边玩边学程式设计：30堂Python创意程式课，轻松掌握程式语言，培养运算思维！ pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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　　★美国亚马逊青少年电脑科学类书籍畅销第一名！
　　★学全球最受欢迎Python程式语言，培养108课纲「运算思维」核心能力
　　★全书彩色插图+流程图+虚拟程式码解说，边玩边学程式设计！
 
　　从基础概念、运算思维到实际应用
　　30堂Python创意程式课，掌握程式设计关键能力！
 
　　新课纲正式上路，资讯科技教育将以「运算思维」为发展核心，「程式设计」正是实际体现「运算思维」的重要方式之一。
 
　　本书由美国电脑科学教育专家撰写，填补众多学校未满足的迫切需求，提供程式设计的教学基础，并示范如何用免费、直觉、开源，而且是全球最热门程式语言的Python，打造超过30项有趣的创意专题。
 
　　为什么要学Python？
　　1 好学又好用——是全球最受欢迎的程式语言之一
　　2 简单又强大——完成一项工作只要几行程式码
　　3 免费且开源——有广大的使用者和开发人员社群
　　4 在任何地方都能运作——包含Windows、Mac、Linux和Raspberry Pi
 
　　书中透过插图、流程图和虚拟程式码，帮助青少年和初学者了解程式设计的基础概念和运算思维的过程，并告诉读者如何运用这些原则为精彩专题编写程式。
 
　　透过本书，读者可循序渐进打造以下专题：
　　◆聊天机器人：认识用来设计对话程式的各种变数、字串、整数等元素。
　　◆几何艺术：使用海龟绘图打造原创艺术作品。
　　◆互动故事：探索布林值和条件式，设计出自己的冒险游戏。
　　◆骰子游戏：重复使用程式码建立机率游戏。
　　◆街机游戏和应用程式：认识GUI（图形使用者介面），开发专属街机游戏和应用程式。
 
　　书中也分享Python进阶知识，让读者能用更多意想不到的方式运用所学到的新技巧。包括：搭配硬体进行实体运算、使用其他标准Python模组以及强大的第三方Python套件等参考。
 
本书特色

　　◎每一单元均以「主要概念」为核心，搭配实作专题以及进一步实验与延伸，引导初学者由浅入深掌握概念，扎实学习程式设计流程。
　　◎收录常用词汇表与中英对照索引，学程式同时加深专业用语记忆，以衔接未来进阶应用。

名人推荐

　　孔令杰｜国立台湾大学资讯管理学系副教授
　　李蔡彦｜国立政治大学资讯科学系教授
　　洪旭亮｜教育噗浪客共同创办人
　　涂益郎｜高中资讯科技学科中心执行秘书
　　蔡炎龙｜国立政治大学应用数学系副教授
　　——共同推荐（依姓名笔划排列）
 
