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邊玩邊學程式設計:30堂Python創意程式課,輕鬆掌握程式語言,培養運算思維!
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內容簡介

★美國亞馬遜青少年電腦科學類書籍暢銷第一名! ★學全球最受歡迎Python程式語言,培養108課綱「運算思維」核心能力 ★全書彩色插圖+流程圖+虛擬程式碼解說,邊玩邊學程式設計! 從基礎概念、運算思維到實際應用 30堂Python創意程式課,掌握程式設計關鍵能力! 新課綱正式上路,資訊科技教育將以「運算思維」為發展核心,「程式設計」正是實際體現「運算思維」的重要方式之一。 本書由美國電腦科學教育專家撰寫,填補眾多學校未滿足的迫切需求,提供程式設計的教學基礎,並示範如何用免費、直覺、開源,而且是全球最熱門程式語言的Python,打造超過30項有趣的創意專題。 為什麼要學Python? 1 好學又好用——是全球最受歡迎的程式語言之一 2 簡單又強大——完成一項工作只要幾行程式碼 3 免費且開源——有廣大的使用者和開發人員社群 4 在任何地方都能運作——包含Windows、Mac、Linux和Raspberry Pi 書中透過插圖、流程圖和虛擬程式碼,幫助青少年和初學者瞭解程式設計的基礎概念和運算思維的過程,並告訴讀者如何運用這些原則為精彩專題編寫程式。 透過本書,讀者可循序漸進打造以下專題: ◆聊天機器人:認識用來設計對話程式的各種變數、字串、整數等元素。 ◆幾何藝術:使用海龜繪圖打造原創藝術作品。 ◆互動故事:探索布林值和條件式,設計出自己的冒險遊戲。 ◆骰子遊戲:重複使用程式碼建立機率遊戲。 ◆街機遊戲和應用程式:認識GUI(圖形使用者介面),開發專屬街機遊戲和應用程式。 書中也分享Python進階知識,讓讀者能用更多意想不到的方式運用所學到的新技巧。包括:搭配硬體進行實體運算、使用其他標準Python模組以及強大的第三方Python套件等參考。 【本書特色】 ◎每一單元均以「主要概念」為核心,搭配實作專題以及進一步實驗與延伸,引導初學者由淺入深掌握概念,紮實學習程式設計流程。 ◎收錄常用詞彙表與中英對照索引,學程式同時加深專業用語記憶,以銜接未來進階應用。 【各界推薦】 孔令傑|國立臺灣大學資訊管理學系副教授 李蔡彥|國立政治大學資訊科學系教授 洪旭亮|教育噗浪客共同創辦人 涂益郎|高中資訊科技學科中心執行秘書 蔡炎龍|國立政治大學應用數學系副教授 ——共同推薦(依姓名筆劃排列) 本書是不可多得的好書,從生活化的應用範例教讀者如何在玩樂中有效學習程式設計。 ——李蔡彥/國立政治大學資訊科學系教授 在自主學習意識高漲的時代,你需要一本好的工具書幫助你更快達成目標。 ——涂益郎/高中資訊科技學科中心執行秘書 就是要覺得好玩,才能學好程式。「邊玩邊學程式設計」提供非常多有趣的例子,在玩耍的過程中,自然成為程式達人。 ——蔡炎龍/國立政治大學應用數學系副教授

目錄

序言 什麼是寫程式? 為什麼要學程式設計? 為什麼要學Python? 安裝Python 第一行程式碼 Python函式 電腦很挑剔:認識錯誤 解決問題:寫演算法來規劃程式碼 虛擬程式碼 流程圖 1.打造你的聊天機器人 主要概念 以變數儲存資料 從使用者處取得資料 在螢幕輸出資料 在程式碼加入註解 在電腦上算數學 專題 打造你的聊天機器人 更進一步 實驗與延伸 2.打造你的藝術傑作 主要概念 海龜圖 迴圈 在清單儲存資料 專題 創作幾何藝術 更進一步 實驗與延伸 3.打造你的冒險遊戲 主要概念 電腦懂得真與假 以條件式為基礎的程式碼 電腦可以根據條件式執行迴圈 專題 打造冒險遊戲 更進一步 實驗與延伸 4.打造你的骰子遊戲 主要概念 建立自訂函式 電腦可以隨機選取項目 讓迴圈跑過清單或字串 專題 打造你的骰子遊戲 更進一步 實驗與延伸 5.打造你的應用程式和遊戲 主要概念 圖形使用者介面(GUI) GUI事件迴圈 GUI從視窗開始 可點擊按鈕 在畫面上加上形狀、文字和圖片物件 根據鍵盤控制移動物件 根據滑鼠點擊移動物件 從使用者取得資料 GUI能依照排程執行程式碼 退出GUI程式 專題 打造你的街機風格遊戲 更進一步 實驗與延伸 你還可以做什麼? 詞彙表 資源 致謝 關於作者 索引

