本书面向Python初学者，采用模块方式呈现知识要点，而非百科全书式的语法大全。书中介绍了数值、字符串、列表、字典、集合、控制结构、函数、递归、排序、面向对象编程、文件操作等基础知识，通过大量案例来演示这些技术，重视计算思维的培养，由浅入深地将解决问题的完整方案一步步呈现在读者面前。本版新增了面向数据科学的程序示例和练习，扩展了有关字符串和列表的内容，并引入了海龟图形和游戏编程等新的数据包。本书既可作为高等院校计算机专业第 一门程序设计课的教材，也可供Python爱好者自学参考。
本书是基于Python语言的计算机程序设计导论教科书，重点是介绍Python语言的基础知识，目的是提供有效的Python语言学习方法。本书面向具有不同兴趣和能力的广大学生群体，适用于计算机科学、电子工程和其他学科首次接触程序设计的学生的初级课程。本书不需要读者有任何程序设计经验，只需要有少量的高中数学知识即可。出于教学上的原因，本书采用Python 3，因为Python 3比Python 2更为规范。
本书的主要特点如下。
夯实基础。本书采用了传统的方法，首先强调控制结构、函数、过程分解以及内置数据结构的重要性。在前几章中，只在适当的时候才使用对象。第9章才开始学习设计和实现自定义的类。
使用操作指南和实训案例引导学生走向成功。初级程序员经常会有这样的疑问：“我该如何开始？现在应该怎么办？”当然，像程序设计这样复杂的活动不能简化为菜谱式的指令。然而，循序渐进的指导非常有助于学生树立学习的信心，也有助于为解决手头的任务提供思路。本书每章中的“问题求解”部分强调设计和规划的重要性，“操作指南”环节帮助学生完成常见的程序设计任务，大量的“实训案例”则演示如何应用相关概念以解决有趣的问题。
清晰明确地制订问题的解决策略。实用的、循序渐进的技术演示有助于学生设计和评估程序设计问题的解决方案。这些策略将在最恰当的时候引入，以为学生扫清成功道路上的障碍。本书涉及的问题解决策略包括：
算法设计（借助伪代码加以展示）
编程前首先进行手工演算（手工计算示例）
流程图
测试用例
手工跟踪程序执行过程
故事板
首先求解简单的问题
可复用的函数
逐步求精
自适应算法
通过操作实体对象发现算法
跟踪对象
对象数据的模式
递归思维
估测算法的运行时间
熟能生巧。很显然，学习程序设计的学生需要能够实现复杂的程序，但他们首先需要树立成功的信心。本书每章都包含许多练习题，要求学生逐步执行复杂度递增的任务：跟踪程序代码并了解其运行效果，根据准备好的材料生成程序片段，最终实现简单的程序。在每章的结尾还提供了额外的复习题和编程题。
重点突出，技术准确。百科全书式的知识覆盖对于初学者的帮助不大，同样，把材料简化成一个简洁的要点列表对初学者的帮助也微乎其微。在本书中，知识要点是以易于理解的模块来呈现的，当读者准备好接受进一步的信息时，则通过单独的注释引导他们深入最佳实践或者语言特性中。
第3版的新特色
对数据科学的关注。数据科学的方法变得如此重要，以至于许多学科的学生（不仅仅是计算机科学）都迫不及待地希望学习程序设计的基础知识。Python由于其逻辑结构、可供探索的交互式编程库以及大量用于数据操作的库，被定位为初出茅庐的数据科学家的唯一“入门”语言。
本书采用了一种行之有效的教学方法，而不仅仅局限于计算机科学专业的程序设计教学。在第3版中，我们提供了更多聚焦于数据科学各个方面的程序示例和练习题。
适量的Python语言知识。在编写第3版时，我们的目标是教授学生良好的程序设计方法和计算机科学知识。Python语言本身的使用并不是目的，我们将其作为达成目标的教学手段。
根据本书以前版本读者的建议，在第3版中，我们扩展了有关字符串和列表的简便操作方法。
更多的工具箱。在第2版中，广受欢迎的一项扩展内容是引入了供读者参考的“工具箱”模块。在“工具箱”中，我们介绍了Python库作为一种奇妙的“生态系统”，提供了许多实用的数据包。这些扩展包使得学生可以执行一些有用的工作任务，例如统计计算、绘制图表、发送电子邮件、处理电子表格和分析网页等。Python库被置于计算机科学原理的背景之下，学生将学习如何将这些原理应用于解决现实世界中的实际问题。每个工具箱都涉及许多新的复习题和编程题。
第3版新引入的工具箱包括海龟图形工具箱和游戏编程工具箱。
章节结构
图1显示了本书各章节之间的相互关系，以及各个主题的组织方式。本书的核心内容是第1～8章。第9章和第10章涵盖面向对象的程序设计，第11章和第12章介绍算法设计和分析（学生在其他课程中将深入学习这些知识）。
图形和图像处理。通过编写程序来创建图形或者处理图像，可以为学生提供复杂主题的有效可视化。第2章介绍了开源库EzGraphics，以及如何使用EzGraphics绘制基本图形。这个库比Python的标准库（Tkinter）更易于使用，同时支持简单的图像处理。第5章包含一个可选的海龟图形工具箱。整本书中提供了诸多图形处理的实训案例以及练习题（复习题和编程题），所有这些内容都可以选择性地用于教学。
练习题。各章结尾包含大量的复习题和编程题，涉及来自图形学、数据科学和商业等应用领域中的实际问题。这些练习题可供选用，旨在激发学生的学习兴趣，同时展现程序设计在实际应用领域中的价值。
网络资源。本书提供了一套完整的在线资源。读者可以通过本书官网www.wiley.com/go/pfe3访问本书在线资源。在线资源网站包括以下内容：
本书所有的示例程序、工具箱和实训案例的源代码。
授课演示幻灯片（仅供教师使用）。
所有章节结尾的复习题和编程题的答案（仅供教师使用）。
一个侧重于技能而不仅仅是术语的测试题库（仅供教师使用）。测试题库包括数量众多的多项选择题，可以使用文字处理器进行编辑，也可以导入课程管理系统中使用。
