CH02_编程环境

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本章目标

• Windows安装Python
• Linux安装Python
• Mac OS安装Python
• 掌握Python程序的编写和运行

Windows系统中安装python

安装

在 Windows 上安装 Python 和安装普通软件一样简单，下载安装包以后猛击“下一步”即可。

Python 安装包下载地址：https://www.python.org/downloads/

打开该链接，可以看到有两个版本的 Python，分别是 Python 3.x 和 Python 2.x，如下图所示：

点击上图中的版本号或者“Download”按钮进入对应版本的下载页面，滚动到最后即可看到各个平台的 Python 安装包。

对前缀的说明：

• 以Windows x86-64开头的是 64 位的 Python 安装程序；
• 以Windows x86开头的是 32 位的 Python 安装程序。

​ 对后缀的说明：

• embeddable zip file表示.zip格式的绿色免安装版本，可以直接嵌入（集成）到其它的应用程序中；
• executable installer表示.exe格式的可执行程序，这是完整的离线安装包，一般选择这个即可；
• web-based installer表示通过网络安装的，也就是说下载到的是一个空壳，安装过程中还需要联网下载真正的 Python 安装包。

这里我选择的是“Windows x86-64 executable installer”，也即 64 位的完整的离线安装包。

双击下载得到的 python-3.8.1-amd64.exe，就可以正式开始安装 Python 了，如图3所示。

请尽量勾选Add Python 3.8 to PATH，这样可以将 Python 命令工具所在目录添加到系统 Path 环境变量中，以后开发程序或者运行 Python 命令会非常方便。

Python 支持两种安装方式，默认安装和自定义安装：

• 默认安装会勾选所有组件，并安装在 C 盘；
• 自定义安装可以手动选择要安装的组件，并安装到其它盘符。

这里我们选择自定义安装，将 Python 安装到常用的目录，避免C盘文件过多。点击“Customize installation”进行入下一步，选择要安装的 Python 组件。

没有特殊要求的话，保持默认即可，也就是全部勾选。 点击“Next”继续，选择安装目录。

选择好你常用的安装目录，点击“Install”，等待几分钟就可以完成安装。

安装完成以后，打开 Windows 的命令行程序（命令提示符），在窗口中输入python命令（注意字母p是小写的），如果出现 Python 的版本信息，并看到命令提示符>>>，就说明安装成功了，如下图所示。

运行 python 命令启动的是 python 交互式编程环境，我们可以在>>>后面输入代码，并立即看到执行结果，请看下面的例子。

按下Ctrl+Z快捷键，或者输入 exit() 命令即可退出交互式编程环境，回到 Windows 命令行程序。

关于IDE

IDLE 是 Python 自带的简易开发环境，安装完成以后，在 Windows 开始菜单中找到Python 3.8文件夹，在这里可以看到 IDLE 工具。

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Linux系统中安装python

检测已安装版本

Linux 系统是为编程而生的，因此绝大多数的 Linux 发行版（Ubuntu、CentOS 等）都默认自带了 Python。有的 Linux 发行版甚至还会自带两个版本的 Python，例如最新版的 Ubuntu 会自带 Python 2.x 和 Python 3.x。

打开 Linux 发行版内置的终端（Terminal），输入python命令就可以检测是否安装了 Python，以及安装了哪个版本，如下所示：

>[c.biancheng.net@localhost ~]$ python
>Python 2.7.5 (default, Jun 17 2014, 18:11:42)
>[GCC 4.8.2 20140120 (Red Hat 4.8.2-16)] on linux2
>Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>>>

可以看到，python命令能够正常运行，并输出了 Python 的版本信息，这表明当前的 Linux 发行版已经自带了 Python 2.7.5。

另外，执行结果最后出现了 Python 命令提示符>>>，这意味着我们进入了 Python 交互式编程环境，可以在这里直接输入代码并查看运行结果，如下所示：

>[c.biancheng.net@localhost ~]$ python
>Python 2.7.5 (default, Jun 17 2014, 18:11:42)
>[GCC 4.8.2 20140120 (Red Hat 4.8.2-16)] on linux2
>Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>>> print("C语言中文网的网址是：http://c.biancheng.net")
>C语言中文网的网址是：http://c.biancheng.net
>>>> a=100
>>>> b=4
>>>> a*b
>400
>>>> exit()
>[c.biancheng.net@localhost ~]$ 

exit() 用来退出 Python 编程环境，回到 Linux 命令行。

大部分的 Linux 发行版会自带 Python 2.x，但是不一定自带 Python 3.x，要想检测当前 Linux 发行版是否安装了 Python 3.x，可以在终端（Terminal）输入python3命令，如下所示：

