AI助攻 Python超級入門 創意設計 x AI程式實作

第1章 程式設計基本觀念
創意程式：機器人、ASCII 藝術作品、數學魔術
1-1 入門指南 - 快速認識Python 程式語言
1-1-1 Python 是一個直譯程式
1-1-2 Python 是一個開放原始碼
1-1-3 Python 語言發展史
1-1-4 Python 的設計者
1-2 如何安裝與運行Python - 完整步驟與圖解
1-3 變數入門 - 定義與賦值
1-3-1 靜態語言與動態語言
1-3-2 認識變數位址意義
1-3-3 變數的命名原則
1-3-4 不可當作變數的關鍵字
1-4 寫出乾淨程式碼 - 遵循PEP 8 風格指南
1-5 從繪製機器人開始學程式設計
1-6 輸出ASCII 藝術作品 - 程式註解技巧
1-6-1 註解符號# - 汽車
1-6-2 三個單引號或雙引號 – 聖誕樹與萬聖節南瓜燈
1-7 數學魔術 - 玩轉基本數學運算
1-7-1 賦值
1-7-2 四則運算
1-7-3 餘數和整除
1-7-4 次方
1-7-5 Python 語言運算的優先順序
1-7-6 數學魔術 – 解開永遠得到5.0 的秘密
1-8 精通指派運算子 - 提高程式碼效率
1-9 Python 等號的多重指定使用
1-10 深入了解列連接(Line Continuation) 技巧
1-11 實戰 - 計算圓面積與圓周長
1-11-1 數學運算 - 計算圓面積與周長
1-11-2 數學模組的pi
1-12 Python 內建與第3 方函數庫入門
1-13 AI 輔助學習Python - 未來學習之路
1-13-1 AI 可以如何協助我們
1-13-2 ChatGPT/Copilot/Gemini 分別解說Python 語法
1-13-3 銀行複利計算

第2 章 掌握基本資料型態
創意程式：地球到月球時間、Unicode 藝術輸出、星空圖案
2-1 深入理解type( ) 函數 - 資料型態識別指南
2-2 數值資料型態全解析 - 從整數到浮點數
2-2-1 整數int
2-2-2 浮點數
2-2-3 整數與浮點數的運算
2-2-4 不同進制數的整數
2-2-5 強制資料型態的轉換
2-2-6 數值運算常用的函數
2-2-7 科學記號表示法
2-3 布林值在程式中的運用 - 條件判斷的基石
2-3-1 基本觀念
2-3-2 bool( )
2-4 字串處理技巧在程式中的應用
2-4-1 字串的連接
2-4-2 處理多於一列的字串
2-4-3 逸出字元
2-4-4 將字串轉換為整數
2-4-5 字串與整數相乘產生字串複製效果
2-4-6 字串前加r
2-5 探索字串與字元
2-5-1 ASCII 碼
2-5-2 Unicode 碼
2-6 實戰 - 地球到月球時間/ 座標軸2 點之間距離
2-6-1 計算地球到月球所需時間
2-6-2 計算座標軸2 個點之間的距離
2-7 AI 輔助學習Python - Unicode 藝術輸出/ 星空圖案
2-8 AI 輔助程式錯誤修訂
2-8-1 從錯誤訊息給修訂建議
2-8-2 直接Debug 程式

第3 章 資料輸入與輸出技巧
創意程式：房貸、故宮到羅浮宮、雞兔同籠、核廢水
3-1 格式化輸出資料使用print()
3-1-1 函數print( ) 的基本語法
3-1-2 使用% 格式化字串同時用print( ) 輸出
3-1-3 精準控制格式化的輸出
3-1-4 { } 和format( ) 函數
3-1-5 f-strings 格式化字串
3-2 掌握資料輸入input( )
3-3 字串與數學運算的橋樑 - eval( ) 的運用
3-4 實戰 - 溫度轉換/ 房貸/ 故宮到羅浮宮/ 雞兔同籠/ 核廢水
3-4-1 設計攝氏溫度和華氏溫度的轉換
3-4-2 房屋貸款問題實作
3-4-3 math 模組 – 計算台北故宮到法國羅浮宮的距離
3-4-4 雞兔同籠 – 解聯立方程式
3-4-5 核廢水
3-5 AI 輔助學習Python – eval( ) 與異常處理
3-5-1 ChatGPT 說明eval( ) 的用法
3-5-2 程式異常處理try ... except

