第1章 Python編程基礎(chǔ)
1.1 Python編程環(huán)境 001
1.1.1 Python語(yǔ)言簡(jiǎn)介 001
1.1.2 Python編程環(huán)境的建立 002
1.1.3 Python自帶集成開(kāi)發(fā)環(huán)境 004
1.1.4 PyCharm集成開(kāi)發(fā)環(huán)境 005
1.2 變量與賦值語(yǔ)句 006
1.2.1 變量和賦值的意義 006
1.2.2 變量的定義 008
1.2.3 賦值語(yǔ)句 009
1.3 Python中的數(shù)據(jù)類型 010
1.3.1 數(shù)據(jù)類型 010
1.3.2 數(shù)據(jù)類型的轉(zhuǎn)換 012
1.3.3 字符串中的轉(zhuǎn)義符 015
1.4 表達(dá)式 016
1.4.1 數(shù)值表達(dá)式 016
1.4.2 邏輯表達(dá)式 018
1.4.3 運(yùn)算符的優(yōu)先級(jí) 019
1.5 Python編程的注意事項(xiàng) 020
1.5.1 空行與注釋 020
1.5.2 縮進(jìn) 021
1.5.3 續(xù)行 021
1.6 Python中常用的一些函數(shù) 021
1.6.1 輸入函數(shù)和輸出函數(shù) 021
1.6.2 range()函數(shù) 023
1.6.3 隨機(jī)函數(shù) 023
1.7 分支結(jié)構(gòu) 024
1.7.1 if分支結(jié)構(gòu) 024
1.7.2 if分支語(yǔ)句的嵌套 027
1.7.3 match分支結(jié)構(gòu) 028
1.8 循環(huán)結(jié)構(gòu) 030
1.8.1 for循環(huán)結(jié)構(gòu) 030
1.8.2 while循環(huán)結(jié)構(gòu) 031
1.8.3 循環(huán)體的嵌套 032
1.8.4 continue和break語(yǔ)句 033

第2章 Python的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
2.1 列表 035
2.1.1 創(chuàng)建列表 035
2.1.2 列表元素的索引和輸出 038
2.1.3 列表的編輯 039
2.2 元組 042
2.2.1 創(chuàng)建元組 042
2.2.2 元組元素的索引和輸出 043
2.3 字典 044
2.3.1 創(chuàng)建字典 045
2.3.2 字典的編輯 047
2.4 字符串 049
2.4.1 字符串的索引和輸出 049
2.4.2 字符串的處理 050
2.4.3 格式化字符串 057

第3章 自定義函數(shù)、類和模塊
3.1 自定義函數(shù) 062
3.1.1 自定義函數(shù)的格式 063
3.1.2 函數(shù)參數(shù) 065
3.1.3 函數(shù)的返回值 069
3.1.4 函數(shù)的局部變量 069
3.1.5 匿名函數(shù)lambda 070
3.1.6 函數(shù)的遞歸調(diào)用 071
3.2 類和對(duì)象 071
3.2.1 類和對(duì)象介紹 071
3.2.2 類的定義和實(shí)例 073
3.2.3 實(shí)例屬性和類屬性 074
3.2.4 類中的函數(shù) 076
3.2.5 屬性和方法的私密性 078
3.2.6 類的繼承 080
3.2.7 類的其他操作 083
3.3 模塊和包 086
3.3.1 模塊的使用 086
3.3.2 模塊空間與主程序 089
3.3.3 包的使用 090
3.3.4 枚舉模塊enum 091
3.3.5 系統(tǒng)模塊sys 092
3.3.6 日期時(shí)間模塊datetime 094

第4章 異常處理和文件操作
4.1 異常信息和異常處理 099
4.1.1 異常信息 099
4.1.2 被動(dòng)異常的處理 101
4.1.3 異常的嵌套 104
4.2 文件的讀寫(xiě) 105
4.2.1 文件的打開(kāi)與關(guān)閉 105
4.2.2 讀取數(shù)據(jù) 107
4.2.3 寫(xiě)入數(shù)據(jù) 109
4.3 文件和路徑操作 112
4.4 py文件的編譯 116

