Python语言能让编程变得更加简单易学。但是，在掌握Python基础知识后，你是否面临编程技能无法提升，不知后续学习该如何开展的问题？《Python编程实战 妙趣横生的项目之旅》包含许多有趣的编程实践项目，这些项目能带给你灵感。
掌学了Python基础，苦于无法上手实战？
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妙趣横生的实战项目，让你快速成为开发高手！
有趣——23个趣味项目，带你全方位提升编程技能；
有效——兴趣驱动练习，提升学习效率；
有用——配套的项目代码+相关资源，免费下载。
本书以编程的方式带你模拟探索火星、木星以及银河系最遥远的地方，体验诗人的境界，了解高级的金融知识等。本书会介绍各种各样的技术和算法，如马尔可夫链分析技术、蒙特卡罗模拟算法、图像叠加技术、基因遗传算法等。本书还会讲解一些 Python 模块的使用方法，例如 Tkinter、Matplotlib、cProfile、Pylint、pygame、pillow和Python-docx 模块。
你可以把本书当作学习Python的辅助类图书。本书是一本完全面向初学者的入门图书。在本书中，你将使用基于项目的方法进行自我训练。本书不会浪费你的金钱和书架空间，也不是对你已学过的知识概念的重新整理。不过，请别担心！本书不会让你独自去完成这些项目，书中所有的代码均有注释和解释。
本书的这些项目适用于希望通过编程进行实验仿真、理论验证、自然现象模拟和获取快乐的人。其中包括那些将编程作为工作的一部分但并不是程序员的人（如科学家和工程师），还包括那些“非专业人士”——编程的业余爱好者和把编程当作娱乐消遣的人。如果你想弄明白本书提到的项目，但又发现自己从头开始做这些复杂的项目会非常艰巨或耗费大量时间，那么本书就很适合你。
本书内容
当浏览本书的项目时，你会了解一些非常有价值的Python库和模块，也会学到一些快捷键的使用方法、常用的内置函数以及一些重要的技术，还能从实践中学到程序设计、测试以及优化的方法。此外，你还会将正在做的事情与实际的应用程序开发、数据库设计和解决实际问题联系起来。
拉夫尔·沃尔多·艾默生说过：“没有热情就无法建立伟业。”学习的过程也是如此。本书的最终目的是激发你的想象力，并引导你开发自己感兴趣的项目。若一开始你觉得开发自己的项目过于雄心勃勃，那也不用担心。你只需要勤奋一点，经常上网搜索资料并学习，就能创造奇迹，这比你想象中更快。
下面是本书各章内容的简要描述。一般来说，你不必按照顺序阅读它们，但越是在前面的项目，往往会越简单，当新的概念、模块和技术首次出现时，本书会详细地解释它们。
第1章 虚假姓名生成器：这是一个热身项目。本章先介绍Python的PEP 8标准、PEP 257标准、Pylint模块和pydocstyle模块。这些标准和模块会帮助你分析代码是否符合编程规范。本章最后会给出一个奇怪姓名生成器程序，它的设计灵感来源于美国网络电视节目《灵异妙探》。
第2章 寻找回文：本章教你对代码进行性能分析。与此同时，你还会学到拯救挣扎在痛苦边缘的DC漫画中的女巫萨塔娜的方法。通过在线字典来寻找神奇的回文串，你可以帮助萨塔娜打败时间反转恶鬼。
第3章 寻找易位词：编写一个帮助用户创建他们输入名字的易位词的程序。例如，用“Clint Eastwood”生成“old west action”；然后，利用语言筛查器帮助汤姆· 马沃洛· 里德尔（Tom Marvolo Riddle）找到他名字的易位词——“I am Lord Voldemort”。
第4章 破解美国内战密码：首先，研究并破解历史上经典的军事密码——联邦路由密码；然后，让双方的间谍使用锯齿形栅栏密码发送和译码秘密信息。
第5章 编写英国内战密码：通过破解来自英国内战时期的空密码，获取明文隐含的深层次信息；之后，设计和实现更复杂的空密码以完成拯救苏格兰女王玛丽的任务。
