PYTHON趣味编程:从入门到人工智能 清华大学出版社 下载 pdf 百度网盘 epub 免费 2025 电子书 mobi 在线

本书是专门为小学生编写的零基础Python语言编程入门教材，分为程序设计、数学编程、海龟编程等3个单元。第1单元讲授变量、数据类型、数学运算、字符串、列表、函数和对象，讲授使用流程图来描述算法，还讲授使用顺序、选择和循环等基本的程序结构编写Python程序；第2单元讲授使用枚举、递推、模拟等方法编程解决方程、逻辑推理等数学问题；第3单元讲授使用海龟绘图功能进行创意绘图和制作趣味游戏。

第1 单元编程基础

第1课似曾相识——遇见Python3

第2课计算圆周率——神奇计算器10

第3课编程宣言——hello，world14

第4课照猫画虎——剖析Python程序19

第5课去火星要多久——变量和表达式25

第6课八十天环游地球——函数的使用33

第7课几何拼贴画——海龟绘图42

第8课高烧100℃——顺序结构51

第9课飞向太空——选择结构56

第10课棋盘麦粒——循环结构67

第11课恺撒加密——字符串处理78

第12课素数筛法——列表的使用89

第13课莫尔斯码——字典的使用100

第14课数字黑洞——自定义函数108

第15课图像转字符画——使用库编程120

第16课物以类聚——面向对象编程128

第2单元数学与算法

第17课隔沟算羊——枚举策略143

第18课李白沽酒——递推策略150

第19课水手分椰子——模拟策略155

第20课谁是雷锋——逻辑推理159

第21课向右看齐——冒泡排序164

第22课挑选苹果——选择排序169

第23课整理扑克——插入排序174

第24课分而治之——快速排序179

第25课猜数游戏——二分查找186

第26课勾股树——分形之美192

第27课玫瑰曲线——数学之美200

第3单元游戏编程

第28课Pyglet编程初步209

第29课公主迎圣诞223

第30课疯狂摩托239

第31课捕鱼达人249

第4单元人工智能

第32课OpenCV编程初步271

第33课人脸识别279

第34课目标检测285

第35课绘画大师291

谢声涛，小海豚科学馆创始人，致力于线下和线上推广青少年科普教育和编程教育。曾在多家互联网公司工作，历任程序员、研发经理、架构师、技术总监等职，熟悉大规模网站架构设计，擅长复杂应用系统开发，在海量数据管理、搜索引擎技术等应用方面有丰富经验。

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    第1课似曾相识――遇见Python1.1初遇Python

     从这里开始，我们将学习一门新的编程语言――Python，它将为我们在计算机世界搭起一座通向人工智能的桥梁。

     Python在英文中是大蟒蛇的意思，英语发音/？paiθ？n/，美语发音/？paiθ？？n/，国内用户多读作“派森”。如图1？1所示，由一蓝一黄缠绕在一起的两条蟒蛇构成了Python语言的近期新Logo图案。

     图1？1Python的Logo图案

     在生活中，人们使用汉语、英语、法语、德语、日语等不同的语言跟不同国家的人进行交流。在使用计算机时，人们不能直接使用英语等人类的语言和计算机交流，而是使用编程语言(Programming Language)将人们的想法编写成程序，再通过执行程序控制计算机去解决各种问题。在计算机世界有着数量众多的编程语言，Python就是其中一种简单易学的编程语言。在实际应用中，Python被广泛用于人工智能、云计算、科学运算、Web开发、网络爬虫、系统运维、图形GUI、金融量化投资等众多领域。

     Python拥有强大的功能，并且易于学习和使用。一般来说，初学者经过数周的学习，就能够掌握基本的Python编程。通过学习本书，初学者将能够逐步掌握使用Python语言编程解决常见的数学问题、绘制美丽的图画、编写有趣的游戏，以及编写简单的人工智能应用程序等。本书通过丰富多彩的案例项目，让初学者在学习Python编程的过程中充满乐趣，部分案例项目的效果如图1？2所示。〖1〗〖1〗图1？2部分案例项目的效果图

     1.2从Scratch到Python

     在青少年编程教育领域，以MIT Scratch为代表的图形化编程语言适合作为中小学生编程教育的入门语言。通过学习Scratch掌握基本的编程思想之后，就可以继续学习具备完整编程特性的Python语言。

