Python程式設計與OpenAI API應用:零基礎建構非同步GUI的AI聊天機器人

Python程式設計與OpenAI API應用:零基礎建構非同步GUI的AI聊天機器人 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

王進德
图书标签:
  • Python
  • AI
  • OpenAI
  • GUI
  • 异步编程
  • 聊天机器人
  • 零基础
  • 编程入门
  • 软件开发
  • 人工智能
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具体描述

  從入門到活用Python程式設計,讓你成為Python專家
  實作與應用OpenAI API,建構專屬的AI聊天機器人

  ✦利用完整的程式範例,深入淺出說明Python程式設計
  ✦進階學習Python多執行緒、多程序、非同步I/O及tkinter
  ✦完整理解Python非同步程式設計的核心觀念

  Python是一種容易學習且功能強大的程式語言,跟著本書學習Python, 你不只可學會Python的基礎語法,還可學到進階的內容,例如:物件導向、多執行緒、多程序、非同步I/O及tkinter程式設計等。

  ChatGPT是OpenAI開發的人工智慧聊天機器人,其會生成文字,回答各式問題,自推出以來即受到大家的喜愛。在本書中,你將可活用Python,以Python實作OpenAI API,設計開發出ChatGPT應用程式。

  本書內容的安排由淺入深,對Python程式設計進行系統性的介紹,並詳細說明OpenAI API的應用。本書以程式範例來說明Python程式設計的概念,可有效幫助讀者的學習,並經由實作的過程,建構專屬非同步GUI版的語音聊天機器人。

  【目標讀者】
  ☛對Python程式設計有興趣的初學者,可讓讀者兼顧理論與實作。
  ☛適用於大專院校「Python程式設計」課程的學生,可作為教師授課之用。
  ☛程式設計工程師、專案設計者、AI工程師,也很適合閱讀本書。
 
