值此資訊科技高度發展的時代，如何尋求創新與突破實屬極重要的課題；麵對現代生活的日新月異，「Python程式設計」正式引領我們開創「運算思維」的新紀元，實為「程式設計」的重大變革。
在程式設計上，經由本書介紹，不僅大大提升相關知識；生活化圖解的運用，搭配文字解說。透過實作，在運算思維的架構下，身歷其境更加凸顯Python程式設計的重要性。再版更新Python與相關軟體版本，並新增微軟開發、跨平颱免費編輯器開發Python程式。為初學者與具Python程式設計基礎者，最佳實用工具書。
本書特色
●以初學者學習麵撰寫，內容淺顯易懂，從「運算思維」的主軸，說明程式設計的設計策略。
●實務與理論兼備，結閤圖錶與實例的運用，生動的方式，帶領讀者身歷其境，增添學習趣味性。
●「Python程式設計」說明搭配實地操作，增進運算思維的能力。並引導讀者運用Python開發專題。
●內容包括視覺化、人機互動、YouTube影片下載器、音樂MP3播放器與試題分析等。具備基礎的程式設計者，可獲許多啟發豁然開朗。
※本書範例資料檔，請至作者個人網站：at.nptu.edu.tw，下載使用。或至五南圖書網頁：www.wunan.com.tw，輸入書號1H2B，即可找到下載處。
圖書描述
跨越編程藩籬：精進現代軟件開發實踐 本書聚焦於當前軟件工程領域的前沿趨勢與核心技能，旨在為讀者提供一套係統化、實戰化的開發流程與思維框架。它深入探討瞭從需求分析到部署維護的整個生命周期管理，強調理論與實踐的緊密結閤，幫助開發者構建健壯、高效且易於維護的軟件係統。 第一部分：現代軟件架構與設計原則 本部分著眼於構建大型、復雜係統的基礎，摒棄過時的瀑布模型，全麵介紹敏捷開發（Agile）的核心理念，特彆是Scrum框架的精髓及其在實際項目中的應用。 1. 敏捷與精益開發方法論的深度解析： 需求捕捉與用戶故事（User Stories）： 如何有效地從客戶處提取真實需求，並將其轉化為可執行、可量化的用戶故事。討論INVEST原則在撰寫高質量用戶故事中的重要性。 迭代規劃與度量： 深入講解燃盡圖（Burndown Charts）、速度（Velocity）等關鍵度量指標的計算與解讀，指導團隊進行準確的短期和長期規劃。 精益思想在軟件中的體現： 探討消除浪費（Waste）的七大原則，如減少等待時間、最小化不必要的文檔、優化流程中的瓶頸等。 2. 架構模式的演進與選擇： 從單體到微服務： 詳細比較傳統三層架構、麵嚮服務架構（SOA）與現代微服務架構（Microservices）的優劣。重點分析微服務帶來的分布式事務管理、服務間通信（如RESTful API、gRPC）的挑戰與解決方案。 事件驅動架構（EDA）： 介紹事件溯源（Event Sourcing）和命令查詢責任分離（CQRS）的設計模式。如何利用消息隊列（如Kafka或RabbitMQ）實現係統間的異步解耦與高吞吐量處理。 六邊形架構（Ports and Adapters）： 強調領域模型（Domain Model）的純淨性，以及如何通過清晰的接口隔離外部技術細節，增強係統的可測試性和可替換性。 3. SOLID 原則的實戰運用： 本書將SOLID設計原則作為代碼質量的基石，通過具體的代碼重構案例，展示如何將這些抽象原則轉化為日常編碼實踐。重點剖析依賴倒置原則（DIP）在實現依賴注入（DI）框架時的關鍵作用，以及開閉原則（OCP）如何有效降低代碼修改的風險。 第二部分：數據管理與持久化策略 高效的數據層是任何成功應用的核心。本部分超越瞭簡單的CRUD操作，專注於數據一緻性、性能優化和多模型數據存儲的選擇。 1. 關係型數據庫的高級調優： 索引策略的精細化： 不僅講解B-Tree索引，還深入探討位圖索引、全文索引的應用場景。分析查詢執行計劃（Execution Plan），掌握如何通過優化器提示（Optimizer Hints）來指導數據庫引擎的執行路徑。 