內文試閱

安裝Python 為了使用Python語言,在電腦上要安裝Python「編譯器」(interpreter),用它來讀取、理解和執行Python程式碼。我們還需要能輸入和儲存程式碼的工具。 從python.org免費下載Python時,我們會獲得IDLE(Integrated DeveLopment Environment,整合開發環境),讓我們建立、儲存、編譯和執行程式碼。IDLE是一種程式設計師使用的離線整合開發環境(IDE)。Python也有幾種線上的版本。我們可以用不同的IDE來輸入和執行Python程式碼,但本書呈現的截圖和範例都是在Python IDLE的程式碼。 目前Python有兩大版本:Python 2和Python 3。本書採用Python 3。 如何使用本書 Python程式碼和虛擬程式碼的字體和其他文字不同。程式碼中的註解以粗體表示。程式的輸出放置在標頭「Sample Run」下方。程式碼無法容納在一行時,用「」表示換行。 這是程式碼 # 這是註解 程式碼很長的時候會換行 到第二行,注意行末的 符號 虛擬程式碼 這是虛擬程式碼 第一行程式碼 安裝Python IDLE後,執行這個應用程式,就會看到Python殼層視窗(shell window)。左邊的視窗是來自Mac,但其他平臺的版本會類似。你會看到以下提示: >>> 它已經準備好讓你輸入程式碼。 Python殼層是可以用來實驗片段程式碼的地方,因為程式碼會立即執行。除非選擇儲存,否則Python殼層中的程式碼在關閉IDLE後就會遺失。我們會用Python殼層來測試和學習列於本書「主要概念」的Python程式碼。針對專題的部分,我們會用IDLE來輸入程式碼到檔案裡,這樣就能儲存、變更和多次執行。 傳統上,程式設計的入門是經典的「hello, world」程式。它的目的是讓電腦在螢幕上顯示這兩個字。這個簡單的程式有幾種變化,包含加上「!」和使用大寫,但在本書,我們要用這句話的最早版本之一「hello, world」。 在Python,如果要在螢幕上顯示任何東西,也就是讓螢幕上出現文字,只要輸入「print」,並把要顯示的文字放在括號內的引號中。 首先,在Python殼層的提示>>>>輸入以下: print('hello, world') 程式碼有區分大小寫,應全部以小寫輸入,而文字放在單引號或雙引號內皆可。 電腦隨即會回應「hello, world」。接著回到提示,等待其他指令。多輸入一些要顯示的句子吧。 程式不同部分的顏色 為了讓程式設計更簡單,IDLE可以把程式碼的不同部分以不同顏色顯示。例如Python字串「hello, world」可以用綠色顯示,而Python函式「print」可以用紫色顯示。點選IDLE設定就能自動這些顏色和字型。 Python函式 前面的print程式碼在電腦程式語言裡稱為print「函式」(function)。函式是用來做事情的程式碼。你可能已經在數學或試算表應用程式看過函式(例如試算表的「平均」函式會取數字集合的平均)。可以把Python函式想成用來做某件事的黑盒子。不需要知道裡面的魔法,只要知道怎麼用。我們不用知道print函式的原理也能在螢幕上顯示文字。 有時候函式會讀取資訊,有時候會回報資訊。例如print函式會讀取要顯示的資訊(引號內的文字),接著做我們要它做的事:在螢幕上顯示這個資訊。在本書中,介紹Python程式語言時我們會用「函式」這個詞來取代「指令」或「程式碼」。 在Python寫程式時,我們會用Python語言裡可用的很多函式。在第4章,我們會學習如何寫出自己的函式。 電腦很挑剔:認識錯誤 和之前一樣輸入print程式碼,但這次放進一個錯誤,例如拼錯字或少一個引號。會怎樣呢? >>> print('hello, world) SyntaxError: EOL while scanning string literal >>> Print('hello, world') Traceback (most recent call last): File "", line 1, in Print('hello, world') NameError: name 'Print' is not defined >>> 我們會在Python殼層看到以IDLE所設的顏色(例如紅色)顯示的錯誤訊息。如你所見,在print指令少放下引號或使用大寫P是起不了作用的。 電腦很挑剔!在程式碼裡即使是小錯誤也會產生稱為「語法錯誤」(syntax error)的錯誤。這代表語言沒有確實依照定義來使用;這種錯誤和語言的語法有關。 語法錯誤通常容易修正,尤其因為錯誤旁邊會有彩色行或錯誤訊息會解釋電腦哪邊看不懂。所有語法錯誤都修正後,電腦程式仍然可能不會如預期來運作。這種錯誤稱為「執行階段錯誤」(runtime error)。這是來自程式碼使用方式或解決問題方法的錯誤。這種錯誤就是程式碼中的「bug」。有些bug容易修正,但有些要花很多時間。找出和修正這些bug的過程稱為「除錯」(debug),是學習程式設計很關鍵的一部分。