CodeCheck是一项创新的在线服务，允许教师自行设计自动评分的编程练习题。
图1 本书各章节之间的相互关系
致谢
非常感谢John Wiley & Sons公司的Joanna Dingle、Crystal Franks、Graig Donini和Michael MacDougald以及负责出版服务的Vickie Piercey对本项目的帮助。特别感谢Cindy Johnson的辛勤工作，感谢她的正确判断力和对细节惊人的关注力。
同时感谢卡尔加里大学的Ben Stephenson在准备和评审补充材料方面所做的出色工作。
非常感谢为本书第3版的出版发行而辛勤工作的每个人，他们审阅了手稿，提出了宝贵的建议，并提醒我们关注本书的错误和遗漏。他们是：
William Bulko, University of Texas, Austin
John Conery, University of Oregon
Lee D. Cornell, Minnesota State University, Mankato
Mike Domaratzki, University of Manitoba
Rich Enbody, Michigan State University
Jackie Horton, University of Vermont
Winona Istre, University of Louisiana, Lafayette
Swami Iyer, University of Massachusetts, Boston
ToniAnn Marini, North Carolina State University
Melinda McDaniel, Georgia Institute of Technology
Shyamal Mitra, University of Texas, Austin
Ben Stephenson, University of Calgary
Mehmet Ulema, Manhattan College
David Wilkins, University of Oregon
每一个新版本都建立在以前版本的评论者、贡献者和读者的建议之上。我们感谢以下诸位所做的宝贵贡献：
Claude Anderson, Rose Hulman Institute of Technology
Jim Carrier, Guilford Technical Community College
Gokcen Cilingir, Washington State University
Lee Cornell, Minnesota State University, Mankato
Akshaye Dhawan, Ursinus College
Dirk Grunwald, University of Colorado Boulder
Andrew Harrington, Loyola University Chicago
Byron Hoy, Stockton University
Debbie Keen, University of Kentucky
Nicholas A. Kraft, University of Alabama
Aaron Langille, Laurentian University
Maria Laurent-Rice, Orange Coast College
John McManus, Randolph-Macon College
Shyamal Mitra, University of Texas Austin
Chandan R. Rupakheti, Rose-Hulman Institute of Technology
John Schneider, Washington State University
Amit Singhal, University of Rochester
Ben Stephenson, University of Calgary
Amanda Stouder, Rose-Hulman Institute of Technology
Dave Sullivan, Boston University
Jay Summet, Georgia Institute of Technology
James Tam, University of Calgary
Krishnaprasad Thirunarayan, Wright State University
Leon Tietz, Minnesota State University, Mankato
Peter Tucker, Whitworth University
Frances VanScoy, West Virginia University
Dean Zeller, University of Northern Colorado
凯·霍斯特曼（Cay Horstmann） 圣何塞州立大学计算机科学系教授，Java的倡导者，经常在开发人员会议上发表演讲。他是《Java核心技术》的作者，同时也关注Python、Scala、C++等语言，为专业程序员和计算机科学专业学生编写过数十本图书。
兰斯·尼塞斯（Rance Necaise） 兰道尔夫-麦肯学院计算机科学系副教授，撰写了《Data Structures and Algorithms Using Python》和《Python for Java Programmers》等技术书籍。
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