件137

8.1 文件与文件路径137

8.1.1 Windows上的倒斜杠以及OS X和Linux上的正斜杠138

8.1.2 当前工作目录139

8.1.3 绝对路径与相对路径139

8.1.4 用os.makedirs()创建新文件夹140

8.1.5 os.path模块140

8.1.6 处理绝对路径和相对路径141

8.1.7 查看文件大小和文件夹内容142

8.1.8 检查路径有效性143

8.2 文件读写过程144

8.2.1 用open()函数打开文件145

8.2.2 读取文件内容145

8.2.3 写入文件146

8.3 用shelve模块保存变量147

8.4 用pprint.pformat()函数保存变量148

8.5 项目：生成随机的测验试卷文件149

第1步：将测验数据保存在一个字典中149

第2步：创建测验文件，并打乱问题的次序150

第3步：创建答案选项151

第4步：将内容写入测验试卷和答案文件151

8.6 项目：多重剪贴板153

第1步：注释和shelf设置153

第2步：用一个关键字保存剪贴板内容154

第3步：列出关键字和加载关键字的内容154

8.7 小结155

8.8 习题155

8.9 实践项目156

8.9.1 扩展多重剪贴板156

8.9.2 疯狂填词156

8.9.3 正则表达式查找156

第9章 组织文件157

9.1 shutil模块158

9.1.1 复制文件和文件夹158

9.1.2 文件和文件夹的移动与改名158

9.1.3 永久删除文件和文件夹160

9.1.4 用send2trash模块安全地删除160

9.2 遍历目录树161

9.3 用zipfile模块压缩文件162

9.3.1 读取ZIP文件163

9.3.2 从ZIP文件中解压缩164

9.3.3 创建和添加到ZIP文件164

9.4 项目：将带有美国风格日期的文件改名为欧洲风格日期165

第1步：为美国风格的日期创建一个正则表达式165

第2步：识别文件名中的日期部分166

第3步：构成新文件名，并对文件改名167

第4步：类似程序的想法168

9.5 项目：将一个文件夹备份到一个ZIP文件168

第1步：弄清楚ZIP文件的名称168

第2步：创建新ZIP文件169

第3步：遍历目录树并添加到ZIP文件170

第4步：类似程序的想法170

9.6 小结171

9.7 习题171

9.8 实践项目171

9.8.1 选择性拷贝171

9.8.2 删除不需要的文件172

9.8.3 消除缺失的编号172

第10章 调试173

10.1 抛出异常174

10.2 取得反向跟踪的字符串175

10.3 断言176

10.3.1 在交通灯模拟中使用断言177

10.3.2 禁用断言178

10.4 日志178

10.4.1 使用日志模块178

10.4.2 不要用print()调试180

10.4.3 日志级别180

10.4.4 禁用日志181

10.4.5 将日志记录到文件182

10.5 IDLE的调试器182

10.5.1 Go183

10.5.2 Step183

10.5.3 Over183

10.5.4 Out183

10.5.5 Quit183

10.5.6 调试一个数字相加的程序184

10.5.7 断点185

10.6 小结187

10.7 习题187

10.8 实践项目188

第11章 从Web抓取信息189

11.1 项目：利用webbrowser模块的mapIt.py190

第1步：弄清楚URL190

第2步：处理命令行参数191

第3步：处理剪贴板内容，加载浏览器191

第4步：类似程序的想法192

11.2 用requests模块从Web下载文件192

11.2.1 用requests.get()函数下载一个网页193

11.2.2 检查错误193

11.3 将下载的文件保存到硬盘194

11.4 HTML195

11.4.1 学习HTML的资源195

11.4.2 快速复习195

11.4.3 查看网页的HTML源代码196

11.4.4 打开浏览器的开发者工具197

11.4.5 使用开发者工具来寻找HTML元素198

11.5 用BeautifulSoup模块解析HTML199

11.5.1 从HTML创建一个BeautifulSoup对象200

11.5.2 用select()方法寻找元素200

11.5.3 通过元素的属性获取数据202

11.6 项目：“I’m Feeling Lucky”Google查找202

第1步：获取命令行参数，并请求查找页面203

第2步：找到所有的结果203

第3步：针对每个结果打开Web浏览器204

第4步：类似程序的想法205

11.7 项目：下载所有XKCD漫画205

第1步：设计程序206

第2步：下载网页207

第3步：寻找和下载漫画图像207

第4步：保存图像，找到前一张漫画208

第5步：类似程序的想法209

11.8 用selenium模块控制浏览器210

11.8.1 启动selenium控制的浏览器210

11.8.2 在页面中寻找元素211

11.8.3 点击页面212

11.8.4 填写并提交表单212

11.8.5 发送特殊键213