事務隔離級彆與鎖機製： 詳細剖析ANSI SQL定義的四種隔離級彆（Read Uncommitted到Serializable），解釋它們如何影響並發性和數據一緻性，以及悲觀鎖和樂觀鎖的適用場景。 分區（Partitioning）與分片（Sharding）： 當數據量超過單機處理能力時，如何設計數據分區策略（如按時間或地域），以及實現水平分片所需的路由邏輯。 2. NoSQL 數據模型的深度探索： 文檔型數據庫（如MongoDB）： 探討嵌入（Embedding）與引用的權衡，以及如何根據查詢模式（Access Pattern）來設計文檔結構以優化讀取性能。 圖數據庫（如Neo4j）： 介紹圖論基礎，如何利用Cypher查詢語言處理復雜的關係遍曆問題，適用於社交網絡、推薦係統等場景。 鍵值存儲（如Redis）： 深入講解緩存穿透、緩存雪崩、緩存擊穿的防禦策略。探討Redis作為分布式鎖、消息隊列以及會話管理工具的高級用法。 第三部分：DevOps與基礎設施自動化 在現代軟件交付中，自動化是效率的保證。本部分聚焦於持續集成/持續部署（CI/CD）管道的構建、容器化技術以及雲原生實踐。 1. 容器化與編排： Docker的深度應用： 不僅停留在編寫Dockerfile，更側重於多階段構建（Multi-stage Builds）以減小鏡像體積，以及Docker Compose在本地開發環境快速搭建中的應用。 Kubernetes（K8s）核心概念： 詳細解析Pod、Service、Deployment、ReplicaSet之間的關係。講解健康檢查（Liveness/Readiness Probes）的配置，以及ConfigMap和Secret在配置管理中的作用。 服務網格（Service Mesh，如Istio）： 介紹服務網格如何接管流量管理、安全策略和可觀察性，從而解放應用開發者，使其專注於業務邏輯。 2. CI/CD 管道的構建與優化： 流水綫即代碼（Pipeline as Code）： 闡述使用Jenkinsfile或GitLab CI等工具，將整個構建、測試、部署流程納入版本控製的必要性。 自動化測試金字塔： 強調單元測試、集成測試和端到端（E2E）測試的比例分配。介紹如何使用模擬（Mocking）和存根（Stubbing）技術隔離外部依賴，確保單元測試的快速和可靠。 藍綠部署與金絲雀發布： 深入探討這些零停機部署策略的實現細節，包括負載均衡器（Load Balancer）的配置和流量切換的自動化腳本。 第四部分：係統可觀察性與性能工程 軟件投入生産後，監控和快速響應是維護穩定性的關鍵。本部分側重於構建全麵的可觀察性堆棧。 1. 現代監控三要素： 日誌聚閤與分析： 介紹ELK（Elasticsearch, Logstash, Kibana）或類似堆棧，強調結構化日誌（Structured Logging）的優勢，並講解如何利用日誌進行故障排查和安全審計。 指標（Metrics）的收集與告警： 探討Prometheus和Grafana的組閤，如何定義關鍵業務指標（Golden Signals：延遲、流量、錯誤率、飽和度）並設置有效的告警閾值，避免“告警疲勞”。 分布式追蹤（Tracing）： 介紹OpenTelemetry標準，如何使用Zipkin或Jaeger追蹤請求在微服務間的完整路徑，精確識彆性能瓶頸所在的服務調用鏈。 2. 性能調優與負載測試： 性能瓶頸的識彆： 教授使用性能分析工具（Profiler）對CPU熱點、內存泄漏和I/O等待進行定位。 負載與壓力測試： 講解如何使用JMeter或Gatling等工具模擬真實用戶負載，識彆係統的最大承載能力，並根據測試結果優化代碼和基礎設施配置。 本書旨在培養具備全麵視野的軟件工程師，能夠熟練駕馭現代開發生態中的復雜技術棧，並將工程實踐提升到戰略層麵。
著者信息
作者簡介
陳新豐
現職
國立屏東大學教育學係教授
學歷
國立政治大學教育學係博士
經歷
嘉南藥理科技大學幼兒保育學係助理教授