第5章 NumPy數(shù)組運(yùn)算
5.1 創(chuàng)建數(shù)組 117
5.1.1 數(shù)組的基本概念 117
5.1.2 NumPy的數(shù)據(jù)類型 118
5.1.3 創(chuàng)建數(shù)組的方法 122
5.1.4 數(shù)組的屬性 130
5.1.5 NumPy中的常量 130
5.1.6 數(shù)組的切片 132
5.1.7 數(shù)組的保存與讀取 134
5.2 數(shù)組操作 137
5.2.1 基本運(yùn)算 138
5.2.2 調(diào)整數(shù)組的形狀 141
5.2.3 數(shù)組的重新組合 143
5.2.4 數(shù)組的分解 145
5.2.5 數(shù)組的重復(fù)復(fù)制 146
5.2.6 類型轉(zhuǎn)換 146
5.2.7 數(shù)組排序 147
5.2.8 數(shù)組查詢 149
5.2.9 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì) 151
5.2.10 數(shù)據(jù)的添加和刪除 155
5.2.11 數(shù)組元素的隨機(jī)打亂 156
5.2.12 數(shù)組元素的顛倒 157
5.3 隨機(jī)數(shù)組 157
5.3.1 隨機(jī)生成器 158
5.3.2 隨機(jī)函數(shù) 159
5.4 通用函數(shù) 161
5.4.1 數(shù)組基本運(yùn)算函數(shù) 161
5.4.2 數(shù)組邏輯運(yùn)算函數(shù) 164
5.4.3 數(shù)組三角函數(shù) 164
5.5 線性代數(shù)運(yùn)算 165
5.5.1 矩陣對(duì)角線 165
5.5.2 數(shù)組乘積 166
5.5.3 數(shù)組的行列式 168
5.5.4 數(shù)組的秩和逆矩陣 169
5.5.5 特征值和特征向量 170
5.5.6 SVD分解 171
5.5.7 Cholesky分解 172
5.5.8 QR分解 173
5.5.9 范數(shù)和條件數(shù) 174
5.5.10 線性方程組的解 176

第6章 Matplotlib數(shù)據(jù)可視化
6.1 二維繪圖 177
6.1.1 折線圖 177
6.1.2 對(duì)數(shù)折線圖 180
6.1.3 堆疊圖 181
6.1.4 時(shí)間折線圖 182
6.1.5 帶誤差的折線圖 183
6.1.6 填充圖 184
6.1.7 階梯圖 185
6.1.8 極坐標(biāo)圖 185
6.1.9 火柴棍圖 186
6.1.10 散點(diǎn)圖 187
6.1.11 柱狀圖 189
6.1.12 餅圖 191
6.1.13 直方圖 192
6.1.14 六邊形圖 194
6.1.15 箱線圖 195
6.1.16 小提琴圖 197
6.1.17 等值線圖 198
6.1.18 四邊形網(wǎng)格顏色圖 200
6.1.19 三角形圖 201
6.1.20 箭頭矢量圖 205
6.1.21 流線圖 207
6.1.22 矩陣圖 208
6.1.23 稀疏矩陣圖 209
6.1.24 風(fēng)羽圖 210
6.1.25 事件圖 211
6.1.26 自相關(guān)函數(shù)圖 212
6.1.27 互相關(guān)函數(shù)圖 213
6.1.28 幅值譜圖和相位譜圖 214
6.1.29 時(shí)頻圖 215
6.1.30 功率譜密度圖 216
6.1.31 繪制圖像 218
6.2 圖像、子圖和圖例 219
6.2.1 圖像對(duì)象 220
6.2.2 子圖對(duì)象 223
6.2.3 圖例對(duì)象 231
6.3 圖像的輔助功能 232
6.3.1 添加注釋 232
6.3.2 添加顏色條 234
6.3.3 添加文字 235
6.3.4 添加箭頭 236
6.3.5 添加網(wǎng)格線 236
6.3.6 添加水平、豎直和傾斜線 238
6.3.7 添加表格 240
6.4 三維繪圖 241
6.4.1 三維子圖對(duì)象 241
6.4.2 三維折線圖 242
6.4.3 三維散點(diǎn)圖 242
6.4.4 三維柱狀圖 243
6.4.5 三維曲面圖 244
6.4.6 三維等值線圖 245
6.4.7 三維三角形網(wǎng)格圖 246
6.4.8 三維箭頭矢量圖 248

第7章 Pandas數(shù)據(jù)處理
7.1 Pandas的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 252
7.1.1 Series的創(chuàng)建方法 253
7.1.2 Series的屬性 256
7.1.3 Series數(shù)據(jù)的獲取和編輯 257
7.1.4 DataFrame的創(chuàng)建方法 260
7.1.5 DataFrame的屬性 264
7.1.6 DataFrame數(shù)據(jù)的獲取和編輯 265
7.1.7 標(biāo)簽 267
7.2 數(shù)據(jù)運(yùn)算 272
7.2.1 基本運(yùn)算 272
7.2.2 統(tǒng)計(jì)函數(shù) 276
7.2.3 方程應(yīng)用 278
7.3 標(biāo)簽操作 282
7.3.1 標(biāo)簽添加前后綴 282
7.3.2 替換和重置標(biāo)簽 282
7.3.3 標(biāo)簽重命名 284
7.3.4 重建標(biāo)簽 285
7.4 數(shù)據(jù)操作 286
7.4.1 獲取數(shù)據(jù) 286
7.4.2 迭代輸出 288
7.4.3 添加列和行 288
7.4.4 數(shù)據(jù)排序 290
7.4.5 標(biāo)簽對(duì)齊 292
7.4.6 數(shù)據(jù)比較 294
7.4.7 數(shù)據(jù)連接 295
7.4.8 數(shù)據(jù)合并 297
7.4.9 重復(fù)行的處理 299
7.4.10 缺失數(shù)據(jù)的處理 300
7.4.11 替換數(shù)據(jù) 306
7.4.12 形狀調(diào)整 307
7.4.13 分組統(tǒng)計(jì) 313
7.4.14 標(biāo)簽重采樣 315
7.4.15 數(shù)據(jù)移動(dòng) 317
7.5 數(shù)據(jù)讀寫(xiě) 318
7.5.1 pickle文件的讀寫(xiě) 319
7.5.2 Excel文件讀寫(xiě) 320
7.5.3 csv文件的讀寫(xiě) 322
7.6 數(shù)據(jù)可視化 324
7.6.1 用plot()方法繪圖 324
7.6.2 用plot的子方法繪圖 326
7.6.3 特殊繪圖 327