第4 章 程式流程控制精髓 - 決策製作的藝術
創意程式：情緒程式、火箭升空、推薦飲料
潛在應用：使用者輸入驗證、遊戲開發中的決策制定、物聯網(IoT) 中的條件響應、交通應用中的路線建議、社交應用中的隱私設置檢查、電子商務中的折扣促銷
4-1 關係運算子 - 條件判斷與流程控制的基礎
4-2 邏輯運算子 - 邏輯判斷的關鍵
4-3 if 敘述在程式中的運用 - 決策的開始
4-4 if ⋯ else 敘述 - 二選一的決策技巧
4-5 if ⋯ elif ⋯else 敘述 - 打造情緒程式
4-5-1 基礎語法與實例
4-5-2 創意程式 – 依情緒推薦活動
4-6 實戰 - BMI/ 火箭升空/ 推薦飲料/ 潛在應用
4-6-1 設計人體體重健康判斷程式
4-6-2 火箭升空
4-6-3 推薦飲料
4-6-4 if 敘述潛在應用
4-7 AI 輔助學習Python – PlantUML 描述與流程圖生成
4-7-1 ChatGPT 生成PlantUML 描述
4-7-2 進入PlantUML 網站產生流程圖

第5 章 串列與元組的全面解析
創意程式：凱薩密碼、旅行包裝清單、生日禮物選擇器
潛在應用：矩陣運算、遊戲棋盤、學生分數表、商品庫存清單、多國語言詞彙表、坐標系統、員工資料、時間序列數據、商品清單、學生成績表
5-1 串列與元組的區別 - 掌握資料結構的關鍵
5-2 深入了解串列（List）- 資料管理的基石
5-2-1 串列基本定義
5-2-2 讀取串列元素
5-2-3 串列切片(list slices)
5-2-4 串列統計資料函數
5-2-5 更改串列元素的內容
5-2-6 刪除串列元素
5-2-7 串列為空串列的判斷
5-2-8 補充多重指定與串列
5-3 Python 物件導向觀念與方法
5-3-1 取得串列的方法
5-3-2 了解特定方法的使用說明
5-4 串列元素是字串的常用方法
5-4-1 更改字串大小寫lower( )/upper( )/title( )/swapcase( )
5-4-2 格式化字串位置center( )/ljust( )/rjust( )/zfill( )
5-5 如何增加與刪除串列元素 - 動態資料結構操作指南
5-5-1 在串列末端增加元素append( )
5-5-2 插入串列元素insert( )
5-5-3 刪除串列元素pop( )
5-5-4 刪除指定的元素remove( )
5-6 掌握串列排序技巧 - 資料組織的藝術
5-6-1 顛倒排序reverse( )
5-6-2 sort( ) 排序
5-6-3 sorted( ) 排序
5-7 進階串列操作 - 擴展你的Python 技能
5-7-1 index( )
5-7-2 count( )
5-8 再次探討字串 - Python 中的文字處理
5-8-1 字串的索引
5-8-2 islower()/isupper()/isdigit()/isalpha()/isalnum( )
5-8-3 字串切片
5-8-4 將字串轉成串列
5-8-5 使用split( ) 分割字串
5-8-6 串列元素的組合join( )
5-8-7 字串的其它方法
5-9 元組（Tuple）的力量 - 不可變資料結構的應用
5-9-1 元組的定義
5-9-2 元組切片(tuple slices)
5-9-3 元組的方法與函數
5-9-4 串列與元組資料互換
5-9-5 其它常用的元組方法
5-9-6 元組更安全的特色
5-9-7 多重指定、打包與解包
5-10 使用in 和not in 運算式 - 精準控制資料流
5-11 打造大型串列資料 - 數據結構的實戰應用
5-11-1 嵌套串列 - 串列內含串列
5-11-2 串列內的元素是元組
5-12 掌握enumerate 物件 - 迭代器的高效使用
5-13 用zip( ) 打包多個物件 - Python 資料結構的高級應用
5-14 實戰 - 凱薩密碼/ 旅行包裝清單/ 生日禮物選擇器
5-14-1 凱薩密碼
5-14-2 旅行包裝清單
5-14-3 生日禮物選擇器
5-15 AI 輔助學習Python – 大型串列與元組的應用
5-15-1 Copilot 回應「串列與元組的差異」
5-15-2 大型串列與元組的應用

