大數據起步從Python開始：算法及設計基礎

前 言

為了適應資訊和計算技術的發展，滿足社會各個領域對電腦應用人才不斷增長的需求。本書設計了「演算法與程式設計基礎」的通識課程方案，力求融入計算思維，將多年來電腦學科所形成的解決問題的思維模式和方法滲透到各個學科。與傳統的程式設計類別教材不同，本書選擇較容易上手的Python 語言，注重介紹分析問題和解決問題的方法和想法，透過對不同解決方案的分析比較，讓學生掌握選取最佳化方案並予以實現的理論方法和實際應用能力。

本書撰寫具有以下特點。

1. 說明和重點安排合理

書中的內容編排凝聚了作者多年的教學經驗與體會，並在章節的篇幅和安排上為教師提供了說明內容和時間安排上的靈活性。擴充部分使有能力的讀者可以更上一層樓，並把本書當作一個有價值的參考資源。

2. 解說深入

對一些較難的知識，學生不僅要知其然，還需要知其所以然。因此書中會替學生剖析其本質，讓學生能夠從根本上了解、掌握並靈活運用這些知識。

3. 實用性強

書中提供了大量針對性的實例，同時程式設計中要注意什麼？如何閱讀出錯提示？出現問題如何解決？書中都會一一說明，帶領學生迅速掌握程式設計的全過程。

4. 涵蓋了演算法和程式設計較為核心的內容

選擇了經典和應用廣泛的各種演算法，並結合程式設計的思維和方法，讓學生能夠透過循序漸進的程式設計過程了解計算的魔力，掌握求解問題的方法，進而融入後續的學習和今後的生活和工作中。

本書由吳萍負責全書的統稿。第1 章由朱敏、陳志雲、蒲鵬執筆，第2 章、第6章由周力執筆，第3 章由朱晴婷執筆，第4 章由蒲鵬執筆，第5 章由朱晴婷、裘奮華執筆，第7 章由吳萍執筆，第8 章由刁慶霖執筆。附錄A 由各章撰寫者提供，附錄B 由鄭凱選編。

由於時間倉促和作者水準有限，書中難免有不妥之處，懇請讀者們批評指正。

本書的搭配教材等資源可以從本公司官網www.topteam.cc 下載，和本書有關的問題，請來信至fuhy@tup.tsinghua.edu.cn。

前 言

為了適應資訊和計算技術的發展，滿足社會各個領域對電腦應用人才不斷增長的需求。本書設計了「演算法與程式設計基礎」的通識課程方案，力求融入計算思維，將多年來電腦學科所形成的解決問題的思維模式和方法滲透到各個學科。與傳統的程式設計類別教材不同，本書選擇較容易上手的Python 語言，注重介紹分析問題和解決問題的方法和想法，透過對不同解決方案的分析比較，讓學生掌握選取最佳化方案並予以實現的理論方法和實際應用能力。

本書撰寫具有以下特點。

1. 說明和重點安排合理

書中的內容編排凝聚了作者多年的教學經驗與體...

前言
01 程式設計與計算思維
1.1 程式設計與電腦語言
1.2 電腦語言與計算思維的關係
1.3 初識Python 語言
1.4 Python 的說明系統
1.5 本章小結
1.6 習題與思考
1.7 實驗Python 的安裝和執行環境
02 算法概述
2.1 電腦程式與演算法
2.2 演算法的描述
2.3 常用演算法簡介
2.4 本章小結
2.5 習題與思考
2.6 實驗演算法描述和繪製流程圖
03 資料表示和計算
3.1 資料和資料類型的概念
3.2 數值資料的表示與計算
3.3 文字資料的表示和操作
3.4 批次資料表示與操作
3.5 本章小結
3.6 習題與思考
3.7 實驗資料的表示和操作
04 基本控制結構的程式設計
4.1 用Python 實現順序結構程式
4.2 用Python 實現分支結構程式
4.3 用Python 實現循環結構程式1
4.4 字串資料操作
4.5 本章小結
4.6 習題與思考
4.7 實驗基本控制結構
05 資料的輸入和輸出
5.1 人- 機互動的意義、方法
5.2 標準輸入輸出程式
5.3 檔案輸入輸出程式
5.4 例外
5.5 本章小結
5.6 習題與思考
5.7 實驗
06 函數與模組
6.1 函數的基本概念
6.2 在Python 語言中定義和使用函數
6.3 函數應用
6.4 模組和Python 標準函數庫
6.5 本章小結
6.6 習題與思考
6.7 實驗函數和模組的使用
07 演算法分析與設計
7.1 演算法效能分析
7.2 查找問題
7.3 排序問題
7.4 遞迴和分治的思維
7.5 本章小結
7.6 習題與思考
7.7 實驗演算法實現與效能分析
08 物件導向思維簡介
8.1 物件導向思維
8.2 Python 中的類別和物件
8.3 物件導向思維應用——圖形介面程式設計
8.4 本章小結
8.5 習題與思考
8.6 實驗 .
Appendix A 習題解答
Appendix B Python 習題選編

前言
01 程式設計與計算思維
1.1 程式設計與電腦語言
1.2 電腦語言與計算思維的關係
1.3 初識Python 語言
1.4 Python 的說明系統
1.5 本章小結
1.6 習題與思考
1.7 實驗Python 的安裝和執行環境
02 算法概述
2.1 電腦程式與演算法
2.2 演算法的描述
2.3 常用演算法簡介
2.4 本章小結
2.5 習題與思考
2.6 實驗演算法描述和繪製流程圖
03 資料表示和計算
3.1 資料和資料類型的概念
3.2 數值資料的表示與計算
3.3 文字資料的表示和操作
3.4 批次資料表示與操作
3.5 本章小結
3.6 習題與思考
3.7 實驗...