人工智能时代下的编程实践与应用前沿:一部聚焦于现代软件构建的深度指南 本书是一部旨在为渴望深入理解现代软件开发范式,特别是如何结合前沿人工智能技术构建高效、响应式应用程序的读者提供全面指导的著作。全书内容严格围绕软件工程的实践层面、核心编程语言的进阶应用,以及如何利用先进的工具集构建面向未来的用户体验展开,旨在提供一套扎实的、可操作的技术栈。 第一部分:坚实的基础与现代编程范式 本部分将从构建健壮软件系统的基石——编程语言特性与架构设计入手。我们将详细探讨一种被广泛应用于数据科学、后端服务以及系统级编程的主流高级编程语言(此处指代该语言本身,而非特指书名中的特定应用),着重分析其在处理并发任务和大规模数据流时的优势。 1. 语言核心机制的精深解析: 深入剖析该语言中关于内存管理、对象模型、类型系统(如强类型与动态类型的平衡点)的底层原理。这不是简单的语法复习,而是侧重于如何编写出既高效又易于维护的“地道”代码。我们将通过一系列精心设计的代码示例,展示如何利用语言的内置特性,如装饰器、上下文管理器和元编程技术,来抽象复杂的逻辑。 2. 异步处理与并发模型的构建: 现代应用程序对响应速度要求极高,单线程阻塞模型已无法满足需求。本章将详尽阐述如何从根本上理解和应用异步编程模型。内容将覆盖协程(Coroutines)的运行机制,如事件循环(Event Loop)的生命周期管理。读者将学会如何使用语言提供的异步框架,高效地调度大量的I/O密集型操作,确保应用程序在等待外部资源(如数据库查询、网络请求)时,能够持续响应用户输入。我们将对比传统多线程与现代异步IO在资源消耗和性能表现上的差异。 3. 面向对象的深入应用与设计模式的实践: 软件的可扩展性和可维护性严重依赖于良好的设计。本部分将超越基础的类和继承,探讨更高级的设计模式(如工厂模式、观察者模式、策略模式在实际项目中的应用)。重点将放在如何使用组合优于继承的原则,构建松耦合、高内聚的模块化代码。同时,我们将讨论如何利用接口和抽象基类来定义清晰的契约,为未来的功能扩展打下坚实基础。 第二部分:构建高性能的用户交互界面(GUI) 本部分聚焦于如何为用户提供一个直观、流畅的交互界面,无论是在桌面环境还是在网络环境中,确保操作的即时反馈。 1. 现代跨平台界面框架的选择与应用: 介绍一套流行的、支持跨多操作系统的GUI工具包。我们将详细演示如何利用该工具包的声明式或命令式编程范式来构建界面结构。内容将涉及组件的生命周期管理、状态的有效组织与传递,确保界面能够随着底层数据的变化而平滑更新。 2. 用户体验(UX)驱动的界面设计原则: 界面不仅仅是功能的堆砌。本章将从用户体验的角度出发,讨论如何设计直观的导航结构、提供清晰的反馈机制(如加载指示器、错误提示)。我们将探讨如何利用界面框架提供的布局管理器,实现响应式设计,确保程序在不同分辨率的显示设备上都能保持美观和可用性。 3. 分离关注点:模型-视图-控制器(MVC)或类似架构在GUI中的应用: 为了保持界面的复杂逻辑与核心业务逻辑的分离,我们将讲解如何实施成熟的架构模式。重点是如何有效地管理应用状态(Model),将状态变化驱动到用户界面(View)的更新,并妥善处理用户的输入(Controller),从而避免“意大利面条式”的代码结构。 第三部分:数据持久化与服务集成 一个完整的应用程序需要可靠地存储数据并与其他外部系统通信。本部分将讲解如何实现这些关键功能。 1. 关系型与非关系型数据库的集成策略: 介绍如何使用对象关系映射(ORM)工具来简化数据库操作,实现对结构化数据的安全存取。同时,也会涉及如何连接和查询非关系型数据库(如键值存储或文档数据库),并讨论在何种场景下应选择何种数据存储方案。关键在于如何构建高效的数据访问层,避免N+1查询问题,并实现事务管理。 2. 网络通信与API交互基础: 现代应用常常需要与外部服务进行通信。本部分将详细讲解如何使用标准化的网络协议(如HTTP/HTTPS)进行数据交换。内容包括如何构建健壮的HTTP客户端,处理请求的超时、重试机制,以及正确地解析和验证收到的数据格式。我们将强调安全实践,如数据加密和身份验证令牌的使用。 第四部分:软件的构建、测试与部署 最后,本书将引导读者完成从代码到可执行产品的整个流程,确保软件的质量和可维护性。 1. 自动化测试的实践: 介绍单元测试、集成测试的概念,并演示如何使用语言的标准测试框架来编写可信赖的测试用例。我们将关注测试的隔离性、速度和可重复性,讲解如何使用模拟(Mocking)和打桩(Stubbing)技术来测试那些依赖外部资源的组件。 2. 版本控制与协作: 深入探讨使用行业标准的分布式版本控制系统,包括分支策略(如Git Flow)、代码审查流程。这对于任何团队协作项目都是至关重要的技能。 3. 环境管理与打包发布: 讲解如何使用虚拟环境来隔离项目依赖,避免版本冲突。最后,将介绍如何将最终构建的应用程序打包成可部署的格式,使其能够在目标环境中稳定运行,确保了从开发到生产环境的平滑过渡。 全书内容紧密围绕工程实践,旨在培养读者构建复杂、高性能、具备良好架构基础的应用程序的能力,使之能够站在技术前沿,应对未来软件开发的挑战。

著者信息

作者簡介

王進德


  國立中央大學電機工程博士。曾在科技大學電機系及資工系任教,也曾在業界擔任工程師及技術長,具有電機及資訊專業背景。由於有多年的教書經驗,所以深知初學者的學習困境,希望撰寫一系列淺顯易懂的技術書籍,協助初學者的學習。目前的研究興趣為智慧控制及智慧物聯網等課題。
 