延伸內容

【前言】 什麼是程式設計? 程式設計是給電腦指令的一種方式,用電腦能理解的語言來寫成指令。可以把程式設計想成對電腦「說話」,叫它解決問題或做出東西,像是遊戲或應用程式。我們用來對電腦說話的語言就是程式語言,而一整套指令就稱為「程式」(program)或「程式碼」(code)。 為什麼要學程式設計? 程式設計是一種強大的工具,讓我們發揮創意來製做自己的應用程式、工具和遊戲。程式設計讓藝術家和Maker創作只有程式碼能完成的作品。學習程式設計能幫助我們了解周遭的數位世界。現代的世界是建立在程式碼的基礎上,從智慧型手機的應用程式、線上購物網站到自動櫃員機(ATM)都是。因為電腦影響了幾乎所有產業,瞭解程式碼可以讓你為任何工作做好準備。 程式設計的一環是解決問題。寫程式時,我們要把一個問題分解成不同步驟,用數學和邏輯發展出解決方法,接著測試和調整來解決這個問題。程式設計的學習能吸引各年齡層的學生並幫助他們瞭解數學、科學、語言等領域。 為什麼要學Python? 世界上有數百種程式語言,各有不同的特殊目的,也有各自的優缺點。Python是在1980年代由吉多‧范羅蘇姆(Guido van Rossum)發明,以英國電視喜劇《蒙提‧派森的飛行馬戲團》(Monty Python’s Flying Circus)命名,和蛇完全沒有關係! Python被用來在網際網路上建立應用程式、用於科學研究,也用來製作遊戲、藝術作品、電影等等。用Python寫出來的著名應用程式包括YouTube、Google、Instagram和Spotify。Python廣受歡迎的理由有很多,包括: 1 好學又好用。 2 簡單又強大。完成一項工作只要幾行程式碼。 3 免費且開源:這代表它有廣大的使用者和開發人員社群,共同將它推廣到各種應用。 4 在任何地方都能運作,包含Windows、Mac、Linux和Raspberry Pi。

作者資料

希娜.瓦帝耶納坦(Sheena Vaidyanathan)

美國國內公認電腦科學教育專家,曾任電腦科學教師協會董事、Code.org教育顧問,並於多場教育研討會發表其研究。 她是加州洛思阿圖斯學區的青少年電腦科學教師,同時也是電腦科學整合專家;她在此設計電腦科學課程、執行8年制教育STEM課程專業開發,及教授初階代數、數位設計和視覺藝術。她也擔任山麓學院卡魯斯創新中心電腦科學專業開發計劃總監,並在此教導老師們學習Python程式設計。 她透過寫作文章、研討會發表及個人網站(computersforcreativity.com)分享多年的程式設計教學經驗、學生作品與精采範例。進入教育領域前,她以電腦科學家和科技創業家的身分在矽谷工作超過10年。

基本資料

作者:希娜.瓦帝耶納坦(Sheena Vaidyanathan) 譯者:屠建明 出版社:遠流出版 書系:綠蠹魚 出版日期:2019-09-27 ISBN:9789573285731 城邦書號:A1201037 規格:平裝 / 全彩 / 144頁 / 21cm×24cm
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