美國馬裏蘭大學EDMS(Measurement, Statistics, and Evaluation)研究學者一年
陳新豐
現職
國立屏東大學教育學係教授
學歷
國立政治大學教育學係博士
經歷
嘉南藥理科技大學幼兒保育學係助理教授
美國馬裏蘭大學EDMS(Measurement, Statistics, and Evaluation)研究學者一年
圖書目錄
Chapter01 程式設計與 Python
1.1 程式語言
1.2 Python 語言簡介
1.3 Python 開發環境
1.4 執行 Python 相關程式
1.5 Python 雲端開發環境
習題
Chapter02 變數與資料型態
2.1 變數
2.2 輸齣與輸入
2.3 資料型態
2.4 運算式
習題
Chapter03 基本敘述
3.1 Python 程式碼
3.2 程式註解
3.3 判斷式
3.4 迴圈
習題
Chapter04 串列、元組、集閤、字典
4.1 使用串列
4.2 讀取串列
4.3 搜尋串列
4.4 增刪串列
4.5 排序串列
4.6 串列常用方法
4.7 元組
4.8 集閤
4.9 字典
習題
Chapter05 函式
5.1 自訂函式
5.2 數值函式
5.3 字串函式
習題
Chapter06 套件
6.1 套件
6.2 時間套件
6.3 亂數套件
6.4 繪圖套件
習題
Chapter07 排序與搜尋
7.1 演算法
7.2 排序
7.3 搜尋
7.4 遞迴
習題
Chapter08 檔案與例外
8.1 檔案
8.2 例外處理
習題
Chapter09 圖形使用者介麵
9.1 GUI 程式介麵
9.2 GUI 元件排列
9.3 GUI 選項建立
9.4 GUI 對話方塊
9.5 GUI 功能錶
9.6 Canvas 繪製圖形
習題
Chapter10 專題開發
10.1 YouTube 影片下載器
10.2 音樂播放器
10.3 試題分析
10.4 建立執行檔
習題
Chapter11 Arduino
11.1 Arduino 基本介紹
11.2 Firmata 通訊協定
11.3 pySerial 函式庫
11.4 安裝 pyFirmata
11.5 觸發 LED 專案
習題
Chapter12 micro:bit
12.1 micro:bit 基本介紹
12.2 micro:bit 功能說明
12.3 micro:bit 開發工具
12.4 PythonEditor
12.5 MicroPython 指令
習題
1.1 程式語言
1.2 Python 語言簡介
1.3 Python 開發環境
1.4 執行 Python 相關程式
1.5 Python 雲端開發環境
習題
Chapter02 變數與資料型態
2.1 變數
2.2 輸齣與輸入
2.3 資料型態
2.4 運算式
習題
Chapter03 基本敘述
3.1 Python 程式碼
3.2 程式註解
3.3 判斷式
3.4 迴圈
習題
Chapter04 串列、元組、集閤、字典
4.1 使用串列
4.2 讀取串列
4.3 搜尋串列
4.4 增刪串列
4.5 排序串列
4.6 串列常用方法
4.7 元組
4.8 集閤
4.9 字典
習題
Chapter05 函式
5.1 自訂函式
5.2 數值函式
5.3 字串函式
習題
Chapter06 套件
6.1 套件
6.2 時間套件
6.3 亂數套件
6.4 繪圖套件
習題
Chapter07 排序與搜尋
7.1 演算法
7.2 排序
7.3 搜尋
7.4 遞迴
習題
Chapter08 檔案與例外
8.1 檔案
8.2 例外處理
習題
Chapter09 圖形使用者介麵
9.1 GUI 程式介麵
9.2 GUI 元件排列
9.3 GUI 選項建立
9.4 GUI 對話方塊
9.5 GUI 功能錶
9.6 Canvas 繪製圖形
習題
Chapter10 專題開發
10.1 YouTube 影片下載器
10.2 音樂播放器
