Python基礎與物件導向程式設計

各位朋友，是的，葉建華終於寫書了。猶記多年以來到辦公室裡和我聊到出書相關話題的出版商朋友們，總是會聽到我嘮嘮叨叨抱怨，說市面上沒有一本在教學流程上讓我滿意的物件導向程式設計課本，而我也總是不斷的收到「葉老師你出書啊！」這樣的勸進。在教學這條路上，其實常會發生「見山是山、見山不是山、見山仍是山」的各個階段，對教育這方面，我雖不敢說自己多有見地，但也在摸索中逐漸領會到了這個歷程。
「見山是山」可以出書，寫的是人云亦云；
「見山不是山」可以出書，寫的是標新立異；
而「見山仍是山」也可以出書，寫的是返璞歸真。
或許之前自己不敢寫書，是因對教材有一種可遠觀而不可褻玩的想像；而歷經不斷地觀察、閱讀、思考，從以前的教學脈絡逐漸產生思辨，終於驅動了這本書的產生，一方面符合了我的教學流程，一方面希冀可以滿足諸位老師的教學與學生的學習。本書在構思上所針對的讀者，是想要進入程式設計領域的初學群體，因此…
本書是針對不會程式設計的讀者寫的。本書的內容範圍盡量規劃在可以實行基礎程式設計的能力培養上，從程式最基本組件的章節，一路談到如何建構稍具規模的邏輯為止；在進階議題上，納入「我想打十個」的平行運算教學，讓本書帶領讀者進入具備進階程式設計能力的領域，這是本書的最大目標。
本書是針對年輕的讀者寫的。因此在章節構句上儘可能的年輕化，比如說：「因為很重要，所以講三次」、「然後呢？然後沒有了」，或者是在練習題中帶入海賊王、漫威元素，儘可能地讓年輕讀者在輕鬆的文句中進行學習。
本書是針對想把自己訓練成「瑞士刀」的程式設計者寫的。本書涵蓋的主題內容，足以讓讀者後續進行多種領域開發來奠定基礎，例如：大數據分析、網頁程式、人工智慧、網路爬蟲、嵌入式系統、雲端計算、企業端系統開發等等。本書練得好，後續發展寬廣沒煩惱。
本書的教材內容已歷經多次勞動部職訓課程教學，也經勞動部認證在教學成果、後續就職比率均有優良成果；筆者在大學教育中執教多年，深知在物件導向程式設計範疇中，應該使用如何的教學流程與架構，可以得到良好的教學成效。根據以上經驗，真心誠意的規劃撰寫本書，希望能對讀者帶來正面的學習效果。如有任何指正，還請各位讀者先進不吝賜教。大家一起努力。

葉建華 謹誌
2021/11

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本書介紹

本書由以下區塊構成：
1. 程式設計基礎概念：第一章「認識Python」，由電腦與程式的關係談起，帶入為什麼本書使用Python 做為教學用程式語言，並說明程式的構成要件，如同書內所述「程式語言就如同口說語言一樣，運用正確的「詞彙」（關鍵字）和正確的文法（程式語法），產出合規的「語句」（敘述句）。同時也依照語言框架，將多個語句組合成一篇文章（程式）」，程式語言和口說語言差異並不大，重點在於如何接受另一套詞彙和文法，克服此點，海闊天空。第二章「程式語言的概念」與第三章「流程控制敘述」，共同講述了所謂的關鍵字與文法，教導如何建構出基本的Python 程式。
2. 重要模組套件的使用：第四章與第五章講述「容器概念」，強調容器之於程式邏輯的重要性，對於程式中操作資料有著重要的幫助。第六章「檔案輸出入」，讓讀者開始練習接觸外界資料，如何正確的「輸入」（就是讀取）和「輸出」（就是寫出），釐清文字與二進位資料的區別，讓程式進一步具有對外溝通的能力。
3. 培養重要的系統設計能力：第七章與第八章探討重要的物件導向程式設計，藉由第七章的「封裝」、第八章的「繼承」和「多型」，讓讀者了解到如何模擬真實世界，將其帶入類別與物件設計的範疇，讓程式設計的能力再上一層樓。
4. 進階程式設計能力初探：第九章「執行緒的處理」，介紹如何使用Python支援的多執行緒模組套件，讓程式設計師得以大大發揮電腦硬體的並行執行能力，像是多核心運算的使用、多工運算的設計。同時也藉由並行執行帶出資料共用與同時存取的衝突議題，講述如何解決資源共用問題。
本書根據以上區塊循序漸進，希冀能逐步建構讀者的程式設計能力，將來可以更進一步，為做為高階程式設計師而努力。