>[c.biancheng.net@localhost ~]$ Python3
>Python 3.6.4 (default , Nov 18 2018 , 13:02:36)
>[GCC 4.8.2 20140120 (Red Hat 4.8.2-16)] on linux2
>Type "help","copyright","credits" or "license" for more information.
>>>>

如果python3命令运行成功，并出现 Python 提示符>>>，则表明当前 Linux 发行版已经安装了 Python 3 开发环境，只需执行python3命令就可以启动 Python 3 开发环境。

如果当前 Linux 发行版没有安装 Python 3，或者你觉得现有的 Python 3 版本不够新，那么就需要更新 Python 版本。本节我们以 Ubuntu 为例来进行演示。

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更新python版本

在 Ubuntu 终端执行以下两条命令即可更新 Python 版本：

$sudo apt-get update
$sudo apt-get install python3.8

对命令的说明：

• 第一条命令用来指定更新 /etc/apt/sources.list 和 /etc/apt/sources.list.d 所列出的源地址，这样能够保证获得最新的安装包。
• 第二条命令用来指定安装 Python 3.8，这是目前最新的 Python 版本。

等待以上两条命令执行完成，再次在终端输入python3命令，就可以看到 Python 交互式编程环境已经更新到 Python 3.8。

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重新安装python

以上更新方法仅在 Ubuntu 已经安装 Python 的情况下才有效，如果你的 Ubuntu 中没有 Python 环境，或者你想重新安装，那么就得到官网下载源代码，然后自己编译。

1.下载资源包

Python 官方下载地址：https://www.python.org/downloads/

打开链接，可以看到各个版本的 Python：

点击上图中的版本号或者“Download”按钮进入对应版本的下载页面，滚动到最后即可看到各个平台的 Python 安装包。

在“Gzipped source tarball”处单击鼠标右键，从弹出菜单中选择“复制链接地址”，即可得到.tgz格式的源码压缩包地址。

然后执行以下命令：

$ wget https://www.python.org/ftp/python/3.8.1/Python-3.8.1.tgz

解压源码包：

$ tar -zxvf Python-3.8.1.tgz

2.编译

使用 make 工具进行编译：

$ ./configure  --prefix=/usr/local
$ make&&sudo make install

这里的--prefix=/usr/local用于指定安装目录（建议指定）。如果不指定，就会使用默认的安装目录。

经过以上几个命令，我们就安装好了 Python，这时就可以进入终端，输入 Python 指令，验证是否已安装成功。

小技巧：

python命令默认调用的是 Python 2.x 开发环境，如果你习惯使用 Python 3.x，感觉每次输入python3命令有点麻烦，那么你可以修改配置，让python命令转而调用 Python 3.x 开发环境。具体命令如下：

$sudo unlink /usr/bin/python
$sudo ln -s /usr/bin/python3.8 /usr/bin/python

注意，第二条命令中 Python 3.x 的路径和版本一定要正确。

上述命令执行完成以后，再次在终端输入python命令，进入的就是 Python 3.8 的交互式开发环境了。

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Mac OS 系统中安装python

检测已安装版本

和 Linux 发行版类似，最新版的 Mac OS X 也会默认自带 Python 2.x。

我们可以在终端（Terminal）窗口中输入python命令来检测是否安装了 Python 开发环境，以及安装了哪个版本，如下所示：

>c.biancheng.net:~ mozhiyan$ python
>Python 2.7.10 (default, Jul 30 2016, 18:31:42)
>[GCC 4.2.1 Compatible Apple LLVM 8.0.0 (clang-800.0.34)] on darwin
>Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>>>

可以看到，python命令能够正常运行，并输出了 Python 的版本信息，这表明当前的 Mac OS X 系统已经自带了 Python 2.7.10。

python命令默认指向 Python 2.x 开发环境，如果想检测当前 Mac OS X 是否安装了 Python 3.x，可以在终端（Terminal）窗口中输入python3命令：

• 如果系统提示command not found，则说明没有安装 Python 3.x；
• 如果python3命令运行成功，并显示出版本信息，则说明已经安装了 Python 3.x。

对于没有安装 Python 3.x 的 Mac OS X，想要安装也非常简单，用户只需要下载安装包，然后一直“下一步”即可，这和 Windows 安装 Python 的过程是非常类似的。

