本书首先讲解了Python语言的语法基础，适合没有Python基础的人，随后重点讲解Python在科学计算方面的应用，包括数组的使用、多项式、最小二乘法拟合、绘制各种二维和三维数据图像、各种数值计算方法，例如聚类算法、线性代数运算（特征值、特征向量、线性方程组求解、奇异值分解、范数等）、稀疏矩阵的存储及线性代数运算、积分、微分、常微分方程组的求解、各种插值算法、优化算法（单变量、多变量局部优化和全局优化、曲线拟合、方程求根、线性规划）、傅里叶变换（FFT、正弦余弦变换、窗函数、短时傅里叶变换等）、信号处理（卷积和相关计算、FIR和IIR滤波器及设计、滤波器频率响应、小波分析等）、图像处理、正交距离回归、空间算法（三维旋转变换、kd树、劳内德三角形、凸包等），符号运算包括多项式简化、微分、积分、极限、泰勒展开、代数方程、常微分偏微分方程求解、非线性方程组求解、密集和稀疏矩阵运算、绘制二维和三维图像等，用Python处理Excel数据、绘制Excel数据图像，文本文件和二进制文件的读写等内容。
本书内容讲解详细，给出了每个命令的语法格式，对语法中的参数进行了详细解释，在每个知识点配以实例程序。
本书的主要读者对象是高校的老师、研究生、博士生、高年级本科生、科研院所及企业中的科技工作者等。

第1章 Python编程基础
1.1 Python编程环境
1.1.1 Python语言简介
1.1.2 Python编程环境的建立
1.2 Python开发环境使用基础
1.2.1 Python自带集成开发环境
1.2.2 PyCharm集成开发环境
1.3 变量与赋值语句
1.3.1 变量和赋值的意义
1.3.2 变量的定义
1.3.3 赋值语句
1.4 Python中的数据类型
1.4.1 数据类型
1.4.2 数据类型的转换
1.4.3 字符串中的转义字符
1.5 表达式
1.5.1 数值表达式
1.5.2 逻辑表达式
1.5.3 运算符的优先级
1.6 Python编程的注意事项
1.6.1 空行与注释
1.6.2 缩进
1.6.3 续行
1.7 Python中常用的一些函数
1.7.1 输入函数和输出函数
1.7.2 range()函数
1.7.3 随机函数
1.8 分支结构
1.8.1 if分支结构
1.8.2 分支语句的嵌套
1.9 循环结构
1.9.1 for循环结构
1.9.2 while循环结构
1.9.3 循环体的嵌套
1.9.4 continue语句和break语句
第2章 Python的数据结构
2.1 列表
2.1.1 创建列表
2.1.2 列表元素的索引和输出
2.1.3 列表的编辑
2.2 元组
2.2.1 创建元组
2.2.2 元组元素的索引和输出
2.3 字典
2.3.1 创建字典
2.3.2 字典的编辑
2.4 集合
2.4.1 创建集合
2.4.2 集合的编辑
2.4.3 集合的逻辑运算
2.4.4 集合的元素运算
2.5 字符串
2.5.1 字符串的索引和输出
2.5.2 字符串的处理
2.5.3 格式化字符串
第3章 自定义函数、类和模块
3.1 自定义函数
3.1.1 自定义函数的格式
3.1.2 函数参数
3.1.3 函数的返回值
3.1.4 函数的局部变量
3.1.5 匿名函数lambda
3.1.6 函数的递归调用
3.2 类和对象
3.2.1 类和对象介绍
3.2.2 类的定义和实例
3.2.3 实例属性和类属性
3.2.4 类中的函数
3.2.5 属性和方法的私密性
3.2.6 类的继承
3.2.7 类的其他操作
3.3 模块和包
3.3.1 模块的使用
3.3.2 模块空间与主程序
3.3.3 包的使用
3.3.4 枚举模块
3.3.5 sys模块
第4章 异常处理和文件操作
4.1 异常信息和异常处理
4.1.1 异常信息
4.1.2 被动异常的处理
4.1.3 主动异常的处理
4.1.4 异常的嵌套
4.2 文件的读写
4.2.1 文件的打开与关闭
4.2.2 读取数据
4.2.3 写入数据
4.3 文件和路径操作
4.4 py文件的编译
第5章 NumPy数组运算
5.1 创建数组
5.1.1 数组的基本概念
5.1.2 NumPy的数据类型
5.1.3 创建数组的方法
5.1.4 数组的属性
5.1.5 NumPy中的常量
5.1.6 数组的切片
5.1.7 数组的保存与读取
5.2 数组操作
5.2.1 基本运算
5.2.2 调整数组的形状
5.2.3 数组的重新组合
5.2.4 数组的分解
5.2.5 数组的重复复制
5.2.6 类型转换
5.2.7 数组排序
5.2.8 数组查询
5.2.9 数组统计
5.2.10 数组的添加和删除
5.2.11 数组元素的随机打乱
5.2.12 数组元素的颠倒
5.3 随机数组
5.3.1 随机生成器
5.3.2 随机函数
5.4 矩阵
5.4.1 矩阵的定义
5.4.2 矩阵的方法
5.5 通用函数
5.5.1 数组基本运算函数
5.5.2 数组逻辑运算函数
5.5.3 数组三角函数
5.6 线性代数运算
5.6.1 矩阵对角线
5.6.2 数组乘积
5.6.3 数组的行列式
5.6.4 数组的秩和逆矩阵
5.6.5 特征值和特征向量
5.6.6 SVD分解
5.6.7 Cholesky分解
5.6.8 QR分解
5.6.9 范数和条件数
5.6.10 线性方程组的解
5.7 快速傅里叶变换
5.7.1 傅里叶变换公式
5.7.2 傅里叶变换及逆变换
5.7.3 窗函数
5.7.4 傅里叶变换的辅助工具
5.8 多项式运算
5.8.1 多项式的定义及属性
5.8.2 多项式的四则运算
5.8.3 多项式的微分和积分
5.8.4 多项式拟合
第6章 matplotlib数据可视化
6.1 二维绘图
6.1.1 折线图
6.1.2 对数折线图
6.1.3 堆叠图
6.1.4 时间折线图
6.1.5 带误差的折线图
6.1.6 填充图
6.1.7 阶梯图
6.1.8 极坐标图
6.1.9 火柴杆图
6.1.10 散点图
6.1.11 柱状图
6.1.12 饼图
6.1.13 直方图
6.1.14 六边形图
6.1.15 箱线图
6.1.16 小提琴图
6.1.17 等值线图
6.1.18 四边形网格颜色图
6.1.19 三角形图
6.1.20 箭头矢量图
6.1.21 流线图
6.1.22 矩阵图
6.1.23 稀疏矩阵图
6.1.24 风羽图