　　本书是不可多得的好书，从生活化的应用范例教读者如何在玩乐中有效学习程式设计。——李蔡彦／国立政治大学资讯科学系教授
 
　　在自主学习意识高涨的时代，你需要一本好的工具书帮助你更快达成目标。——涂益郎／高中资讯科技学科中心执行秘书
 
　　就是要觉得好玩，才能学好程式。「边玩边学程式设计」提供非常多有趣的例子，在玩耍的过程中，自然成为程式达人。——蔡炎龙／国立政治大学应用数学系副教授

揭秘编程世界的奇妙旅程：从零基础到创意无限的探索之旅 欢迎来到一个充满逻辑、创造力和无限可能性的数字世界。本书并非专注于某一特定编程语言的入门指南，而是致力于为你构建一座坚实的“计算思维”的桥梁，让你无论面对何种技术挑战，都能从容应对，并激发无尽的创新潜力。我们深信，编程不仅仅是一门技术，更是一种全新的思考方式。 第一部分：构建思维的基石——理解计算的本质 在进入任何具体的代码实现之前，我们首先需要理解计算机是如何“思考”的。本部分将引导你解构复杂问题的本质，并将其拆解成计算机可以理解和执行的最小步骤。 1. 逻辑与流程的梳理：从日常到算法的转换 我们从最直观的日常活动入手，比如烘焙食谱、规划路线，来剖析其中蕴含的“指令序列”和“条件判断”。这不是枯燥的理论讲解，而是通过一系列有趣的思维谜题，让你体会到什么是顺序结构、选择结构（如果……那么……否则）以及循环结构（重复执行直到满足条件）。我们将探讨如何将一个模糊的想法，转化为清晰、无歧义的步骤清单，这是所有程序设计的核心。 2. 抽象的力量：数据的建模与管理 在现实世界中，我们处理的是物体、事件和关系。计算机处理的是数据。本章将深入探讨如何有效地抽象现实概念。例如，如何用数据结构来表示一个图书馆的书籍目录、一个社交网络中的好友关系，或者一个游戏中的角色状态。我们将介绍变量的意义，理解数据类型（数字、文本、布尔值）如何决定了数据的行为，并初步了解如何组织和管理大量信息，为后续更复杂的项目打下基础。 3. 调试的艺术：像侦探一样思考 程序出错是常态，而不是例外。本书强调的“调试”不是简单的找错，而是一种系统的、基于假设的验证过程。我们将探讨如何通过隔离问题、追踪变量状态和设置断点等方法，快速定位错误的根源。这种严谨的排错思维，是提升任何技术能力的关键要素。 第二部分：跨越界限的通用编程概念 虽然不同的编程语言有着不同的语法糖衣，但其底层的核心概念是共通的。本部分着重于那些在所有现代编程范式中都至关重要的概念，让你具备快速学习任何新语言的能力。 4. 函数的力量：模块化与重用性 重复的代码是效率的敌人。我们将深入剖析函数（或方法）的构造原理：如何定义一个接受输入（参数）、执行任务并返回结果的“黑箱”。这不仅仅是关于编写代码块，更是关于模块化思维——将大型系统分解成可独立测试、可重复使用的独立功能单元。我们会探讨参数传递机制和作用域的概念，理解代码的边界在哪里。 5. 数据结构的深化：高效存储的秘密 理解如何组织数据直接决定了程序的性能。本章将超越基础的变量，介绍更强大的数据组织工具。我们将详细讨论列表（或数组）的动态特性、字典（或映射）的快速查找能力，以及集合如何帮助我们处理唯一性问题。通过对比不同结构在查找、插入和删除操作上的效率差异，培养你对“时间复杂度”的直观感受。 6. 理解程序的执行环境：编译与解释的差异 程序是如何从文本变成机器可以执行的指令的？本章将非技术性地解释编译型语言和解释型语言的基本工作流程、各自的优缺点，以及它们如何影响程序的部署和运行效率。理解这一底层机制，能帮助你更好地选择工具，并预判潜在的性能瓶颈。 第三部分：面向未来的思维模式——解决实际问题 编程的终极目标是解决现实世界中的问题。本部分将引导你应用前述的逻辑和结构，去面对更具挑战性的应用场景，培养解决开放性问题的能力。 7. 数据驱动的决策：从原始信息到洞察 现代社会充满了数据，但原始数据往往杂乱无章。我们将关注数据清洗和初步分析的通用流程。这包括处理缺失值、标准化格式，以及利用简单的统计概念（如平均值、中位数）来提取初步的趋势。这部分训练的是将原始信息转化为可操作的洞察的能力，是数据科学、商业智能等领域的基础。 8. 交互设计的基础：用户体验的逻辑起点 程序不是孤立存在的，它们需要与用户或外部系统进行交互。本章将探讨输入/输出（I/O）的基本模式。我们不关注特定的图形界面库，而是专注于命令式交互和事件驱动的基本逻辑。如何设计一个健壮的输入验证系统，确保程序在接收到意料之外的指令时不会崩溃，这是构建可靠系统的关键一步。 9. 进阶思维：递归与复杂系统的构建 递归，即函数调用自身来解决问题的优雅技巧，是理解复杂算法（如树的遍历、分治法）的钥匙。我们将用直观的例子（如俄罗斯套娃、分形几何）来阐述递归的基本情况和递推关系。掌握递归，意味着你能够用更简洁、更强大的方式来处理具有自相似结构的复杂问题。 10. 拥抱变化：版本控制与协作的艺术 在任何团队或个人项目中，管理代码的历史和变更都是至关重要的。本章将介绍版本控制的核心概念，解释为什么我们需要记录每一次修改，以及如何安全地撤销错误或合并不同的开发路径。这不是关于特定工具的操作手册，而是关于理解现代软件开发中“历史记录”和“协作同步”的必要性。 本书旨在为你提供一套坚固的“思维工具箱”，让你在面对任何新的编程语言、框架或技术挑战时，都能迅速地掌握其内在逻辑，专注于“做什么”而非仅仅是“如何写”。这是一场关于提升你解决问题能力的长期投资。