重新安装python

Python 官方下载地址：https://www.python.org/downloads/

打开链接，可以看到各个版本的 Python：

点击上图中的版本号或者“Download”按钮进入对应版本的下载页面，滚动到最后即可看到各个平台的 Python 安装包。

macOS 64-bit installer即为 Mac OS X 系统的 Python 安装包。点击该链接，下载完成后得到一个 python-3.8.1-macosx10.9.pkg 安装包。

双击 python-3.8.1-macosx10.9.pkg 就进入了 Python 安装向导，然后按照向导一步一步向下安装，一切保持默认即可。

安装完成以后，你的 Mac OS X 上将同时存在 Python 3.x 和 Python 2.x 的运行环境，在终端（Terminal）输入python命令将进入 Python 2.x 开发环境，在终端（Terminal）输入python3命令将进入  Python 3.x 开发环境。

>c.biancheng.net:~ mozhiyan$ python3
>Python 3.8.1 (v3.8.1:1b293b6006, Dec 18 2019, 14:08:53)
>[Clang 6.0 (clang-600.0.57)] on darwin
>Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>>>

与 Windows 系统类似，Mac OS 下的 Python 3.x 也会自带 IDLE 简易开发工具，你可以在程序列表中找到它。

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如何运行python程序

Python 是一种解释型的脚本编程语言，这样的编程语言一般支持两种代码运行方式：

1.交互式编程：

在命令行窗口中直接输入代码，按下回车键就可以运行代码，并立即看到输出结果；执行完一行代码，你还可以继续输入下一行代码，再次回车并查看结果……整个过程就好像我们在和计算机对话，所以称为交互式编程。

2.编写源文件

创建一个源文件，将所有代码放在源文件中，让解释器逐行读取并执行源文件中的代码，直到文件末尾，也就是批量执行代码。这是最常见的编程方式，也是我们要重点学习的。

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交互式编程

一般有两种方法进入 Python 交互式编程环境，第一种方法是在命令行工具或者终端（Terminal）窗口中输入python命令，看到>>>提示符就可以开始输入代码了，如下所示：

​

第二种进入 Python 交互式编程环境的方法是，打开 Python 自带的 IDLE 工具，默认就会进入交互式编程环境，如下所示

IDLE 支持代码高亮，看起来更加清爽，所以推荐使用 IDLE 编程。

实际上，你可以在交互式编程环境中输入任何复杂的表达式（包括数学计算、逻辑运算、循环语句、函数调用等），Python 总能帮你得到正确的结果。这也是很多非专业程序员喜欢 Python 的一个原因：即使你不是程序员，但只要输入想执行的运算，Python 就能告诉你正确的答案。

从这个角度来看，Python 的交互式编程环境相当于一个功能无比强大的“计算器”，比 Windows 、Mac OS X 系统自带的计算器的功能强大多了。

​

编写python源文件

交互式编程只是用来玩玩而已，真正的项目开发还是需要编写源文件的。

Python 源文件是一种纯文本文件，内部没有任何特殊格式，你可以使用任何文本编辑器打开它，比如：

• Windows 下的记事本程序；
• Linux 下的 Vim、gedit 等；
• Mac OS 下的 TextEdit 工具；
• 跨平台的 Notepad++、EditPlus、UltraEdit 等；
• 更加专业和现代化的 VS Code 和 Sublime Text（也支持多种平台）。

源文件的后缀：

Python 源文件的后缀为.py。任何编程语言的源文件都有特定的后缀，例如：

• C语言源文件的后缀是.c；
• C++源文件的后缀是.cpp；
• JavaScript 源文件的后缀是.js；
• C# 源文件的后缀是.cs；
• Java 源文件的后缀是.java。

后缀只是用来区分不同的编程语言，并不会导致源文件的内部格式发生变化，源文件还是纯文本的。编译器（解释器）、编辑器和用户（程序员）都依赖后缀区分当前源文件属于哪种编程语言。

源文件的编码格式：

Python 源文件是一种纯文本文件，会涉及编码格式的问题，也就是使用哪种编码来存储源代码。

Python 3.x 已经将 UTF-8 作为默认的源文件编码格式，所以推荐大家使用专业的文本编辑器，比如 Sublime Text、VS Code、Vim、Notepad++ 等，它们都默认支持 UTF-8 编码。

UTF-8 是跨平台的，国际化的，编程语言使用 UTF-8 是大势所趋。

运行源文件：

使用编辑器（我习惯使用 Sublime Text）创建一个源文件，命名为 demo.py，并输入下面的代码：

>print("hello world!")
>a=100
>b=4
>print(a*b)

