前言
从2017 年国务院下发《新一代人工智能发展规划》开始，青少年编程教育就风靡全国大部分城市，大家都意识到了在当今的信息时代，让孩子早一步学习编程是一件非常具有前瞻性的事情。
写作意图
学习编程可以培养青少年的逻辑思维能力、数学思维能力、动脑和动手完成自己作品的能力，以及与其他人团结合作完成一个项目的能力，对于开发青少年的智力、培养严谨的逻辑思维，以及锻炼他们提出问题、分析问题、解决问题的能力具有莫大的益处。很多有条件的学校、社会培训机构都推出了相应的编程课程，并受到了广大教师、家长和学生的好评。很多家长发现，大部分学习过编程的孩子会更加自信，老师发现这部分孩子性格更活泼，做事更主动，会提出很多有趣的问题。当孩子们完成了自己的某个作品后，哪怕在成年人看来是很幼稚的一幅小小的作品，他们都充满了愉悦感、自豪感和成就感。
在经过近几年大部分培训机构大规模地开展Scratch 或类似Scratch 的图形化工具的编程启蒙教育后，如何在后续衔接上相应的课程？如何让喜爱编程的孩子保持兴趣继续学习？如何让孩子们学到更实用的编程课程？ 这是每个编程教育工作者应该思考的问题，也是广大家长和学生非常关心的问题。
本书就是在这种情况下做出的一个新的尝试，把人工智能时代主流的编程语言之一——Python 和中小学数学知识结合起来，让具有初步的Scratch 编程基础的同学能进一步学习编程，不再是做出几个简单的小游戏或小项目，而是以数学知识为原理，以严密的逻辑为思维，以标准的Python 代码为语言，真正培养学生的算法思维、编程思维，从而提高他们解决问题的能力。笔者认为这才是编程教育的本质。
众所周知，人工智能的部分产品现在已经开始渗透进了我们的日常生活中。从无人飞机、无人银行、无人汽车、无人超市，到大数据的挖掘和分析，再到我们网购时关联商品的自动推荐，这些产品和服务的背后都离不开各种软件，而任何软件都是编程思维和算法思维的直接产品。因此，甚至有一种说法“未来世界的编程能力=读写能力”。
当然，这个社会不需要人人都去当程序员，也不需要人人都去从事信息行业的工作，但从小让孩子了解编程，学习编程的思维，掌握信息社会的基本规律是完全有必要的。
主要内容
本书把Python 编程的基本知识和中小学的部分数学知识紧密结合起来，以数学知识为原理，以Python 代码来实现，带领读者从一个全新的角度来看待编程、体验编程和学习编程。希望这样的尝试有助于大家了解青少年编程教育的本质——促进数学等主要科目的学习，培养思维能力和解决实际问题的能力。
全书共分13 章，主要内容如下：
第1章介绍下载和安装Python 的运行环境，做好基本的准备。
第2章讲述Python的基本数据类型和基本编程知识。这是任何编程学习的基础。
第3章引入了数轴、坐标系和平面几何图形，这也是中小学数学的内容，但学这些内容不是为了考试，而是为了实际应用，同时也讲述了如何使用蒙特卡罗方法来估算圆周率，并给出了实现的具体方法和代码。
第4章讲述编程中日期和时间的表示和计算，有助于读者对时间有更深刻的理解。
第5章介绍程序的顺序执行、数学课本中很少提到的随机数的应用，以及初学者在编程时容易犯的三种错误，有助于培养读者严密的逻辑思维能力。
第6章介绍条件语句，计算机程序之所以是智能的，就是因为它能根据不同的条件执行不同的命令，条件语句增加了计算机的“灵活性”，仿佛让计算机有了智力。
第7章介绍循环语句，这是大部分初学者学习编程的第一道坎儿，迈过去了才能算编程学习入了门。
第8章介绍数学数制和计算机中的编码基础，这部分在传统的数学课本中很少提到，但二进制数却是计算机的基石，没有二进制数，就不可能制造出现在的计算机。
第9章介绍大数据的最基本表现形式——大数字，并用实例让读者体验大数字的威力，增加切身感受。
第10章介绍的函数是编程学习中继循环外的第二个“拦路虎”。计算机编程中的函数和数学里的函数有相同点，也有不同点，函数是数学知识的重点和难点。
第11章是集Python 编程和中小学部分趣题的“大全”，当然一本书无法全部包括相关内容，但相信通过编程来解决数学趣题一定会给你全新的启迪和体验。学会Python，会提高你的数学解题能力。
第12章讲述文件操作，计算机中的文字、图片、声音、视频都可以被看作文件，其中最基本的就是文本文件，如何操作它们？请学习此章。
第13章介绍加密和解密的基础知识。想当一名少年黑客吗？想让你计算机中的内容得到保密吗？此章就是学习加密知识的起点。
本书配有同步视频讲解，关键代码还有一步步的跟踪和动画演示。另外，视频中还讲解了部分国外的Python 学习资料。本书还专门建立了两个QQ 读者群（一群：785837911；二群：1062036306），用于解答读者的疑问，便于大家交流。
说明：本书习题答案可通过网站（www.broadview.com.cn/38976）获取。
致谢
本书得以顺利出版，首先要感谢我的家人在我写作期间给予的大力支持和理解，没有他们，我无法静下心来完成本书的写作。
其次要感谢电子工业出版社的编辑李利健和她的同事，没有出版社的大力支持，没有李编辑的辛苦工作和多次精心的指导，本书是无法得以顺利出版的。
因作者水平有限，书中难免有不当之处，敬请读者批评、指正。
蹇 彤
读者服务
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