作者简介

希娜‧瓦帝耶纳坦（Sheena Vaidyanathan）

　　美国国内公认电脑科学教育专家，曾任电脑科学教师协会董事、Code.org教育顾问，并于多场教育研讨会发表其研究。
 
　　她是加州洛思阿图斯学区的青少年电脑科学教师，同时也是电脑科学整合专家；她在此设计电脑科学课程、执行8年制教育STEM课程专业开发，及教授初阶代数、数位设计和视觉艺术。她也担任山麓学院卡鲁斯创新中心电脑科学专业开发计划总监，并在此教导老师们学习Python程式设计。
 
　　她透过写作文章、研讨会发表及个人网站（computersforcreativity.com）分享多年的程式设计教学经验、学生作品与精采范例。进入教育领域前，她以电脑科学家和科技创业家的身分在硅谷工作超过10年。

译者简介

屠建明

　　目前为全职译者。身为爱丁堡大学的文学毕业生，深陷小说、戏剧的世界，但也曾主修电机，对任何科技新知都有浓烈的兴趣。

 

序言
什么是写程式？
为什么要学程式设计？
为什么要学Python？
安装Python
第一行程式码
Python函式
电脑很挑剔：认识错误
解决问题：写演算法来规划程式码
虚拟程式码
流程图
 
1.打造你的聊天机器人
主要概念
以变数储存资料
从使用者处取得资料
在萤幕输出资料
在程式码加入註解
在电脑上算数学
专题
打造你的聊天机器人
更进一步
实验与延伸
 
2.打造你的艺术杰作
主要概念
海龟图
回圈
在清单储存资料
专题
创作几何艺术
更进一步
实验与延伸
 
3.打造你的冒险游戏
主要概念
电脑懂得真与假
以条件式为基础的程式码
电脑可以根据条件式执行回圈
专题
打造冒险游戏
更进一步
实验与延伸
 
4.打造你的骰子游戏
主要概念
建立自订函式
电脑可以随机选取项目
让回圈跑过清单或字串
专题
打造你的骰子游戏
更进一步
实验与延伸
 
5.打造你的应用程式和游戏
主要概念
图形使用者介面（GUI）
GUI事件回圈
GUI从视窗开始
可点击按钮
在画面上加上形状、文字和图片物件
根据键盘控制移动物件
根据滑鼠点击移动物件
从使用者取得资料
GUI能依照排程执行程式码
退出GUI程式
专题
打造你的街机风格游戏
更进一步
实验与延伸
 
你还可以做什么？
词汇表
资源
致谢
关于作者
索引

 

序

　　什么是程式设计？

　　程式设计是给电脑指令的一种方式，用电脑能理解的语言来写成指令。可以把程式设计想成对电脑「说话」，叫它解决问题或做出东西，像是游戏或应用程式。我们用来对电脑说话的语言就是程式语言，而一整套指令就称为「程式」（program）或「程式码」（code）。
 
　　为什么要学程式设计？

　　程式设计是一种强大的工具，让我们发挥创意来制做自己的应用程式、工具和游戏。程式设计让艺术家和Maker创作只有程式码能完成的作品。学习程式设计能帮助我们了解周遭的数位世界。现代的世界是建立在程式码的基础上，从智慧型手机的应用程式、线上购物网站到自动柜员机（ATM）都是。因为电脑影响了几乎所有产业，了解程式码可以让你为任何工作做好准备。
 