各位朋友，是的，葉建華終於寫書了。猶記多年以來到辦公室裡和我聊到出書相關話題的出版商朋友們，總是會聽到我嘮嘮叨叨抱怨，說市面上沒有一本在教學流程上讓我滿意的物件導向程式設計課本，而我也總是不斷的收到「葉老師你出書啊！」這樣的勸進。在教學這條路上，其實常會發生「見山是山、見山不是山、見山仍是山」的各個階段，對教育這方面，我雖不敢說自己多有見地，但也在摸索中逐漸領會到了這個歷程。
「見山是山」可以出書，寫的是人云亦云；
「見山不是山」可以出書，寫的是標新立異；
而「見山仍是山」也可以出書，寫的是返璞...

CHAPTER 1 認識Python
1.1 何謂程式語言？
1.2 Python的歷史
1.3 無痛安裝Python
1.4 Python 開發環境Jupyter簡介與入門
1.5 本章小結
本章函數速查
課後習題

CHAPTER 2 程式語言的基礎概念
2.1 程式中的符號
2.2 變數設定與資料型別
2.3 運算符號
2.4 物件概念初探
2.5 本章小結
本章函數速查
課後習題

CHAPTER 3 流程控制敘述
3.1 條件判斷（Conditional）敘述
3.2 重複性（Repetitive）敘述
3.3 其他的流程控制
3.4 函數（Function）
3.5 例外處理初探
3.6 本章小結
本章函數速查
課後習題

CHAPTER 4 容器的處理（一）
4.1 序列型別的使用
4.2 迭代協定
4.3 串列生成式
4.4 本章小結
本章函數速查
課後習題

CHAPTER 5 容器的處理（二）
5.1 集合型別的使用
5.2 映對型別的使用
5.3 集合生成式
5.4 映對生成式
5.5 本章小結
本章函數速查
課後習題

CHAPTER 6 檔案輸出入
6.1 何謂檔案？
6.2 電腦系統中檔案的管理
6.3 Python的檔案管理功能
6.4 檔案的分類
6.5 與檔案關係密切的資料型別
6.6 文字編碼系統
6.7 本章小結
本章函數速查
課後習題

CHAPTER 7 物件導向基礎
7.1 物件導向三大特性
7.2 類別的封裝
7.3 運算子多載
7.4 本章小結
本章函數速查
課後習題

CHAPTER 8 物件導向進階與模組
8.1 類別的繼承
8.2 類別的多型
8.3 模組（Module）與套件（Package）
8.4 本章小結
本章函數速查
課後習題

CHAPTER 9 執行緒的處理
9.1 執行緒概念：程式，程序，執行緒
9.2 建立多執行緒程式
9.3 執行緒同步
9.4 多執行緒協作：生產者- 消費者問題
9.5 其他多執行緒同步/ 協作機制
9.6 本章小結
本章函數速查
課後習題

APPENDIX 附錄 課後習題解答
CHAPTER 1 認識Python
CHAPTER 2 程式語言的基礎概念
CHAPTER 3 流程控制敘述
CHAPTER 4 容器的處理（一）
CHAPTER 5 容器的處理（二）
CHAPTER 6 檔案輸出入
CHAPTER 7 物件導向基礎
CHAPTER 8 物件導向進階與模組
CHAPTER 9 執行緒的處理

CHAPTER 1 認識Python
1.1 何謂程式語言？
1.2 Python的歷史
1.3 無痛安裝Python
1.4 Python 開發環境Jupyter簡介與入門
1.5 本章小結
本章函數速查
課後習題

CHAPTER 2 程式語言的基礎概念
2.1 程式中的符號
2.2 變數設定與資料型別
2.3 運算符號
2.4 物件概念初探
2.5 本章小結
本章函數速查
課後習題

CHAPTER 3 流程控制敘述
3.1 條件判斷（Conditional）敘述
3.2 重複性（Repetitive）敘述
3.3 其他的流程控制
3.4 函數（Function）
3.5 例外處理初探
3.6 本章小結
本章函數速查
課後習題

CHAPTER 4 容...