     图1？3分别展示了使用Scratch和Python两种语言编写的计算圆面积的程序代码。程序的逻辑比较简单，先由用户输入圆的半径，然后利用公式计算出圆的面积，再输出结果。对比图中用英文描述的Scratch程序和Python程序, 让人有一种似曾相识的感觉。同时可以看到Python代码更为简洁，更接近数学语言。

     图1？3Scratch和Python程序的对比

     Scratch编程以鼠标操作为主，编程者通过将不同功能的指令积木拖动到脚本区，并按照一定的逻辑关系拼接在一起，就组成了可以运行的程序。这种编程方式能够避免语法错误，使编程者专注于思考编程逻辑。

     Python编程以键盘操作为主，编程者需要记忆一些Python语言的关键字(Keywords)、语法规则等，在编程时按照规定的语法格式输入不同的指令语句，并以一定的逻辑关系组织在一起，从而得到能够执行的程序。对于初学者来说，在开始学习Python编程的几周之内，由于录入错误（如单词拼写错误、全角和半角符号混用、没有匹配引号和括号等）会频繁遇到语法错误。但是，在坚持一段时间并熟悉Python的编程方式之后，这种语法错误就会显著地减少。提示： 初学者可参考本书“附录BPython初学者常见错误及解决方法”修正错误。

     建议初学者先学习Scratch编程，在掌握基本的编程思想之后，再转向Python编程，学习曲线会比较平缓。推荐使用《Scratch编程从入门到精通》(ISBN:978？7？302？50837？3,清华大学出版社)作为学习Scratch编程的教材。

     由于Python编程使用的是英文关键字，程序代码与英语比较接近，学过Scratch的编程者可以在Scratch软件中切换到英文界面下体验和熟悉在英文环境中编写程序，这对于学习Python编程会有很大帮助。

     1.3安装Python软件

     Python是一种跨平台的编程语言，用它编写的程序能够运行于Windows、Mac OS和Linux等不同的操作系统。在Python官方网站（www.python.org）可以下载各个版本的Python软件。

     Python语言分为Python 2 和 Python 3 两大分支版本，彼此之间并不兼容。由于Python官方团队计划在2020年终止对Python 2的支持，因此，选择学习Python 3 才是明智之举。

     在写作本书时，Python 3的版本已经更新到v3.7.1。下面介绍在Windows 7 操作系统下安装Python 3.7.1软件，具体步骤如下。

     (1) 安装Windows 7 Service Pack 1。如果你的Windows 7没有安装Service Pack 1，那么将无法安装Python 3.7.1；如果已安装，则跳过这一步。提示： 在微信公众号“小海豚科学馆”中发送消息“升级win7”可获取Windows 7 Service Pack 1的安装包下载地址和安装说明。

     (2) 使用浏览器访问https://www.python.org/downloads/，单击页面中的Download Python 3.7.1按钮（如图1？4所示），将下载python？3.7.1.exe文件到本地磁盘中，或者跳转到https://www.python.org/downloads/release/python？371/页面，在页面底部的文件列表区中选择下载64位或32位的Python 3.7.1的可执行安装包，如图15所示。

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编辑推荐

"《Python趣味编程：从入门到人工智能》从Scratch到Python轻松进阶，手把手教你学习AI编程语言

一学就会的零基础入门书；基于近期新 Python 3.7 版本；从经典的hello, world学起；步步为营掌握Python语言；用Python玩转数学和算法；用Pyglet 写捕鱼达人游戏；用AI把照片变成世界名画；感受Python编程无限魅力。

前言

近年来，从欧美兴起的新一轮青少年编程教育浪潮席卷全球，在中小学阶段推广和普及编程教育已经成为全球各国的共识。2017年7月，国务院发布的《新一代人工智能发展规划》提出，要在中小学阶段设置人工智能相关课程，并逐步推广编程教育。这极大地推动青少年编程教育在国内的普及。在众多的编程语言中，比较适合广大青少年学习的编程语言是Scratch和Python。青少年可以选择图形化编程语言Scratch作为第一门编程语言，之后转向具有完整编程特性的Python语言。

Python是一种通用型编程语言，它具有良好的可扩展性和适应性，易于学习，被广泛应用于云计算、人工智能、科学运算、Web开发、网络爬虫、系统运维、图形GUI、金融量化投资等众多领域。无论是客户端、云端，还是物联网终端，都能看到Python的身影，可以说，Python的应用无处不在。特别是在移动互联网和人工智能时代，Python越来越受到编程者的青睐，成为近年来热度增长最快的编程语言之一。在TIOBE、RedMonk等世界编程语言排行榜中，Python语言名列前茅。因此，学习Python语言是一个非常不错的选择。