　　程式设计的一环是解决问题。写程式时，我们要把一个问题分解成不同步骤，用数学和逻辑发展出解决方法，接着测试和调整来解决这个问题。程式设计的学习能吸引各年龄层的学生并帮助他们了解数学、科学、语言等领域。
 
　　为什么要学Python？

　　世界上有数百种程式语言，各有不同的特殊目的，也有各自的优缺点。Python是在1980年代由吉多‧范罗苏姆（Guido van Rossum）发明，以英国电视喜剧《蒙提‧派森的飞行马戏团》（Monty Python’s Flying Circus）命名，和蛇完全没有关系！
 
　　Python被用来在网际网路上建立应用程式、用于科学研究，也用来制作游戏、艺术作品、电影等等。用Python写出来的着名应用程式包括YouTube、Google、Instagram和Spotify。Python广受欢迎的理由有很多，包括：
 
　　1 好学又好用。
　　2 简单又强大。完成一项工作只要几行程式码。
　　3 免费且开源：这代表它有广大的使用者和开发人员社群，共同将它推广到各种应用。
　　4 在任何地方都能运作，包含Windows、Mac、Linux和Raspberry Pi。

安装Python
 
为了使用Python语言，在电脑上要安装Python「编译器」（interpreter），用它来读取、理解和执行Python程式码。我们还需要能输入和储存程式码的工具。
 
从python.org免费下载Python时，我们会获得IDLE（Integrated DeveLopment Environment，整合开发环境），让我们建立、储存、编译和执行程式码。IDLE是一种程式设计师使用的离线整合开发环境（IDE）。Python也有几种线上的版本。我们可以用不同的IDE来输入和执行Python程式码，但本书呈现的截图和范例都是在Python IDLE的程式码。
 
目前Python有两大版本：Python 2和Python 3。本书採用Python 3。
 
如何使用本书
 
Python程式码和虚拟程式码的字体和其他文字不同。程式码中的註解以粗体表示。程式的输出放置在标头「Sample Run」下方。程式码无法容纳在一行时，用「」表示换行。
 
这是程式码 # 这是註解
程式码很长的时候会换行
 
到第二行，注意行末的
符号
 
虚拟程式码
这是虚拟程式码
 
第一行程式码
安装Python IDLE后，执行这个应用程式，就会看到Python壳层视窗（shell window）。左边的视窗是来自Mac，但其他平台的版本会类似。你会看到以下提示：
 
>>>
 
它已经准备好让你输入程式码。
 
Python壳层是可以用来实验片段程式码的地方，因为程式码会立即执行。除非选择储存，否则Python壳层中的程式码在关闭IDLE后就会遗失。我们会用Python壳层来测试和学习列于本书「主要概念」的Python程式码。针对专题的部分，我们会用IDLE来输入程式码到档案里，这样就能储存、变更和多次执行。
 
传统上，程式设计的入门是经典的「hello, world」程式。它的目的是让电脑在萤幕上显示这两个字。这个简单的程式有几种变化，包含加上「!」和使用大写，但在本书，我们要用这句话的最早版本之一「hello, world」。

评分☆☆☆☆☆

我一直对程式设计有兴趣，但总是觉得它离我有点远，要学的东西太多太杂了。最近看到这本《边玩边学程式设计：30堂Python创意程式课》，它的切入点很吸引我，感觉它不是那种硬邦邦的教材，而像是有人带着你一起玩。我特别喜欢它提到的“30堂创意程式课”，听起来很有系统性，而且“创意”两个字让我觉得可以发挥的空间很大。我之前有零星接触过一些程式概念，但总觉得学得很零碎，没有形成一个完整的体系。这本书通过一个个具体的专案，来讲解Python的语法和应用，这样会比干讲理论更容易理解和记忆。而且它还强调“培养运算思维”，这一点非常重要。很多时候我们觉得程式很难，其实是思维方式不太一样，这本书如果能帮我建立起运算思维，那对我来说就太有价值了。我最期待的是它能带我做出一些看得见、玩得到的东西，而不是只是在萤幕上看一行行代码。这种具象化的学习方式，应该能让我保持学习的热情。