第8章 SciPy數(shù)據(jù)計(jì)算方法
8.1 物理常數(shù)和單位換算 332
8.1.1 數(shù)學(xué)和物理常量 333
8.1.2 單位換算系數(shù) 333
8.2 插值計(jì)算 337
8.2.1 一維樣條插值 338
8.2.2 一維多項(xiàng)式插值 339
8.2.3 二維樣條插值 340
8.2.4 根據(jù)FFT插值 341
8.3 聚類算法 342
8.3.1 k-平均聚類法 342
8.3.2 矢量量化 344
8.3.3 層次聚類法 345
8.4 數(shù)值積分和微分 348
8.4.1 一重定積分 348
8.4.2 二重定積分 353
8.4.3 三重定積分 354
8.4.4 n重定積分 355
8.4.5 給定離散數(shù)據(jù)的積分 355
8.4.6 數(shù)值微分 357
8.5 傅里葉變換 357
8.5.1 傅里葉變換公式 358
8.5.2 離散傅里葉變換 359
8.5.3 傅里葉變換的輔助工具 361
8.5.4 離散余弦和正弦變換 362
8.5.5 窗函數(shù) 364
8.5.6 短時(shí)傅里葉變換 370
8.5.7 小波分析 371
8.6 數(shù)字信號(hào)處理 373
8.6.1 信號(hào)的卷積和相關(guān)計(jì)算 373
8.6.2 二維圖像的卷積計(jì)算 375
8.6.3 FIR與IIR濾波器 376
8.6.4 FIR與IIR濾波器的設(shè)計(jì) 381
8.6.5 濾波器的頻率響應(yīng) 385
8.6.6 其他濾波器 386
8.7 多項(xiàng)式運(yùn)算 389
8.7.1 多項(xiàng)式的定義及屬性 389
8.7.2 多項(xiàng)式的四則運(yùn)算 391
8.7.3 多項(xiàng)式的微分和積分 391
8.7.4 多項(xiàng)式擬合 392
8.8 曲線擬合與正交距離回歸 393
8.8.1 曲線擬合 393
8.8.2 正交距離回歸流程 395
8.8.3 簡(jiǎn)易模型 399

第9章 讀寫(xiě)Excel文檔
9.1 Excel工作簿和工作表格 401
9.1.1 openpyxl的基本結(jié)構(gòu) 401
9.1.2 工作簿W(wǎng)orkbook 403
9.1.3 工作表格Worksheet 406
9.2 繪制數(shù)據(jù)圖表 415

第10章　讀寫(xiě)Word文檔
10.1 文檔Document 430
10.1.1 新建和打開(kāi)文檔 431
10.1.2 Document的方法和屬性 431
10.2 段落Paragraph 434
10.2.1 Paragraph的方法和屬性 434
10.2.2 段落格式Paragraph-Fromat 434
10.2.3 字體Font 437
10.3 文本塊Run 439
10.4 表格Table和單元格_Cell 441
10.5 節(jié)Section 444
10.6 頁(yè)腳_Footer和頁(yè)眉_Header 446

第11章　讀寫(xiě)PowerPoint文檔
11.1 母版SlideMaster和版式SlideLayout 448
11.1.1 演示Presentation 449
11.1.2 母版SlideMaster和版式SlideLayout的屬性 451
11.1.3 母版和版式中的占位符Placeholder 451
11.1.4 母版和版式中的形狀Shape 453
11.1.5 母版和版式的背景和文本框的顏色填充 456
11.2 幻燈片Slide及其形狀Shape 457
11.2.1 幻燈片Slide 457
11.2.2 幻燈片中的文本操作 459
11.2.3 幻燈片中添加形狀Shape 463

第12章　讀寫(xiě)PDF文檔
12.1 PDF文檔和頁(yè)面PageObject 478
12.1.1 讀取PDF文檔PdfReader 478
12.1.2 頁(yè)面PageObject 479
12.1.3 坐標(biāo)變換 481
12.1.4 添加水印 482
12.2 寫(xiě)PDF文檔PdfWriter 483
12.2.1 合并PDF文檔 484
12.2.2 拆分PDF文檔 485
12.2.3 加密PDF文檔 485