图书目录

|CHAPTER 01| Python基礎(一)
1.1 本章提要
1.2 安裝Python
1.3 Python基本語法
1.4 Python字串處理
1.5 條件敘述
1.6 迴圈敘述
1.7 自定義函式
1.8 串列(List)
1.9 串列表達式
1.10 元組(Tuple)
1.11 字典(Dictionary)

|CHAPTER 02| Python基礎(二)
2.1 模組(Module)
2.2 random模組
2.3 套件(Package)
2.4 例外處理
2.5 讀取文字檔案
2.6 寫入文字檔案
2.7 文字檔案處理
2.8 JSON
2.9 PyPI簡介
2.10 建立虛擬環境

|CHAPTER 03| Python物件導向
3.1 類別與物件
3.2 類別屬性及類別方法
3.3 靜態方法
3.4 繼承
3.5 封裝
3.6 抽象類別
3.7 多型
3.8 迭代器
3.9 生成器

|CHAPTER 04| 多執行緒
4.1 本章提要
4.2 建立及執行執行緒
4.3 守護執行緒
4.4 建立執行緒類別
4.5 執行緒池
4.6 使用Lock同步執行緒
4.7 使用queue交換資料

|CHAPTER 05| 多程序
5.1 本章提要
5.2 執行耗時計算任務
5.3 使用Process物件執行耗時計算
5.4 使用Queue交換資料
5.5 使用Process物件建立圖像縮圖
5.6 使用Pool物件建立圖像縮圖
5.7 程序池
5.8 程序間共享記憶體

|CHAPTER 06| 非同步I/O
6.1 本章提要
6.2 平行與並行
6.3 定義協程函式
6.4 await關鍵字
6.5 建立任務
6.6 使用gather()
6.7 取消任務
6.8 使用超時取消任務
6.9 防止任務被取消
6.10 非同步產生器
6.11 aiohttp套件

|CHAPTER 07| tkinter
7.1 tkinker簡介
7.2 建立視窗
7.3 標籤控制元件
7.4 按鈕控制元件
7.5 文字方塊控制元件
7.6 Spinbox控制元件
7.7 文字區域控制元件
7.8 捲軸控制元件
7.9 列表控制元件
7.10 變數類別
7.11 單選按鈕
7.12 核取方塊
7.13 使用pack()設計問卷調查
7.14 使用grid()設計問卷調查

|CHAPTER 08| OpenAI簡介
8.1 自然語言處理
8.2 OpenAI GPT
8.3 取得OpenAI的API密鑰
8.4 提示、完成及標記
8.5 使用Playground

|CHAPTER 09| OpenAI Chat API
9.1 本章提要
9.2 openai套件
9.3 decouple套件
9.4 使用Chat API
9.5 簡易聊天程式
9.6 具對話紀錄的聊天程式
9.7 具串流輸出的聊天程式
9.8 可儲存對話紀錄的串流聊天程式
9.9 以JSON儲存對話紀錄

|CHAPTER 10| 非同步GUI版聊天程式
10.1 本章提要
10.2 tkinter執行非同步I/O
10.3 協程中執行執行緒
10.4 設計非同步GUI版聊天程式

|CHAPTER 11| OpenAI Image API
11.1 本章提要
11.2 文字產生圖像
11.3 顯示圖像
11.4 圖像變形
11.5 GUI版顯示圖像
11.6 非同步GUI版文字生成圖像程式

|CHAPTER 12| OpenAI語音轉文字API
12.1 本章提要
12.2 線上錄音
12.3 使用轉錄API
12.4 Audio API結合Chat API
12.5 文字轉語音
12.6 gTTS結合ChatGPT API
12.7 Pyaudio套件
12.8 非同步GUI版語音聊天程式

 

图书序言

  • ISBN:9786263336438
  • 規格:平裝 / 296頁 / 17 x 23 x 1.9 cm / 普通級 / 單色印刷 / 初版
  • 出版地:台灣