第6 章 迴圈控制 - 從基礎到進階
創意程式：監控數據警報器、關鍵日誌、計時器、國王麥粒、購物車
潛在應用 ：電影院劃位、簡易投票系統、簡易員工滿意度調查、訂單處理記錄、簡易客戶意見回饋收集、簡易聯絡人資料管理、監控系統
6-1 掌握for 迴圈 - 迴圈控制的基石
6-1-1 for 迴圈基本運作
6-1-2 有多列的程式碼區塊
6-1-3 將for 迴圈應用在串列區間元素
6-1-4 活用for 迴圈
6-2 精通range( ) 函數 - 迴圈的強大助手
6-2-1 只有一個參數的range( ) 函數的應用
6-2-2 擴充專題銀行存款複利的軌跡
6-2-3 有2 個參數的range( ) 函數
6-2-4 有3 個參數的range( ) 函數
6-2-5 基礎串列生成(list generator)
6-2-6 條件式的串列生成
6-2-7 列出ASCII 碼值或Unicode 碼值的字元
6-3 for 迴圈進階應用解鎖無限可能 – 數據警報器/ 關鍵日誌
6-3-1 巢狀for 迴圈
6-3-2 強制離開for 迴圈 - break 指令
6-3-3 for 迴圈暫時停止不往下執行 – continue 指令
6-4 深入理解while 迴圈靈活控制流程 – 計時器/ 猜數字遊戲/ 監控系統
6-4-1 基本while 迴圈
6-4-2 了解while 與for 適用場合的差異
6-4-3 巢狀while 迴圈
6-4-4 強制離開while 迴圈 - break 指令
6-4-5 while 迴圈暫時停止不往下執行 – continue 指令
6-5 使用enumerate 物件與for 迴圈進行資料解析
6-6 使用zip( ) 打包物件與for 迴圈進行資料解析
6-7 實戰 - 購物車/ 圓周率/ 國王麥粒/ 電影院劃位
6-7-1 設計購物車系統
6-7-2 計算圓周率
6-7-3 國王的麥粒
6-7-4 電影院劃位系統設計
6-7-5 迴圈設計的潛在應用
6-8 AI 輔助程式除錯(Debug)
6-8-1 分析語法錯誤
6-8-2 分析語意錯誤
6-9 AI 輔助重構程式
6-9-1 重構程式範例1
6-9-2 重構程式範例2

第7 章 精通字典(Dict) - 操作與應用全攻略
創意程式：文章分析、星座字典、凱薩密碼
潛在應用：圖書館、管理超市、員工管理系統、餐廳菜單系統、學生課程和成績表、食譜和食材清單、個人行程安排、遊戲角色和屬性
7-1 字典基礎教學、操作、程式設計技巧
7-1-1 定義字典
7-1-2 列出字典元素的值
7-1-3 增加字典元素
7-1-4 更改字典元素內容
7-1-5 驗證元素是否存在
7-1-6 刪除字典特定元素
7-1-7 字典的pop( ) 方法
7-1-8 建立一個空字典
7-1-9 字典的拷貝
7-1-10 取得字典元素數量
7-1-11 合併字典update( ) 與使用** 新方法
7-1-12 dict( )
7-1-13 再談zip( )
7-2 字典遍歷技術與設計實務
7-2-1 items( ) 遍歷字典的鍵: 值
7-2-2 keys( ) 遍歷字典的鍵
7-2-3 values( ) 遍歷字典的值
7-2-4 sorted( ) 依鍵排序與遍歷字典
7-2-5 sorted( ) 依值排序與遍歷字典的值
7-3 字典內鍵的值是串列的應用
7-3-1 基礎觀念
7-3-2 潛在應用
7-4 字典內鍵的值是字典的應用
7-4-1 基礎觀念
7-4-2 潛在應用
7-5 實戰 - 文章分析/ 星座字典/ 凱薩密碼
7-5-1 分析文章的文字與字數
7-5-2 星座字典
7-5-3 文件加密 – 凱薩密碼實作
7-5-4 字典的潛在應用
7-6 AI 輔助學習建立字典資料