评分☆☆☆☆☆

我是一个程式设计爱好者，已经有一些其他程式语言的基础，但一直想系统地学习一下Python。在网上搜寻Python的书籍时，偶然看到了《边玩边学程式设计：30堂Python创意程式课》。这本书的标题和内容简介都让我觉得耳目一新，特别是“30堂Python创意程式课”这个说法，感觉内容很丰富，而且“创意”这个词暗示了它不会只是枯燥的语法教学，而是会有很多有趣的实践。我平时喜欢自己动手做一些小项目，所以对这种实作导向的书籍非常感兴趣。这本书的介绍里提到可以“轻松掌握程式语言”，这对我来说也很有吸引力，虽然我有一些基础，但还是希望学习过程能够顺畅愉快。而且，“培养运算思维”这个点也引起了我的共鸣，我相信好的程式设计不仅仅是写代码，更是逻辑思维的训练。我期待这本书能够带给我一些新的启发，让我能够将Python运用到更广泛的领域，做出更具创意和实用性的项目。

评分☆☆☆☆☆

最近我堂弟一直吵着要学程式设计，看他每天盯着平板玩游戏，我总觉得有点浪费时间，就想找一本适合他入门的书。朋友推荐了这本《边玩边学程式设计：30堂Python创意程式课》，说内容很生动有趣，不像一般教科书那么枯燥。我翻了一下目录，发现它不像我以前看过的那些，上来就讲一堆抽象的概念，而是直接从一些好玩的小项目入手，比如制作一个猜数字游戏、一个简单的绘图程式，甚至还能做一些小动画。我堂弟看到那个制作小动画的章节，眼睛都亮了，我猜他肯定会很有兴趣。而且书名里强调“轻松掌握程式语言，培养运算思维”，这正是我想让他学习的，希望透过这些有趣的实作，能让他慢慢理解程式背后的逻辑，而不是死记硬背语法。另外，这本书的排版看起来也很舒服，图文并茂，应该不会让他觉得太有压力。我蛮期待他拿到书之后，能真的爱上程式设计，而不是学了几天就放弃。毕竟现在这个时代，懂程式设计绝对是加分项，而且也能锻炼解决问题的能力。

评分☆☆☆☆☆

我是一个全职妈妈，最近在家休息，想给自己找点事情做，充实一下生活。我一直觉得程式设计很有意思，但又担心自己太笨学不会。朋友们都说Python是比较好入门的语言，所以我就开始关注Python相关的书籍。偶然间看到了《边玩边学程式设计：30堂Python创意程式课》，书名就很有吸引力，“边玩边学”是我最喜欢的学习方式，而且“30堂课”听起来也很有条理，不会太 overwhelming。我看了介绍，这本书不是那种枯燥的理论书，而是通过很多有趣的专案，让你在做的过程中学习。我觉得这很适合我这种没有基础的人，可以一步步来，而且还能做出一些有趣的东西，增加成就感。特别是它提到“轻松掌握程式语言”，让我觉得学习过程不会那么痛苦。我一直很想培养一种新的技能，而且也想让自己的大脑保持活跃，学习程式设计正好符合我的需求。希望通过这本书，我能真正学会Python，甚至能做出一些小工具来帮助我管理家务或者记录宝宝的成长。

评分☆☆☆☆☆

我是一名大学生，主修的不是计算机科学，但对程式设计一直抱有好奇心。在社群媒体上看到很多关于Python的讨论，也知道它在各行各业的应用都越来越广泛，所以想趁着在校期间，好好学习一下。我搜集了很多Python入门的书籍，最后选择了《边玩边学程式设计：30堂Python创意程式课》。我之所以会选择这本书，是因为它强调“创意程式课”，这让我觉得它不像一般的教科书，而是更有趣味性。而且“轻松掌握”的承诺也让我觉得很安心，毕竟我的主业还是课业，不想在程式设计上花费太多时间而影响学业。更重要的是，它提到的“培养运算思维”，这对于任何学科的学习都至关重要。我希望通过这本书，不仅能学会Python的语法，更能培养出一种严谨的、逻辑性的思考方式。我喜欢这种实作导向的学习方式，相信通过完成书中的30个小专案，我能够对Python有更深入的理解，也更有信心将它应用到我的专业领域或者未来的职业生涯中。