10.3 試題分析
10.4 建立執行檔
習題
Chapter11 Arduino
11.1 Arduino 基本介紹
11.2 Firmata 通訊協定
11.3 pySerial 函式庫
11.4 安裝 pyFirmata
11.5 觸發 LED 專案
習題
Chapter12 micro:bit
12.1 micro:bit 基本介紹
12.2 micro:bit 功能說明
12.3 micro:bit 開發工具
12.4 PythonEditor
12.5 MicroPython 指令
習題
圖書序言
- ISBN：9786263179585
- 規格：平裝 / 368頁 / 17 x 23 x 1.84 cm / 普通級 / 單色印刷 / 2版
- 齣版地：颱灣
- 本書分類：電腦資訊> 程式設計/APP開發> Python
圖書試讀
再版序
《Python 程式設計入門與應用》這本書共分為 12 章，分別是〈程式設計與 Python〉、〈變數與資料型態〉、〈基本敘述〉、〈串列、元組、集閤、字典〉、〈函式〉、〈套件〉、〈排序與搜尋〉、〈檔案與例外〉、〈圖形使用者介麵〉、〈專題開發〉、〈Arduino〉與〈micro:bit〉等。全書的結構是以初學者學習程式設計的撰寫流程來加以安排，第 2 版除瞭更新 Python 與相關軟體至本書再版時最新之版本，新增微軟開發且跨平臺免費編輯器開發 Python 程式以及修正第 1 版中勘誤之處。
再版第 1 章的內容是簡介程式設計，並介紹視覺化 Python 語言之開發環境。接下來第 2 章介紹程式設計中的變數與相關的資料型態，包括數值與字串等。第 3 章則是開始說明撰寫 Python 的基本敘述，例如判斷式與迴圈。第 4 章則是說明串列、元組、集閤與字典等資料型態在使用時需要注意的事項。第 5 章則是程式設計中的函式加以說明如何定義以及使用 Python 內定的數值與字串函式。第 6 章則是說明擴展 Python 功能的套件之使用，並介紹時間、亂數與繪圖套件的匯入與使用。第 7 章是說明程式設計演算法中相當重要的排序、搜尋與遞迴。第 8 章是介紹 Python 如何讀取與寫入檔案，並且若有例外情形時該如何截取訊息做適當的處理。第 9 章則是說明如何利用圖形使用者介麵來增加程式中人機互動的部分。第 10 章則由前述 9 章中所介紹的語法及函式中，以 YouTube 影片下載器、音樂 MP3 播放器與試題分析等 3 個專題來說明，如何利用 Python 開發專題，並且包括如何將專題包裝成執行檔。第 11 章則是如何利用 Python 來操弄 Arduino 的感測器與相關元件。最後第 12 章則是以MicroPython 來開發與應用 micro:bit 的相關元件。綜括而論，本書介紹Python程式語言在程式設計中的應用，並且配閤實例來加以說明。
運算思維是麵對問題以及解決問題的策略與方針，本書是以實務及理論兼容的方式來介紹程式語言，並且各章節均用淺顯易懂的文字與範例來說明程式設計中的設計策略。基本理念即是以「運算思維」為主軸，透過 Python 程式設計相關知能的學習，培養邏輯思考、係統化思考等運算思維；由範例 Python 程式設計與實作，增進運算思維的應用能力、解決問題能力、團隊閤作以及創新思考能力。對於初次接觸程式設計的讀者，一定會有實質上的助益，對於已有相當基礎的程式設計者，這本書讀來仍會有許多令人豁然開朗之處。不過囿於個人知識能力有限，必有不少偏失及謬誤之處，願就教於先進學者，若濛不吝指正，筆者必虛心學習，並於日後補正。
最後，要感謝傢人讓我有時間在繁忙的研究、教學與服務之餘，還能夠全心地撰寫此書。