输入完成以后注意保存。

运行 Python 源文件有两种方法：

1.使用 Python 自带的 IDLE 工具运行源文件。

​ 通过file -> open菜单打开 demo.py 源文件，然后在源文件中的菜单栏中选择Run->Run Module，或者按下 F5 快捷键，就可以执行源文件中的代码了。

2.在命令行工具或者终端（Terminal）中运行源文件。

​ 进入命令行工具或者终端（Terminal），切换到 Test1.py 所在的目录，然后输入下面的命令就可以运行源文件：

>python demo.py

​

第一个python程序

输出字符串

字符串就是多个字符的集合，由双引号" "或者单引号' '包围，例如：

“姓名：张三”
“年龄：18”
“性别：男”

print 输出字符串的格式如下：

print("字符串内容")
print('字符串内容')

字符串要放在小括号( )中传递给 print，让 print 把字符串显示到屏幕上，这种写法在 Python 中被称为函数（Function）。

需要注意的是，引号和小括号都必须在英文半角状态下输入，而且 print 的所有字符都是小写。Python 是严格区分大小写的，print 和 Print 代表不同的含义。

print 用法举例：

print("姓名：张三")
print("年龄：18")
print("性别：男")

在 IDLE 下的演示效果：

也可以将多段文本放在一个 print 函数中：

print(
    "姓名：张三"
    "年龄：18"
    "性别：男"
);

print("姓名：张三" "年龄：18" "性别：男")

print(
 	"姓名：张三\n"
    "年龄：18\n"
    "性别：男"
);

注意，同一个 print 函数的字符串之间不会自动换行，加上\n才能看到换行效果。

对分号的说明：

​ 有编程经验的读者应该知道，很多编程语言（比如C语言、C++、Java 等）都要求在语句的最后加上分号;，用来表示一个语句的结束。但是 Python 比较灵活，它不要求语句使用分号结尾；当然也可以使用分号，但并没有实质的作用（除非同一行有更多的代码），而且这种做法也不是 Python 推荐的。

​ 我们将两个 print 语句放在同一行，此时必须在第一个 print 语句最后加分号，否则会导致语法错误。

对python 2.x的说明：

​ Python 3.x 要求在使用函数时加上小括号( )，但是以前的 Python 2.x 版本可以省略小括号，也即是写成下面的样子：

print 198
print "Hello World!";  #末尾也可以加上分号

输出数字

print 除了能输出字符串，还能输出数字，将数字或者数学表达式直接放在 print 中就可以输出，如下所示：

print( 100 )
print( 65 )
print( 100 + 12 )
print( 8 * (4 + 6) )

注意，输出数字时不能用引号包围，否则就变成了字符串。下面的写法就是一个反面教材，数学表达式会原样输出.

另外，和输出字符串不同，不能将多个数字放在一个 print 函数中。例如，下面的写法就是错误的：

>print( 100 12 95 );
>print(
   80
   26
   205
>);

​

PyCharm下载和安装

PyCharm 是 JetBrains 公司（www.jetbrains.com）研发，用于开发 Python 的 IDE 开发工具。图 1 所示为 JetBrains 公司开发的多款开发工具，其中很多工具都好评如潮，这些工具可以编写 Python、C/C++、C#、DSL、Go、Groovy、Java、JavaScript、Objective-C、PHP 等编程语言。

进入 PyCharm官方下载页面（如图 2 所示），可以看到 PyCharm 有 2 个版本，分别是 Professional（专业版）和 Community（社区版）。其中，专业版是收费的，可以免费试用 30 天；而社区版是完全免费的。

根据图 2 所示点击“下载”按钮，等待下载完成。下载完成后，读者会得到一个 PyCharm 安装包（本节下载的是 pycharm-community-2019.2.2 版本）。双击打开下载的安装包，正式开始安装（如图 3 所示）。

直接选择“Next”，可以看到如图 4 所示的对话框，这里是设置 PyCharm 的安装路径，建议不要安装在系统盘（通常 C 盘是系统盘），这里选择安装到 E 盘。

