Программирование на языке Python: учебный курс

Description

Эта книга предназначена для тех, кто хочет изучить программирование или нуждается в нем для научных целей. Задача книги - предоставить студентам практические навыки и знания основных инструментальных средств, необходимых для эффективного использования вычислительной техники. Наш подход - убедить студентов, что создание программ - это вполне естественная, занимательная и творческая практика. Для иллюстрации основных концепций и демонстрации возможностей написания программ в практических целях здесь представлены классические приложения в области прикладной математики и научных задач. Для всех программ в этой книге используется язык программирования Python. Хотя язык Python упоминается в названии книги, по существу эта книга о фундаментальных концепциях программирования, а не о самом языке Python. Книга позволяет приобрести практические навыки решения задач средствами, применимыми во многих современных вычислительных системах, а исчерпывающее изложение материала предназначено для тех, кто не обладает опытом программирования. Приложения в науке и технике - главная тема книги. Каждая рассматриваемая концепция программирования мотивируется исследованием ее воздействия на определенные приложения. Приводятся примеры из прикладной математики, физики, биологии и самой информатики. Они включают моделирование физических систем, числовые методы, визуализацию данных, синтез звука, обработку изображений, финансовые модели и информационные технологии. К конкретным примерам относится применение в первой главе цепей Маркова для рангов веб-страницы, а также анализа и решения задачи просачивания, моделирования N тела и феномена "тесного мира": Эти приложения - неотъемлемая часть книги. Они привлекают внимание студентов к материалу, иллюстрируют важность концепций программирования и предоставляют убедительное доказательство важности роли компьютерных вычислений в современной науке и технике. Главная задача книги - научить определенным техникам и привить навыки, необходимые для поиска эффективных решений любых задач программирования. Дополнительная информация по этой книге приведена на веб-сайте по адресу http://introcs.cs.princeton.edu/python Введение 11 Глава 1. Элементы программирования 19 1.1. Первая программа 20 1.2. Встроенные типы данных 31 1.3. Условные выражения и циклы 70 1.4. Массивы 11О 1.5. Ввод и вывод 147 1.6. Случай из практики: случайная навигация по сайтам 193 Глава 2. Функции и модули 211 2.1. Определение функций 212 2.2. Модули и клиенты 247 2.3. Рекурсия 285 2.4. Случай из практики: просачивание 316 Глава 3. Объектно-ориентированное программирование 345 3.1. Использование типов данных 346 3.2. Создание типов данных 393 3.3. Разработка типов данных 440 3.4. Случай из практики: моделирование N тел 486 Глава 4. Алгоритмы и структура данных 499 4.1. Эффективность 500 4.2. Сортировка и поиск 542 4.3. Стеки и очереди 576 4.4. Таблицы идентификаторов 619 4.5. Случай из практики: феномен "тесного мира" 667 Контекст 709 Глоссарий 713 Функции API 719 Предметный указатель 729