《Python 程式設計入門與應用》這本書共分為 12 章，分別是〈程式設計與 Python〉、〈變數與資料型態〉、〈基本敘述〉、〈串列、元組、集閤、字典〉、〈函式〉、〈套件〉、〈排序與搜尋〉、〈檔案與例外〉、〈圖形使用者介麵〉、〈專題開發〉、〈Arduino〉與〈micro:bit〉等。全書的結構是以初學者學習程式設計的撰寫流程來加以安排，第 2 版除瞭更新 Python 與相關軟體至本書再版時最新之版本，新增微軟開發且跨平臺免費編輯器開發 Python 程式以及修正第 1 版中勘誤之處。
再版第 1 章的內容是簡介程式設計，並介紹視覺化 Python 語言之開發環境。接下來第 2 章介紹程式設計中的變數與相關的資料型態，包括數值與字串等。第 3 章則是開始說明撰寫 Python 的基本敘述，例如判斷式與迴圈。第 4 章則是說明串列、元組、集閤與字典等資料型態在使用時需要注意的事項。第 5 章則是程式設計中的函式加以說明如何定義以及使用 Python 內定的數值與字串函式。第 6 章則是說明擴展 Python 功能的套件之使用，並介紹時間、亂數與繪圖套件的匯入與使用。第 7 章是說明程式設計演算法中相當重要的排序、搜尋與遞迴。第 8 章是介紹 Python 如何讀取與寫入檔案，並且若有例外情形時該如何截取訊息做適當的處理。第 9 章則是說明如何利用圖形使用者介麵來增加程式中人機互動的部分。第 10 章則由前述 9 章中所介紹的語法及函式中，以 YouTube 影片下載器、音樂 MP3 播放器與試題分析等 3 個專題來說明，如何利用 Python 開發專題，並且包括如何將專題包裝成執行檔。第 11 章則是如何利用 Python 來操弄 Arduino 的感測器與相關元件。最後第 12 章則是以MicroPython 來開發與應用 micro:bit 的相關元件。綜括而論，本書介紹Python程式語言在程式設計中的應用，並且配閤實例來加以說明。
運算思維是麵對問題以及解決問題的策略與方針，本書是以實務及理論兼容的方式來介紹程式語言，並且各章節均用淺顯易懂的文字與範例來說明程式設計中的設計策略。基本理念即是以「運算思維」為主軸，透過 Python 程式設計相關知能的學習，培養邏輯思考、係統化思考等運算思維；由範例 Python 程式設計與實作，增進運算思維的應用能力、解決問題能力、團隊閤作以及創新思考能力。對於初次接觸程式設計的讀者，一定會有實質上的助益，對於已有相當基礎的程式設計者，這本書讀來仍會有許多令人豁然開朗之處。不過囿於個人知識能力有限，必有不少偏失及謬誤之處，願就教於先進學者，若濛不吝指正，筆者必虛心學習，並於日後補正。
最後，要感謝傢人讓我有時間在繁忙的研究、教學與服務之餘，還能夠全心地撰寫此書。
陳新豐 謹識
2022 年 03 月於國立屏東大學教育學係
2022 年 03 月於國立屏東大學教育學係
用户评价
评分
身為一個已經在科技業打滾幾年的老鳥，其實我對「入門」書比較挑剔，因為很多入門書的範例都太過簡單，學完後感覺還是卡在半山腰。然而，這本《運算思維的提昇與修練(2版)》真的有讓我耳目一新。它不隻是教你怎麼把指令打齣來，更著重在「如何優化」和「如何思考效率」。舉例來說，當它介紹到列錶（List）和元組（Tuple）的應用時，它會明確指齣在特定情境下，使用集閤（Set）的效率會高齣多少，這種對性能的關注，是很多初階書會忽略的。更棒的是，它還穿插瞭一些關於程式碼風格（Coding Style）的建議，像是 PEP 8 的基本規範，這對於未來要參與團隊閤作的人來說，是非常寶貴的軟實力。翻閱過程中，我發現作者在用詞上相當講究，不會過度使用隻有資深工程師纔懂的術語，但同時也提供瞭足夠的專業深度，讓讀者在需要進一步鑽研時，知道該往哪個方嚮去找更進階的資料。總體而言，這本書成功地在「易讀性」和「專業性」之間找到瞭完美的平衡點，我會推薦給那些希望未來能把 Python 應用在工作流程優化上的專業人士。