第8 章 掌握集合(Set) - 高效數據處理的關鍵
創意程式：雞尾酒
潛在應用：統計獨特單字的數量、模擬抽獎系統、檢測兩個配置文件的差異
8-1 如何建立集合 - set( ) 函數的全面指南
8-1-1 使用{ } 建立集合
8-1-2 集合元素是唯一
8-1-3 使用set( ) 建立集合
8-1-4 建立空集合要用set( )
8-2 集合的操作技巧 - 提升數據處理的效率
8-2-1 交集(intersection)
8-2-2 聯集(union)
8-2-3 差集(difference)
8-3 實戰 - 雞尾酒/ 潛在應用
8-3-1 雞尾酒的實例
8-3-2 集合的潛在應用
8-4 AI 輔助學習集合的意義與用法

第9 章 Python 函數設計精粹
創意程式：時間旅行者、故事生成器、冰淇淋的配料、多語言字典
潛在應用 ：字串雕塑家、數據偵探、圖片濾鏡應用、股票價格分析、語言字典、系統配置字典、城市氣象報告、書店庫存管理
9-1 Python 函數的基本觀念 - 打好程式設計的基礎
9-1-1 函數的定義
9-1-2 沒有傳入參數也沒有傳回值的函數
9-2 精通函數的參數設計 - 如何有效使用參數
9-2-1 傳遞一個參數
9-2-2 多個參數傳遞
9-2-3 參數預設值的處理
9-3 函數傳回值的藝術 - 掌握數據返回技術
9-3-1 傳回None
9-3-2 簡單回傳數值資料
9-3-3 傳回多筆資料的應用 – 實質是回傳tuple
9-3-4 datetime 模組 - 時間旅行者
9-3-5 函數回傳值的應用
9-4 呼叫函數時參數是串列 - 擴展函數的應用範圍
9-4-1 傳遞串列參數的應用
9-4-2 傳遞串列參數的的潛在應用
9-5 傳遞任意數量的參數 - 彈性函數設計技巧
9-5-1 基本傳遞處理任意數量的參數
9-5-2 設計含有一般參數與任意數量參數的函數
9-6 探索遞迴函數設計 - 理解遞迴的力量
9-7 區域變數與全域變數 - 了解變數有效範圍
9-7-1 全域變數可以在所有函數使用
9-7-2 程式設計需注意事項
9-8 匿名函數lambda - 簡潔強大的函數表達
9-8-1 匿名函數lambda 的語法
9-8-2 深度解釋串列的排序sort( )
9-8-3 深度解釋排序sorted( )
9-9 實戰 - 多語言字典/ 質數/ 歐幾里德演算法/ 潛在應用
9-9-1 多語言字典
9-9-2 質數Prime Number
9-9-3 歐幾里德演算法
9-9-4 函數的潛在應用
9-10 AI 程式註解與設計函數 – 河內塔問題
9-10-1 AI 為含函數的程式建立註解
9-10-2 AI 設計河內塔函數

第10 章 物件導向的基石 - 類別
創意程式：圖書館管理系統、餐廳點餐系統
潛在應用：員工管理系統、產品庫存管理、會議室預訂系統
10-1 定義類別 - 物件導向的基石
10-2 操作類別的屬性與方法 - 擴展類別的功能
10-3 建構方法 - 類別初始化
10-4 設定屬性初始值 - 精確控制物件的狀態
10-5 實戰 – 圖書館管理系統/ 餐廳點餐系統/ 潛在應用
10-5-1 圖書館管理系統
10-5-2 餐廳點餐系統
10-5-3 類別的潛在應用
10-6 AI 輔助建立類別 – 電子商務購物車平台

