前言

Python语言本身很早就出现了，但要说真正流行起来，也就是近些年的事情。而推动越来越多人使用Python的“东风”，便是人工智能/机器学习，特别是深度学习方法的广泛应用。我从2012年开始在日常科研和开发工作中选择用Python，主要是因为Python容易上手并且功能强大，使得我喜欢上这门语言，并一直延续使用到现在。即使一些特殊模块或涉及底层用C或C++实现的应用，最后还是封装为Python接口来调用。

有人说市面上有很多Python相关书籍，包括本版教材、专著以及翻译图书，没有必要再写一本。也有人说Python就是一门语言而已，随便找本书读读即可。这么说也不算错，但在我看来，Python更像一个平台、一个多面手工具、一个让你关注问题本身解决的工具。2016年，我入职东北大学后，申请开设了一门关于Python的课程，之后我就特别想编写一本关于Python学习的书，并且这种想法日渐强烈。虽然Python能满足我大部分的教学和科研需求，涉及的面也很广，但是想把它用好却很难。虽然80%的问题基本都可以用Python中20%的功能库解决，但还是有必要系统地了解它。

本书尽可能告诉读者如何使用Python，而不是详细介绍语法和语句，或者罗列工具。而如何系统地将知识点串联起来呢？我会努力使得本书能够指导实践，能够让编程人员的学习进展迅速，阅读起来不那么乏味。因此，关于语言本身的语法等内容在本书中只用一章介绍，其他部分按照每章一个专题进行介绍。每个专题都是独立的，并且每个专题设定四个话题左右，不是条条框框地简单复述，更关注使用方法和注意细节。读者可以选择自己需要或感兴趣的专题阅读。

本书共10章，主要讲述Python语言基础，随书附赠“高级分析篇”电子资源，供有余力的读者学习使用。除第1、2、10章和“高级分析篇”的最后一章外，本书涵盖数据结构、函数、字符串、数据持久化、网络数据获取、对象、自动化测试、数值计算、可视化、数据分析等16个专题。本书最后一章介绍了常用模块，读者可以将其作为参考手册查阅。“高级分析篇”的最后一章给出一个完整的综合应用实例，这个应用实例涵盖数据采集、数据特征提取、数据分类、数据可视化及原型系统开发等内容，是对本书知识的人工智能综合应用； 读者如果掌握了该实例，一定会对Python开发有进一步的认识。

本书得以出版离不开我的导师赵大哲教授的信任、鼓励和支持，也感谢赵老师非常认真地给本书作序，这些都让我很感激。感谢在课堂、会议、邮件等各场合提出建议的老师和同学们，同时感谢为各章节提供示例程序和数据验证的研究生，他们是博士研究生闵新、谢维冬、王珊珊、王林洁，硕士研究生刘海宁、金慈、佳叶、迟玉欢、杨金钊、王子晴、曹仰勇、蔡一博、叶盼盼、韩瑞琪等。我还要感谢本科学生孙世卓、马康丽、曹智泉、陈嘉尊、孙晓雪、刘添夷、毛天龙、刘晶、乔泽冠、庞志达、杨昊鸣等，他们在课堂阅读中对书中内容提出很好的建议。最后，我要深深地感谢我的家人、我的爱人和孩子，感谢他们无私的爱。

由于本人水平有限，书中难免会有错误，还请读者不吝指教。我希望本书能给读者一个不一样的学习思路。当然，技术发展日新月异，Python的很多方面也一样，包括Python新版本的语法、新的标准库及更优秀的第三方功能库也在不断更新，希望与读者共同学习、进步。

栗伟

2025年10月于东北大学