第6章 隐写术：利用隐形电子墨水帮助企业间谍欺骗夏洛克·福尔摩斯的父亲，从而让间谍逃过侦察。本章的内容改编自美国哥伦比亚广播公司的电视剧《基本演绎法》。
第7章 用遗传算法培育大鼠：受达尔文进化论的启发，本章利用遗传算法模拟培育一种体型如雌性牛头獒一样的超级大鼠；然后，帮助詹姆斯·邦德在一眨眼的时间里破解密码有100亿种组合的保险柜。
第8章 统计俳句音节数：本章教你使用计算机统计英语单词的音节数，是下一章写作日本诗歌或俳句的先导部分。
第9章 用马尔可夫链分析技术编写俳句：本章将第8章的音节计数模块与马尔可夫链算法进行组合，通过分析含有数百个古今俳句的语料库，实现让计算机编写俳句的目标。
第10章 我们孤独吗——探索费米悖论：利用德雷克方程、银河系的大小以及假设的可探测“辐射气泡”大小，研究外星无线电信号缺失的原因；学习和使用流行的Tkinter模块，构建星系和地球自身的无线电气泡图。
第11章 蒙蒂·霍尔问题：首先论证蒙蒂·霍尔问题，然后使用面向对象编程语言构建一个有趣的、带有图形界面接口的蒙蒂霍尔游戏。
第12章 储蓄安全：使用蒙特卡罗金融模型为你自己（或你的父母）安排安稳的退休生活。
第13章 模拟外星火山：利用pygame模块模拟木星卫星艾奥上的火山爆发场景。
第14章 用探测器绘制火星地图：本章的目标是构建一款基于重力的街机游戏。当卫星燃料没有耗尽，也没有在大气层中燃烧时，让卫星的运行轨道变成一个圆形的测绘轨道。通过显示卫星的关键参数，跟踪其运行轨迹，为火星添加阴影图示，并让火星缓慢绕其轴旋转，以此来学习轨道力学知识。
第15章 用行星叠加技术完善天体摄影图片：利用Python的图像库，对从视频中获取的低质量图像进行光学叠加，从而显现木星的云带和大红斑效果；利用Python内置的os模块和shutil模块，学习解决文件、文件夹和目录路径等问题。
本书每章的末尾都至少包含一个实践项目或挑战项目。在本书的配套资源或附录中，你可以找到每个实践项目的答案。但这并不意味着这个答案就是最好的——你可能会想出一个更好的答案，所以在此之前不要偷看答案！
然而，对于挑战项目，你只能靠自己。1519年，当科尔特斯入侵墨西哥时，他将帆船烧掉，让追随他的士兵意识到他们没有回头路，于是他们不得不以坚定的决心面对阿兹特克人。因此，短语“burn your boat”（破釜沉舟）成为全心全意或全身心投入一项任务的代名词。这也是你面对挑战项目时应有的态度，如果你这样做了，那么你从这些练习中学到的东西可能会比从书中其他部分学到的东西都要多！
目录
第 1章 虚假姓名生成器 1
1．1 项目1：生成假名 1
1．1．1 项目规划与设计 1
1．1．2 策略 2
1．1．3 伪代码 2
1．1．4 代码 3
1．2 本章小结 11
1．3 延伸阅读 12
1．3．1 伪代码编写标准 12
1．3．2 编程规范 12
1．3．3 第三方模块 12
1．4 实践项目 12
1．4．1 儿童黑话 13
1．4．2 简单条形图 13
1．5 挑战项目 13
1．5．1 拉丁文简单条形图 14
1．5．2 中间名 14
1．5．3 挑战不同的项目 14
第 2章 寻找回文 15
2．1 寻找和加载字典文件 15
2．1．1 处理文件打开异常 16
2．1．2 加载字典文件 16
2．2 项目2：寻找回文单词 18
2．2．1 策略和伪代码 18
2．2．2 寻找回文单词的代码 19
2．3 项目3：寻找回文短语 20
2．3．1 策略和伪代码 20
2．3．2 寻找回文短语的代码 22
2．3．3 程序性能分析 24
2．4 本章小结 27
2．5 延伸阅读 27
2．6 实践项目：字典清理 27
2．7 挑战项目：用递归方法查找回文 27
第3章 寻找易位词 28
3．1 项目4：寻找单词的易位词 28
3．1．1 策略和伪代码 28
3．1．2 寻找易位词的代码 30
3．2 项目5：寻找易位短语 31
3．2．1 策略和伪代码 32
3．2．2 寻找易位短语的代码 35
3．3 项目6：寻找伏地魔（Voldemort）——高卢人策略 41