第11 章 模組開發與實用技巧全解析
創意程式：時鐘程式、圖書館管理系統模組
潛在應用：提醒休息程式、效能測試工具、生日倒數計時器、年齡計算器
11-1 自建函數模組 - 模組化程式設計
11-1-1 先前準備工作
11-1-2 建立函數內容的模組
11-2 程式碼重用 - 使用自己建立的函數模組
11-2-1 import 模組名稱
11-2-2 導入模組內特定單一函數
11-2-3 導入模組內多個函數
11-2-4 將主程式放在main( ) 與__name__ 搭配的好處
11-3 教你如何將自建類別儲存在模組中
11-4 如何應用自己建立的類別模組
11-4-1 導入模組的單一類別
11-4-2 import 模組名稱
11-5 掌握time 模組 - 時間處理的必學技巧
11-5-1 asctime( ) – 設計時鐘程式
11-5-2 time( )
11-5-3 time 模組的潛在應用
11-6 認識datetime 模組 - 日期處理入門
11-6-1 today( ) 方法
11-6-2 datetime 模組的潛在應用
11-7 AI 介紹Python 的內建模組

第12 章 檔案的讀取與寫入
創意程式：詩歌生成器、互動式故事書
潛在應用：數據探勘、資料保存、日誌文件寫入、自動備份系統日誌
12-1 讀取檔案
12-1-1 開啟一個檔案open( )
12-1-2 讀取整個檔案read(n)
12-1-3 with 關鍵字
12-1-4 逐列讀取檔案內容
12-1-5 逐列讀取使用readlines( )
12-2 寫入檔案
12-2-1 將執行結果寫入空的文件內
12-2-2 輸出多列資料的實例
12-2-3 writelines( )
12-3 實戰 – 數據探勘/ 詩歌生成器/ 互動式故事書/ 潛在應用
12-3-1 數據探勘 - 讀取與分析檔案
12-3-2 隨機詩歌生成器
12-3-3 互動式故事書
12-3-4 輸入與輸出的潛在應用
12-4 AI 助攻複製圖片

第13 章 影像處理與創作 – Pillow + OpenCV
創意程式：影像濾鏡、二維條碼、藝術創作
13-1 Pillow 模組的盒子元組(Box tuple)
13-1-1 基本觀念
13-1-2 計算機眼中的影像
13-2 影像的基本操作
13-2-1 影像大小屬性
13-2-2 儲存檔案
13-2-3 螢幕顯示影像
13-3 影像的編輯
13-3-1 更改影像大小
13-3-2 影像的旋轉
13-3-3 影像的翻轉
13-4 裁切、複製與影像合成
13-4-1 裁切影像
13-4-2 複製影像
13-4-3 影像合成
13-5 影像濾鏡
13-6 建立QR code
13-6-1 QR code 的應用
13-6-2 QR code 的結構
13-6-3 建立基本QR code
13-6-4 QR code 內有圖案
13-7 OpenCV - 邁向藝術創作
13-7-1 讀取和顯示影像
13-7-2 色彩空間與藝術效果

第14 章 數據圖表的設計
創意程式：移動的球
14-1 認識matplotlib.pyplot 模組的主要函數
14-2 繪製簡單的折線圖plot( )
14-2-1 畫線基礎實作
14-2-2 線條寬度linewidth
14-2-3 標題的顯示
14-2-4 多組數據的應用
14-2-5 線條色彩與樣式
14-2-6 圖例legend( )
14-2-7 保存與開啟圖檔
14-3 繪製散點圖scatter( )
14-3-1 基本散點圖的繪製
14-3-2 系列點的繪製
14-4 Numpy 模組基礎知識
14-4-1 建立一個簡單的陣列linspace( ) 和arange( )
14-4-2 繪製波形
14-4-3 點樣式與色彩的應用
14-5 長條圖的製作
14-5-1 bar( )
14-5-2 hist( )
14-6 圓餅圖的製作pie( )
14-6-1 國外旅遊調查表設計
14-6-2 增加百分比的國外旅遊調查表
14-6-3 突出圓餅區塊的數據分離
14-7 互動式AI 輔助學習 – 設計沿sin 波形移動的球