继续点击“Next”，这里需要进行一些设置，可根据图 5 所示，自行选择需要的功能，若无特殊需求，按图中勾选即可；

继续点击“Next”，达到图 6 所示的对话框，这里选择默认即可，点击 “Install”，并等待安装进度条达到 100%，PyCharm 就安装完成了。

PyCharm配置python解释器

需要注意的是，首次启动 PyCharm，会自动进行配置 PyCharm 的过程（选择 PyCharm 界面显式风格等等），读者可根据自己的喜好进行配置，由于配置过程非常简单，这里不再给出具体图示。读者也可以直接退出，即表示全部选择默认配置。

​ 首先安装 PyCharm 完成之后，打开它会显示如下所示的界面：

在此界面中，可以手动给 PyCharm 设置 Python 解释器。点击上图 所示的 Configure 选项，选择“Settings”，进入如图 所示的界面。

可以看到，”No interpreter” 表示未设置 Python 解释器，这种情况下，点击设置按钮，选择”add”，此时会弹出如图所示的窗口。

按照图 所示，选择“System Interpreter”（使用当前系统中的 Python 解释器），右侧找到你安装的 Python 目录，并找到 python.exe，然后选择“OK”。此时显式界面会自动跳到图 9 所示的界面，并显示出可用的解释器，如下图 所示，再次点击“OK”。

​等待 PyCharm 配置成功，它会再次回到启动界面，由此就成功的给 PyCharm 设置好了 Python 解释器。

Python VS Code 下载和安装

Visual Studio Code，简称 VS Code，是由微软公司开发的 IDE 工具。与微软其他 IDE（如 Visual Studio）不同的是，Visual Studio Code 是跨平台的，可以安装在 Windows、Linux 和 macOS平台上运行。

不仅如此，Visual Studio Code 没有限定只能开发特定语言程序，事实上只要安装了合适的扩展插件，它可以开发任何编程语言程序，包括 Python。因此，本节就来讲解如何下载并安装 VS Code，使其能够支持 Python 编程。

安装VS Code

VS Code官网提供了 VS Code下载地址 ，如图 1 所示。

可以看到，考虑到不同的操作系统平台，官方准备了分别适用于 Windows、Linux 和 macOS 操作系统的安装包，读者可根据实际情况，选择适合自己电脑的安装包。

值得一提得是，针对 Windows 系统提供的安装包中，还被细分为 User Installer、System Installer 以及 .zip 版，它们之间的区别是：

• User Installer：表示 VS Code 会安装到计算机当前账户目录中，意味着使用其他账号登陆计算机的用户将无法使用 VS Code；
• System Installer：和 User Installer 正好相反，即一人安装，所有账户都可以使用。
• .zip：这是一个 VS Code 的压缩包，下载后只需解压，不需要安装。也就是说，解压此压缩包之后，直接双击包含的 “code.exe” 文件，即可运行 VS Code。

默认情况下，VS Code 提供的是 User Installer 64 位的版本。

下载完成安装包之后，大家会得到一个类似名为 VSCodeUserSetup-x64-1.38.1.exe （笔者下载的是此版本）的文件，双击打开，看到如图 2 所示的安装界面。

勾选“我接受协议”，然后点击“下一步”，进入图 3 所示的界面。

如图 3 所示，建议读者不要将 VS Code 安装到系统盘（通常系统盘是 C 盘），可以安装到其它磁盘中。选择好安装位置后，继续点击“下一步”，进入图 4 所示的界面。

这里不需要改动，默认即可，直接点击“下一步”，进入图 5 所示的界面。

读者可根据自己的操作习惯，勾选适合自己的选项即可，需要注意的是，”添加到 PATH”选项一定要勾选。选择完成后，点击“下一步”，进入图 6 所示的界面。

如图 6 所示，显示的是前面选择对 VS Code 做的配置，确认无误后点击“安装”，即可正式安装 VS Code。安装成功后，会出现如图 7 所示的界面，表示安装成功。

点击“完成”，即可启动 VS Code。

安装python扩展插件

​ 注意，刚刚安装成功的 VS Code 是没有 Python 扩展的，安装此插件的方法也很简单。打开 VS Code，会进入图 8 所示的欢迎界面。

VS Code 安装 Python 扩展的方法有 2 种，分别是：

• 按照图 9 所示，在欢迎界面中选择 “Python”，下方会弹出一个对话框，选择 “OK”，即可完成 Python 扩展的安装；
• 安装图 10 所示，点击“扩展”按钮，并搜索 Python 扩展插件，找到合适的扩展（这里选择的是第一个，这是 Python 的调试工具），选择“Install”即可安装成功。

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课后作业

1.安装vs code和python组件

2.新建一个文件，输出自己的个人信息，包含：姓名、年龄、性别、身高，体重。