11.8.6 点击浏览器按钮213

11.8.7 关于selenium的更多信息214

11.9 小结214

11.10 习题214

11.11 实践项目215

11.11.1 命令行邮件程序215

11.11.2 图像网站下载215

11.11.3 2048215

11.11.4 链接验证215

第12章 处理Excel电子表格217

12.1 Excel文档217

12.2 安装openpyxl模块218

12.3 读取Excel文档218

12.3.1 用openpyxl模块打开Excel文档219

12.3.2 从工作簿中取得工作表219

12.3.3 从表中取得单元格220

12.3.4 列字母和数字之间的转换221

12.3.5 从表中取得行和列222

12.3.6 工作簿、工作表、单元格223

12.4 项目：从电子表格中读取数据223

第1步：读取电子表格数据224

第2步：填充数据结构225

第3步：将结果写入文件226

第4步：类似程序的思想227

12.5 写入Excel文档227

12.5.1 创建并保存Excel文档227

12.5.2 创建和删除工作表228

12.5.3 将值写入单元格229

12.6 项目：更新一个电子表格229

第1步：利用更新信息建立数据结构230

第2步：检查所有行，更新不正确的价格231

第3步：类似程序的思想231

12.7 设置单元格的字体风格232

12.8 Font对象232

12.9 公式234

12.10 调整行和列235

12.10.1 设置行高和列宽235

12.10.2 合并和拆分单元格236

12.10.3 冻结窗格237

12.10.4 图表238

12.11 小结240

12.12 习题240

12.13 实践项目241

12.13.1 乘法表241

12.13.2 空行插入程序241

12.13.3 电子表格单元格翻转程序242

12.13.4 文本文件到电子表格242

12.13.5 电子表格到文本文件242

第13章 处理PDF和Word文档243

13.1 PDF文档243

13.1.1 从PDF提取文本244

13.1.2 解密PDF245

13.1.3 创建PDF246

13.1.4 拷贝页面246

13.1.5 旋转页面247

13.1.6 叠加页面248

13.1.7 加密PDF249

13.2 项目：从多个PDF中合并选择的页面250

第1步：找到所有PDF文件250

第2步：打开每个PDF文件251

第3步：添加每一页252

第4步：保存结果252

第5步：类似程序的想法253

13.3 Word文档253

13.3.1 读取Word文档254

13.3.2 从.docx文件中取得完整的文本254

13.3.3 设置Paragraph和Run对象的样式255

13.3.4 创建带有非默认样式的Word文档257

13.3.5 Run属性257

13.3.6 写入Word文档258

13.3.7 添加标题260

13.3.8 添加换行符和换页符261

13.3.9 添加图像261

13.4 小结262

13.5 习题262

13.6 实践项目263

13.6.1 PDF偏执狂263

13.6.2 定制邀请函，保存为Word文档263

13.6.3 暴力PDF口令破解程序264

第14章 处理CSV文件和JSON数据265

14.1 csv模块265

14.1.1 Reader对象266

14.1.2 在for循环中，从Reader对象读取数据267

14.1.3 Writer对象268

14.1.4 delimiter和lineterminator关键字参数269

14.2 项目：从CSV文件中删除表头269

第1步：循环遍历每个CSV文件270

第2步：读入CSV文件270

第3步：写入CSV文件，没有第一行271

第4步：类似程序的想法272

14.3 JSON和API272

14.4 json模块273

14.4.1 用loads()函数读取JSON273

14.4.2 用dumps函数写出JSON273

14.5 项目：取得当前的天气数据274

第1步：从命令行参数获取位置274

第2步：下载JSON数据275

第3步：加载JSON数据并打印天气275

第4步：类似程序的想法277

14.6 小结277

14.7 习题277

14.8 实践项目277

第15章 保持时间、计划任务和启动程序279

15.1 time模块279

15.1.1 time.time()函数279

15.1.2 time.sleep()函数280

15.2 数字四舍五入281

15.3 项目：超级秒表282

第1步：设置程序来记录时间282

第2步：记录并打印单圈时间283

第3步：类似程序的想法283

15.4 datetime模块284

15.4.1 timedelta数据类型285

15.4.2 暂停直至特定日期286

15.4.3 将datetime对象转换为字符串287

15.4.4 将字符串转换成datetime对象288

15.5 回顾Python的时间函数288

15.6 多线程289

15.6.1 向线程的目标函数传递参数290