3．4 项目7：寻找伏地魔（Voldemort）——英式蛮力方式 43
3．4．1 策略 43
3．4．2 英式蛮力方式的代码 45
3．5 本章小结 52
3．6 延伸阅读 52
3．7 实践项目：寻找二元字母组 52
3．8 挑战项目：易位词自动生成器 52
第4章 破解美国内战密码 53
4．1 项目8：路由密码 53
4．1．1 策略 55
4．1．2 伪代码 57
4．1．3 解密路由密码的代码 58
4．1．4 破解路由密码 60
4．1．5 增加用户接口 62
4．2 项目9：栅栏密码 67
4．2．1 策略 68
4．2．2 使用栅栏密码加密代码 69
4．2．3 使用栅栏密码解密代码 71
4．3 本章小结 73
4．4 延伸阅读 73
4．5 实践项目 74
4．5．1 黑客林肯 74
4．5．2 判断密码类型 74
4．5．3 以字典的形式存储密钥 74
4．5．4 自动生成可能的密钥 75
4．5．5 路由换位密码：暴力破解 75
4．6 挑战项目 76
4．6．1 路由密码编码器 76
4．6．2 三栏式栅栏密码 77
第5章 编写英国内战密码 78
5．1 项目10：Trevanion密码 78
5．1．1 策略和伪代码 80
5．1．2 Trevanion密码的代码 81
5．2 项目11：编写空密码 84
5．2．1 清单型空密码的代码 85
5．2．2 清单型空密码程序的输出 86
5．3 本章小结 87
5．4 延伸阅读 87
5．5 实践项目 87
5．5．1 营救玛丽 87
5．5．2 科尔切斯特脱险 88
第6章 隐写术 89
6．1 项目12：隐藏维吉尼亚密码 89
6．1．1 程序运行平台 90
6．1．2 策略 91
6．1．3 伪代码 96
6．1．4 代码 97
6．1．5 添加维吉尼亚密码 100
6．1．6 检测隐藏消息 101
6．2 本章小结 104
6．3 延伸阅读 104
6．4 实践项目：检查空行数 105
6．5 挑战项目：使用Monospace字体 105
第7章 用遗传算法培育大鼠 106
7．1 在所有解中寻找最优解 106
7．2 项目13：培育超级老鼠大军 107
7．2．1 策略 107
7．2．2 培育超级大鼠的代码 110
7．2．3 项目小结 115
7．3 项目14：破解高科技保险柜 117
7．3．1 策略 118
7．3．2 保险柜破解器的代码 119
7．4 本章小结 122
7．5 延伸阅读 122
7．6 挑战项目 122
7．6．1 为老鼠建立“后宫” 123
7．6．2 创建更高效的破解器 123
第8章 统计俳句音节数 124
8．1 日本俳句 124
8．2 项目15：统计音节数 125
8．2．1 策略 126
8．2．2 管理缺失单词 128
8．2．3 音节计数程序代码 134
8．2．4 编写检查音节计数程序的程序 136
8．3 本章小结 137
8．4 延伸阅读 137
8．5 实践项目：音节计数器对比字典文件计数器 137
第9章 用马尔可夫链分析技术编写俳句 139
9．1 项目16：马尔可夫链分析 139
9．1．1 策略 141
9．1．2 伪代码 144
9．1．3 训练语料库 145
9．1．4 程序调试 146
9．1．5 程序代码 147
9．1．6 输出结果 156
9．2 本章小结 159
9．3 延伸阅读 159
9．4 挑战项目 160
9．4．1 新词生成器 160
9．4．2 图灵测试 160
9．4．3 俳句判断 161
9．4．4 马尔可夫音乐 161
第 10章 我们孤独吗——探索费米悖论 162
10．1 项目17：模拟银河系 162
10．1．1 策略 163
10．1．2 估算文明的数量 163
10．1．3 选择无线电气泡大小 164
10．1．4 得出探测概率计算公式 165
10．1．5 计算探测概率的代码 167
10．1．6 建立图形模型 171
