前言

“人生苦短，我用Python。”

Python是一门越来越流行的编程语言，它免费、易学，而且功能强大，在网络编程、图像用户界面编程、科学计算、数据挖掘、机器学习、人工智能等方面都有着广泛的应用。

我在一年多的时间里，通过自学，从一个Python“小白”成长为一个Python“老手”，在这个过程中，用笔记的形式记录了自己学习和使用Python的经验。根据这段经历，于2019年出版了本书的第1版（基于Python 2.7版本）。

经过数年的时间，这个学习笔记依然有着不小的阅读量：在知乎的高分问答“如何系统地自学Python？”阅读量达到千万量级（https://www.zhihu.com/question/29138020/answer/81972368），GitHub上的学习笔记的Star达6300以上，Fork达2900以上（https://github.com/lijin-THU/notes-python）。

由于对Python的学习、应用需求与日俱增，并且Python 3已成为主流，所以我对第1版的内容进行了大量的修改，升级改版为基于Python 3的自学笔记，相信会对开始学习并使用Python的朋友有所帮助。

本书的集成开发环境是Anaconda，它是一个功能强大的Python计算环境。本书利用IPython解释器、Jupyter Notebook等工具开展Python编程的实践。

本书首先介绍了Python工具的使用、Python基础和进阶用法、面向对象编程，为读者打下良好的基础：优秀的工具能帮助读者更有效地学习和使用Python；基础和进阶用法能让读者对Python的用法有一些基本的认知；面向对象编程可以让读者了解一些基础的设计模式。

接下来，本书介绍了一些关键的Python模块，这些模块包括Python标准库中的自带模块，以及NumPy、Matplotlib、SciPy、Pandas等最常用的模块。这些模块提供了强大的功能：标准库模块提供了处理编程常见问题的工具，NumPy模块提供了科学计算的基础类型——数组，Matplotlib模块可以对数据进行可视化，SciPy模块可以进行概率、线性代数等的操作，而Pandas模块则提供了数据分析的基本功能。

最后，本书详细讲解了两个用Python进行数据分析与机器学习编程的实例，通过这两个例子，读者可以了解数据分析和机器学习的一些基本流程。

本书基于学习笔记而来，内容更贴近实际，例子也简单易懂。除了介绍Python的用法，本书还加入了很多原理上的解释，并辅以实例进行说明。因此，与其他Python书籍相比，本书不仅具有知其然的功能，还具有知其所以然的特点，从而能更好地帮助Python初学者进行自学。

本书使用Python 3版本。考虑到书中涉及模块的功能可能会随版本更新而改变，因此，本书主要介绍各个模块的核心功能，对于一些细节用法不做过多介绍。

特别地，结合我学习工作以来遇到的实际情况，虽然Python 2已经不再被维护，但一些企业和项目由于历史原因仍然保留了许多用Python 2编写的代码。为了方便广大读者在实际工作学习中阅读和运维基于Python 2的代码，本书将Python 2与Python 3的一些核心区别标注出来，以便读者掌握。

本书配备有全套案例数据集、源代码，可通过扫描关注机械工业出版社计算机分社官方微信公众号——IT有得聊，回复XXXXX即可获取。

致谢

本书基于很多资料和知识整理汇集而成，因此，我不可能完全统计出所有对本书的内容做出贡献的人士。在这里，我向所有贡献者们致以最诚挚的谢意。

我要感谢我的家人，他们默默的支持，是我最坚实的后盾。

我要感谢我的导师张长水教授，他严谨的教导，是我终身受益的财富。

我要感谢我的朋友蒋楠、胡捷、王磊和潘伟燊，没有他们的真诚鼓励，我也不会坚持记完我的笔记。

我还要感谢机工社的编辑王斌（IT大公鸡），有了他的鼎力相助，才有了这本书的成型与出版。

机缘巧合促成了这本书的诞生，这也必将成为我一生中最宝贵的经历。非常希望本书能够对正踏上Python学习之路的朋友有所帮助！

李金

2022.3.27