15.6.2 并发问题291

15.7 项目：多线程XKCD下载程序291

第1步：修改程序以使用函数292

第2步：创建并启动线程293

第3步：等待所有线程结束293

15.8 从Python启动其他程序294

15.8.1 向Popen()传递命令行参数295

15.8.2 Task Scheduler、launchd和cron296

15.8.3 用Python打开网站296

15.8.4 运行其他Python脚本296

15.8.5 用默认的应用程序打开文件297

15.9 项目：简单的倒计时程序298

第1步：倒计时298

第2步：播放声音文件298

第3步：类似程序的想法299

15.10 小结299

15.11 习题300

15.12 实践项目300

15.12.1 美化的秒表300

15.12.2 计划的Web漫画下载301

第16章 发送电子邮件和短信303

16.1 SMTP303

16.2 发送电子邮件304

16.2.1 连接到SMTP服务器304

16.2.2 发送SMTP的“Hello”消息305

16.2.3 开始TLS加密306

16.2.4 登录到SMTP服务器306

16.2.5 发送电子邮件306

16.2.6 从SMTP服务器断开307

16.3 IMAP307

16.4 用IMAP获取和删除电子邮件307

16.4.1 连接到IMAP服务器308

16.4.2 登录到IMAP服务器309

16.4.3 搜索电子邮件309

16.4.4 选择文件夹309

16.4.5 执行搜索310

16.4.6 大小限制312

16.4.7 取邮件并标记为已读312

16.4.8 从原始消息中获取电子邮件地址313

16.4.9 从原始消息中获取正文314

16.4.10 删除电子邮件315

16.4.11 从IMAP服务器断开315

16.5 项目：向会员发送会费提醒电子邮件316

第1步：打开Excel文件316

第2步：查找所有未付成员317

第3步：发送定制的电子邮件提醒318

16.6 用Twilio发送短信319

16.6.1 注册Twilio账号319

16.6.2 发送短信320

16.7 项目：“只给我发短信”模块321

16.8 小结322

16.9 习题323

16.10 实践项目323

16.10.1 随机分配家务活的电子邮件程序323

16.10.2 伞提醒程序324

16.10.3 自动退订324

16.10.4 通过电子邮件控制你的电脑324

第17章 操作图像327

17.1 计算机图像基础327

17.1.1 颜色和RGBA值328

17.1.2 坐标和Box元组329

17.2 用Pillow操作图像330

17.2.1 处理Image数据类型331

17.2.2 裁剪图片332

17.2.3 复制和粘贴图像到其他图像333

17.2.4 调整图像大小335

17.2.5 旋转和翻转图像336

17.2.6 更改单个像素338

17.3 项目：添加徽标339

第1步：打开徽标图像340

第2步：遍历所有文件并打开图像341

第3步：调整图像的大小341

第4步：添加徽标，并保存更改342

第5步：类似程序的想法343

17.4 在图像上绘画344

17.4.1 绘制形状344

17.4.2 绘制文本346

17.5 小结347

17.6 习题348

17.7 实践项目348

17.7.1 扩展和修正本章项目的程序348

17.7.2 在硬盘上识别照片文件夹349

17.7.3 定制的座位卡350

第18章 用GUI自动化控制键盘和鼠标351

18.1 安装pyautogui模块351

18.2 走对路352

18.2.1 通过注销关闭所有程序352

18.2.2 暂停和自动防故障装置352

18.3 控制鼠标移动353

18.3.1 移动鼠标354

18.3.2 获取鼠标位置354

18.4 项目：“现在鼠标在哪里？”355

第1步：导入模块355

第2步：编写退出代码和无限循环355

第3步：获取并打印鼠标坐标356

18.5 控制鼠标交互357

18.5.1 点击鼠标357

18.5.2 拖动鼠标357

18.5.3 滚动鼠标359

18.6 处理屏幕360

18.6.1 获取屏幕快照360

18.6.2 分析屏幕快照360

18.7 项目：扩展mouseNow程序361

18.8 图像识别362

18.9 控制键盘363

18.9.1 通过键盘发送一个字符串363

18.9.2 键名364

18.9.3 按下和释放键盘365

18.9.4 热键组合365

18.10 复习PyAutoGUI的函数366

18.11 项目：自动填表程序367

第1步：弄清楚步骤368

第2步：建立坐标368

第3步：开始键入数据370

第4步：处理选择列表和单选按钮371

第5步：提交表单并等待372

18.12 小结372

18.13 习题373

18.14 实践项目373

18.14.1 看起来很忙373

18.14.2 即时通信机器人373

18.14.3 玩游戏机器人指南374

附录A 安装第三方模块375

附录B 运行程序377

附录C 习题答案381