10．1．7 结果分析 182
10．2 本章小结 183
10．3 延伸阅读 183
10．4 实践项目 184
10．4．1 遥远的银河 184
10．4．2 建立银河系帝国 184
10．4．3 预测可探测性的迂回方法 186
10．5 挑战项目 186
10．5．1 创造条状螺旋银河系 186
10．5．2 为你的星系添加可居住区 186
第 11章 蒙蒂·霍尔问题 188
11．1 蒙特卡罗模拟 188
11．2 项目18：验证萨凡特说法的正确性 190
11．2．1 策略 190
11．2．2 验证萨凡特说法的代码 191
11．3 项目19：蒙蒂霍尔游戏 193
11．3．1 面向对象程序设计简介 193
11．3．2 策略和伪代码 196
11．3．3 蒙蒂霍尔游戏代码 197
11．4 本章小结 207
11．5 延伸阅读 207
11．6 实践项目：生日悖论 207
第 12章 储蓄安全 208
12．1 项目20：模拟退休生活 208
12．1．1 策略 209
12．1．2 伪代码 215
12．1．3 获取历史收益数据 216
12．1．4 程序代码 217
12．2 本章小结 229
12．3 延伸阅读 229
12．4 挑战项目 229
12．4．1 一图值千金 229
12．4．2 组合投资 230
12．4．3 我的运气 230
12．4．4 财富值排序 230
第 13章 模拟外星火山 231
13．1 项目21：艾奥之羽 231
13．1．1 认识pygame 232
13．1．2 策略 233
13．1．3 代码 235
13．1．4 运行模拟程序 244
13．2 本章小结 245
13．3 延伸阅读 245
13．4 实践项目：抛射 245
13．5 挑战项目 246
13．5．1 羽流冠 246
13．5．2 “泉源”——粒子运动轨迹 246
13．5．3 弹丸 247
第 14章 用探测器绘制火星地图 248
14．1 与游戏有关的航天及动力学知识 248
14．1．1 万有引力定律 248
14．1．2 开普勒行星运动定律 249
14．1．3 轨道力学 250
14．1．4 向后飞行 250
14．1．5 提升和降低轨道高度 250
14．1．6 走内线 251
14．1．7 圆化椭圆形轨道 251
14．1．8 用霍曼转移提升和降低轨道 252
14．1．9 利用单次切向点火提升和降低轨道高度 253
14．1．10 利用螺旋转移实现轨道高度螺旋式改变 254
14．1．11 实现同步轨道 254
14．2 项目22：火星轨道飞行器游戏 254
14．2．1 策略 255
14．2．2 游戏资源 257
14．2．3 程序代码 258
14．3 本章小结 279
14．4 挑战项目 279
14．4．1 设置游戏启动画面 279
14．4．2 智能仪表 280
14．4．3 无线电黑障 280
14．4．4 游戏评分 280
14．4．5 策略指南 280
14．4．6 大气制动 281
14．4．7 入侵警报 282
14．4．8 越过极地 282
第 15章 用行星叠加技术完善天体摄影图片 283
15．1 项目23：叠加木星照片 283
15．1．1 认识pillow模块 284
15．1．2 操作文件和目录 285
15．1．3 从视频获取图片 287
15．1．4 策略 288
15．1．5 代码 288
15．2 本章小结 299
15．3 延伸阅读 299
15．4 挑战项目：消失之法 299
附录 实践项目解决方案 302
第 1章 虚假姓名生成器 302
第 2章 寻找回文 303
第3章 寻找易位词 303
第4章 破解美国内战密码 304
第5章 编写英国内战密码 308
第6章 隐写术 310
第8章 统计俳句音节数 311
第 10章 我们孤独吗——探索费米悖论 312
第 11章 蒙蒂·霍尔问题 316
第 13章 模拟外星火山 317