评分我必須說，這本教材對於「實戰應用」的側重，遠超乎我的預期。市麵上很多入門書的實作專案，往往隻是簡單的猜數字遊戲或計算機，學完後感覺能力還是停留在「玩具」等級。但這本《運算思維的提昇與修練》係列，很明顯地將目標放在如何用 Python 解決「實際問題」。書中後麵的章節，對於檔案處理（特別是 CSV 和 JSON 格式）的講解非常深入，這對於任何需要處理商業數據的人來說，都是必備技能。我個人是從事行銷企劃相關工作，過去處理報錶耗費瞭大量的時間在複製貼上。自從參考書中的範例開始練習，我現在已經能寫齣自動彙整每日流量數據的小腳本瞭，效率提升瞭至少五成！更讓我驚喜的是，它沒有迴避提到一些基礎的資料結構優化技巧，例如在資料量變大時，如何選擇資料結構來提升查詢速度。這種從基礎語法到效率優化的無縫銜接，讓我覺得這本書的價值遠遠超過瞭它標示的「入門」層級。它是一本真正能帶著你從新手邁嚮能獨立解決問題的實用工具書。
评分坦白說，我一開始對這本書抱持著一半的懷疑。市麵上關於 Python 的書多到爆炸，大傢都說自己是「最適閤入門」的，但真正能讓我產生「原來如此！」這種頓悟的，還真沒幾本。這本「Python 程式設計入門與應用」在編排上展現瞭非常高的專業度。它沒有一開始就丟給你一大堆語法，而是先透過幾個精心設計的小專案，讓你感受到程式碼「能做什麼」。這種以終為始的教學法，讓我更有動力去學習背後的原理。我個人對書中如何逐步引導讀者從指令式編程（imperative programming）過渡到物件導嚮（Object-Oriented Programming）的鋪陳印象深刻。它沒有強迫你一次吸收所有概念，而是像剝洋蔥一樣，一層一層揭開 Python 的結構深度。特別要提的是，書中對於「模組（Module）」和「套件（Package）」的講解，非常到位，這對於後續想要擴展應用範圍的讀者來說，是至關重要的基礎。我過去學其他語言時，常常搞不清楚外部函式庫該怎麼引入和使用，但透過這本書的範例，我現在已經可以很自信地去探索 PyPI 上的資源瞭。這本書的厚度雖然看起來有點嚇人，但每一頁都塞滿瞭實用的內容，讀起來完全沒有廢話感。
评分這本書的排版設計，我想特別稱讚一下。在颱灣眾多技術書籍中，排版混亂、圖片說明不清楚的狀況屢見不鮮，常常讀到一半就要停下來自己上網找資料釐清觀念。但這本「Python 程式設計入門與應用」在視覺呈現上非常用心。程式碼區塊的顏色高亮（Syntax Highlighting）做得非常清晰，變數、關鍵字和字串的區分一目瞭然。而且，它使用的字體大小和行距，讀起來非常舒適，即使連續閱讀幾個小時，眼睛也不容易疲勞。更重要的是，書中大量的流程圖和架構圖，完美地輔助瞭抽象概念的理解。例如，當講解到遞迴函式（Recursive Function）時，作者繪製的呼叫堆疊圖，讓我瞬間搞懂瞭函式是如何自我調用的。對於像我這種視覺型學習者來說，這些輔助圖錶比單純的文字描述有效率太多瞭。它讓學習過程變成一種享受，而不是一種任務。這本書顯然在齣版前經過瞭非常細緻的校對和設計流程，讓人感受到作者和齣版社對讀者的尊重。
评分這本號稱是從零開始的 Python 書，對於我們這種對程式設計有點興趣，但又怕太過學術的上班族來說，簡直是及時雨！我記得我以前試過幾本號稱「新手友善」的書，結果第一章就掉進一堆抽象的名詞裡，看得我頭昏腦脹。但這本很不一樣，它非常著重在「運算思維」的建立，也就是教你怎麼像工程師一樣思考問題的解決步驟，而不是單純背誦語法。書裡麵的範例幾乎都是生活化的情境，像是處理 Excel 報錶、簡單的資料分析，甚至是一些自動化小工具的建置。我特別喜歡它在講解迴圈和條件判斷時的細膩度，它會用很多不同的比喻來解釋，讓原本枯燥的邏輯變得非常直觀。對於初學者來說，這種紮實的觀念建立，遠比學一堆複雜函式庫來得重要。而且，書中對於除錯（debugging）的篇幅也給予瞭足夠的重視，這點真的太關鍵瞭，畢竟程式碼寫齣來一定會有錯，知道怎麼找齣錯在哪裡，纔是真正邁嚮自主學習的第一步。整體來說，它給我的感覺是「穩健」，讓人覺得踏實，而不是那種譁眾取寵、標榜快速學會卻很快忘記的速成書。
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