第15 章 網路爬蟲
創意程式：上網不用瀏覽器、地址查詢地圖、十二星座圖片下載
潛在應用：市場研究、社交媒體監控、新聞彙總和監控、產品評論和消費者意見挖掘、徵人訊息收集
15-1 上網不再需要瀏覽器了
15-1-1 webbrowser 模組
15-1-2 認識Google 地圖
15-1-3 用地址查詢地圖的程式設計
15-2 下載網頁資訊使用requests 模組
15-3 檢視網頁原始檔
15-3-1 以Chrome 瀏覽器為實例
15-3-2 檢視原始檔案的重點
15-3-3 列出重點網頁內容
15-4 解析網頁使用BeautifulSoup 模組
15-4-1 建立BeautifulSoup 物件
15-4-2 基本HTML 文件解析 - 從簡單開始
15-4-3 網頁標題title 屬性
15-4-4 去除標籤傳回文字text 屬性
15-4-5 傳回所找尋第一個符合的標籤find( )
15-4-6 傳回所找尋所有符合的標籤find_all( )
15-4-7 HTML 屬性的搜尋
15-4-8 select( ) 和get( )
15-5 網路爬蟲實戰 – 12 星座圖片下載
15-6 網路爬蟲的潛在應用

第16 章 人工智慧破冰之旅
創意程式：新人職務分類、足球賽射門、選舉造勢要準備多少香腸
16-1 將畢氏定理應用在性向測試
16-1-1 問題核心分析
16-1-2 數據運算
16-1-3 將畢氏定理應用在三維空間
16-2 數據預測 - 建立線性迴歸模型
16-2-1 一次迴歸模型
16-2-2 二次函數的迴歸模型
16-3 人工智慧、機器學習、深度學習
16-3-1 認識機器學習
16-3-2 機器學習的種類
16-3-3 監督學習
16-3-4 無監督學習
16-3-5 強化學習
16-4 scikit-learn 產生數據
16-4-1 使用make_blobs( ) 函數準備群集數據
16-4-2 標準化資料
16-4-3 分割訓練資料與測試資料
16-5 監督學習 – KNN 演算法
16-5-1 演算法原理
16-5-2 KNN 演算法處理分類任務
16-5-3 KNN 演算法處理迴歸任務

第17 章 使用ChatGPT 設計線上AI 客服中心
創意程式：AI 客服機器人、Emoji 機器人、AI 聊天圖片生成
17-1 ChatGPT 的API 類別
17-2 取得API 密鑰
17-3 安裝openai 模組
17-4 設計線上AI 客服與Emoji 機器人
17-5 設計聊天生成圖片的機器人
17-6 查核API keys 的費用

附錄Ａ 安裝與執行Python
A-1 Windows 作業系統的安裝Python 版
A-2 啟動Python 可執行檔案
A-3 找尋Python 可執行檔的路徑
A-4 在Python Shell 編輯環境
A-5 進入編輯Python 程式環境
A-5-1 進入編輯環境
A-5-2 儲存檔案
A-5-3 執行程式
A-6 命令提示字元
A-6-1 基本觀念
A-6-2 了解你目前電腦安裝多少個Python 版本
A-6-3 了解命令提示字元視窗的Python 版本
A-7 系統多重安裝使用pip
A-8 導入模組安裝更新版模組
A-9 列出所安裝的模組
A-10 安裝更新版模組
A-11 刪除模組
A-12 找尋更多模組
A-13 安裝新版pip

附錄Ｂ 使用Google Colab 雲端開發環境
B-1 進入Google 雲端
B-2 建立雲端資料夾
B-3 進入Google Colab 環境
B-4 編寫程式
B-5 更改檔案名稱
B-6 認識編輯區
B-7 新增加程式碼儲存格
B-8 更多編輯功能
附錄Ｃ RGB 色彩表
附錄D ASCII 碼值表