本书特点

(1) 讲授近期新的Python 3.7版本，更适合零基础的初学者。

(2) 采用单元课程的形式编排内容，用趣味案例激发学生兴趣，更适合青少年学生学习。

(3) 以解决问题为导向，注重培养编程思维，让学生感受到编程是有用的。同时，讲解编程知识以够用为原则，带领初学者避开技术陷阱。

(4) 教学案例丰富多彩，有数学计算、绘画、游戏和人工智能等，让学生体验编程的乐趣。

(5) 每课均有课后练习题，让初学者巩固所学知识。

本书主要内容

本书共分为四个单元。

第1单元是编程基础，安排了16个课程，讲授结构化与面向对象程序设计的基础知识。首先从变量、数据类型、运算符和表达式等基本概念讲起，通过编写输入、处理、

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输出三步曲式的简单程序以及学习小海龟绘图，逐步熟悉Python开发环境和编程方式；然后讲授使用顺序结构、选择结构和循环结构等编写结构化的程序，同时结合流程图描述算法，逐步掌握结构化的编程思想；最后讲授利用函数进行模块化设计以及面向对象的编程知识。这个单元在教学案例设计上讲究趣味性和知识性，通过解决去火星要多久、八十天环游地球、棋盘麦粒、恺撒加密、莫尔斯码等问题，让初学者感受到编程是有用的，它能够解决身边的问题，从而激发他们学习编程的兴趣。

第2单元是数学与算法，安排了11个课程，讲授基本的算法策略、排序和查找算法、分形图和数学曲线的画法。其中，4个课程讲授使用枚举、递推、模拟等算法策略编程解决方程问题、逻辑推理问题等，案例有隔沟算羊、李白沽酒、水手分椰子等；5个课程讲授冒泡排序、选择排序、插入排序、快速排序和二分查找等算法；还有2个课程讲授勾股树分形图的画法和利用参数方程绘制玫瑰曲线图形，在练习题中还介绍谢尔宾斯基三角形和六角星雪花分形图、心形曲线和蝴蝶曲线的画法。

第3单元是游戏编程，安排了4个课程，讲授使用Pyglet类库编写游戏程序。首先是学习Pyglet编程基础，然后安排了3个趣味游戏项目，分别是公主迎圣诞、疯狂摩托和捕鱼达人。让初学者通过编写游戏程序进行编程实践，以“玩中学”的形式巩固编程知识。

第4单元是人工智能，安排了4个课程，讲授使用OpenCV类库编写人工智能技术应用项目。首先学习OpenCV编程基础，然后安排了3个体验性质的编程项目，分别是人脸识别、目标检测和绘画大师。让初学者通过人工智能技术的应用，消除人工智能技术的神秘感。

推荐学习网站

本书以解决问题为导向来设计各单元课程，通过趣味案例激发学习者的编程兴趣，带领初学者循序渐进地学习Python编程，避开编程中的各种技术陷阱。这有别于其他说明手册式的教材，也是本书的特色所在，更适合初学者作为入门教材学习。限于篇幅，在本书中使用到的各种Python类库、函数及其用法等未能作全面讲解，仅介绍了其基本的用法。作为本书的一个补充，建议Python初学者利用免费的学习网站runoob.com作为自己的Python学习手册，遇到不清楚的函数用法、语法规则等问题，可以随时查阅网站中的相关内容。runoob.com网站的Python教程链接如下：

http://www.runoob.com/python3

本书学习资源

本书中的程序基于Python 3.7版本编写，所有示例程序均已调试通过。

读者可以关注微信公众号“小海豚科学馆”获取本书的范例程序文件、游戏素材、数据文件、课后练习题答案等资源，另外还为有需要的读者提供了Python软件安装包、Windows 7 SP1升级包、AVBin库安装包等资源的下载方式。

读者也可以加入QQ群26356297获取本书资源包，还能和本书作者及网友在线交流，互相学习和分享经验。

由于编者水平有限，书中难免有不妥之处，还请读者朋友不吝赐教。请读者关注作者公布的微信公众号和QQ群，以便及时了解本书的近期新勘误信息。

本书适用对象

本书是零起点教材，适合广大青少年和所有对编程感兴趣的初学者阅读，也适合作为学校编程社团和编程培训机构的教材。

让我们开始奇妙的Python编程之旅吧！

谢声涛

2019年3月