图书试读

用户评价

评分

这本书的结构和内容的安排简直是教科书级别的范本,对于初学者来说,它提供了一条清晰、平滑的学习曲线。作者显然深谙教学的艺术,从最基础的Python语法概念入手,稳扎稳打地构建知识体系,每一步的衔接都如同精心编排的乐章,自然流畅。我尤其欣赏它对异步编程概念的阐述方式,通常这个主题会让新手望而却步,但在书中,它被分解成一个个易于理解的小模块,结合实际应用场景进行讲解,让你在不知不觉中掌握了构建高性能应用的秘诀。书中对开发环境的配置指导细致入微,几乎没有可能出现“环境搭建失败”的窘境,这种对细节的关注度,极大地降低了入门的门槛,让我们可以迅速将注意力集中到核心的编程逻辑上。后续章节中,对数据结构和算法的穿插讲解也恰到好处,既没有喧宾夺主,又为后续理解更复杂的API交互打下了坚实的基础。

评分

阅读此书的过程,更像是一次与经验丰富的老兵并肩作战的经历,充满了启发性。作者的叙事风格幽默而不失严谨,对于一些复杂的技术难点,他总能用一种非常生活化的比喻来解释清楚,使得原本晦涩难懂的概念瞬间变得通俗易懂。例如,在讲解OpenAI API的上下文管理时,作者使用的类比非常贴切,让我立刻理解了“记忆”在对话系统中的核心作用。这本书的价值远超于代码本身,它传递的是一种解决问题的思维模式——如何将一个宏大的目标(构建AI机器人)拆解成可执行的小步骤,并利用现有工具链高效实现。我感觉自己不仅学会了Python和API,更重要的是,获得了面对未来新技术挑战时,那种从容不迫的信心。

评分

这本书的实战性强到令人称赞,它不仅仅是理论的堆砌,而是真正引导你“动手做”。书中选择的案例——那个AI聊天机器人的构建过程,简直是一次完美的沉浸式体验。作者没有停留在理论层面,而是将每一次API调用、每一次界面元素的添加都作为一次实战演练来对待。我特别喜欢它对错误处理机制的讲解,书中演示了如何预判和应对API返回的各种异常状态码,这在实际项目开发中是至关重要的“保命符”。更值得一提的是,关于图形用户界面(GUI)的构建部分,它采用了现代化的思路,使得最终呈现的成品不仅功能完备,而且界面清爽专业,完全不像是一个新手练手的作品。这种从零到一、全程实战的叙事方式,极大地增强了读者的成就感和自信心。

评分

这本书的排版和图文配合达到了业内顶尖水平。阅读体验是影响学习效率的隐形因素,而这本书在这方面做得极其出色。代码块的格式清晰,高亮显示得当,关键函数和变量的注释准确到位,使得快速定位和理解代码逻辑变得非常轻松。更让人印象深刻的是,对于核心流程图和架构示意图的绘制,几乎可以称得上艺术品。这些可视化工具不仅仅是装饰,它们是理解整个系统如何协同工作的关键节点,帮助读者在脑海中构建起一个稳固的知识框架。总而言之,这本教材在视觉设计和内容组织上的高度统一,极大地优化了学习过程,让阅读变成了一种享受,而不是一项任务。

评分

我对这本书在技术深度和广度上的平衡把握感到非常满意。它在基础知识讲解上做到了足够扎实,确保新手不会感到迷茫;同时,在引入异步编程和现代API交互模式时,又展现出极高的前瞻性。这使得这本书不仅适合绝对的初学者,对于已经掌握基础Python但对AI应用开发感到困惑的开发者来说,也是一本极佳的进阶指南。书中对于异步IO的讲解,并未停留在`async/await`的语法层面,而是深入探讨了其背后的并发模型,这对想要构建更复杂、高吞吐量应用的读者来说,提供了宝贵的理论支撑。这种“面向未来的设计”理念,使得这本书的价值能够持续很长时间,不会因为技术的快速迭代而迅速过时。

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