學習重點

1. Python 簡介，
2. 能夠獨立搭建 Python 開發環境，
3. 了解 Python 程式的撰寫，
4. 熟悉 Python 開發工具，

1. 了解 Python

Python，本義是指 蟒蛇，1989 年，荷蘭人 Guido van Rossum(吉多—龜叔) 發明了一種面向物件的解釋型高級編程語言，將其命名為 Python，標志如圖所示，

Python 的設計哲學為 優雅、明確、簡單，實際上，Python 始終貫徹著這一理念，以至于現在網路上流傳著 人生苦短，我用 Python 的說法，可見 Python 有著語法簡潔、開發速度快、節省時間和容易學習等特點，

Python 是一種擴充性強的編程語言，它具有豐富和強大的庫，能夠把使用其他語言制作的各種模塊(尤其是C/C++語言)很輕松地聯結在一起，所以 Python 常被稱為 膠水 語言，

1991年，Python 的第一個公開發行版問世，從 2004 年開始，Python 的使用率呈線性增長，逐漸受到編程者的歡迎和喜愛，2010 年，Python 榮膺 TIOBE 2010 年度語言桂冠；2017-2020 年，在 IEEE Spectrum 發布的年度編程語言排行榜中，Python 已經奪得四連霸，IEEE Spectrum 發布的 2020 年度編程語言排行榜的前 10 名如圖所示，

1.1 Python 的版本

Python 自發布以來，主要有三個版本：1994年發布的 Python 1.0 版本(已過時)、2000年發布的 Python 2.0 版本(到 2020年 7 月份已經更新到 2.7.18)和 2008年發布的 3.0 版本(2020年 7 月份已經更新到 3.8.5 版本)，

1.2 Python 的應用領域

Python 作為一種功能強大的編程語言，因其簡單易學而受到很多開發者的青睞，那么 Python 的應用域有哪些呢?概括起來主要有以下幾個方面：

1. 應用程式開發：擁有腳本撰寫、軟體開發等標配能力，
2. AI人工智能：機器學習、神經網路、深度學習等方面得到廣泛的支持和應用，https://www.bilibili.com/video/BV1JE411g7XF?p=39
3. 資料分析：大資料行業的基石，
4. 自動化運維開發：運維工程師首選的編程語言，
5. 云計算：擁有成功案例 OpenStack (與 Rackspce 合作的云計算管理平臺)，
6. 網路爬蟲：大資料行業獲取資料的核心工具，Python每日一練(20)-用Python制作mini翻譯器
7. Web 開發：完善的框架支持，開發速度快，例如：我們經常訪問的集電影、讀書、音樂于一體的創新型社區豆瓣網
   
   美國最大的在線云存盤網站 Dropbox、由 NASA(美國國家航空航天局) 和 Rackspace 合作的云計算管理平臺 OpenStack 等專案都是使用 Python 實作的，
   
8. 游戲開發：簡單、高效、代碼少，海龜 (turtle) 畫圖終極實戰：小海龜挑戰大迷宮游戲

2. 搭建 Python 開發環境

所謂 工欲善其事，必先利其器.，在正式學習 Python 開發前，需要先搭建 Python 開發環境，Python 是跨平臺的開發工具，可以在多個作業系統上進行編程，撰寫好的程式也可以在不同作業系統上運行，常用的作業系統及說明如表所示，

說明：在個人開發學習階段推薦使用 Windows10 作業系統，我們后續的學習將基于 Windows 作業系統進行介紹，如果采用 Mac OS 或者 Linux 作業系統，具體的開發環境搭建步驟可以參考網上的安裝步驟，

2.1 下載并安裝 Python

要進行 Python 開發，需要先安裝 Python 解釋器，由于 Python 是解釋型編程語言，所以需要一個解釋器，這樣才能運行撰寫的代碼，這里說的安裝 Python 實際上就是安裝 Python 解釋器，下面以 Windows10 作業系統為例介紹安裝 Python 的方法，

2.1.1 如何查看計算機作業系統的位數

目前，很多軟體，尤其是編程工具為了提高開發效率，分別對 32 位作業系統和 64 位作業系統做了優化，推出了不同的開發工具包，Python 也不例外，所以在安裝 Python 前，需要了解計算機作業系統的位數，Windows 10 作業系統下查看作業系統的位數，在桌面找到 此電腦 圖示或者使用快捷鍵 Windows + E 在打開的界面中找到此電腦圖示，右擊該圖示，在打開的選單中選擇 屬性，如圖所示，

選擇屬性后將彈出如圖所示的計算機系統表單，在系統型別標簽右側將顯示 64 位作業系統或 32 位作業系統，該資訊就是作業系統的位數，當前計算機作業系統的位數為 64 位，

2.1.2 下載 Python 安裝包

在 Python 的官方網站中，可以很方便地下載 Python 的開發環境，具體的下載步驟如下：

(1) 打開瀏覽器(如 Google Chrome 瀏覽器)，輸入 Python 官方網站，地址為https://www.python.org/，如圖所示，

注意：如果選擇 Windows 選單項時，沒有顯示右側的下載按鈕，應該是頁面沒有加載完成，在加載完成后就會顯示了，請耐心等待，為了穩定性，建議不直接進行下載，使用 Python3.7.8 版本進行學習

(2) 單擊 Windows 選單項，進入詳細的下載串列，由于最新版本的 Python 解釋器不太穩定，所以在打開的頁面中，向下拉動滾動條，選擇 Python 3.7 最新的版本進行學習使用，由于筆者的電腦是 64 位的 Windows 作業系統，所以直接單擊 Windows 選單項，進入如圖所示的下載串列，

在上圖所示的串列中，帶有 x86 字樣的安裝包，表示該開發工具可以在 Windows 32位作業系統上使用；而帶有 x86-64 字樣的安裝包，則表示該開發工具可以在 Windows 64位作業系統上使用，另外，標記為 web-based installer 字樣的安裝包，表示需要通過聯網完成安裝；標記為 executable installer 字樣的安裝包，表示通過可執行檔案 *.exe 方式進行離線安裝；標記為 embeddable zip file 字樣的安裝包，表示嵌入式版本，可以集成到其他應用中，

(3) 在 Python下載串列頁面中，列出了 Python 提供的各個版本的下載鏈接，讀者可以根據需要下載，例如，現在要下載 Python 3.7.8 版本，可以找到如圖所示的位置，單擊 Windows x86-64 execxutable installer 超鏈接，下載適用于 Windows 64 位作業系統的離線安裝包，

(4) 在下載完成后，瀏覽器會自動彈出提示 此型別的檔案可能會損害您的計算機，您仍然要保留 python-3.7.8-amd64.exe嗎?，此時，單擊保留按鈕，保留該檔案即可，

(5) 在保留完該檔案后，將得到一個名稱為 python-3.7.8-amd64.exe 的安裝檔案，

2.1.3 在 Windows 64位作業系統中安裝 Python

在 Windows 64 位作業系統上安裝 Python 3.7.8 版本的步驟如下：

(1) 雙擊下載后得到的安裝檔案 python-3.7.8-amd64.exe，將顯示安裝向導對話框，選中 Add Python3.7 to PATH 復選框,表示將自動配置環境變數，如圖所示，

注意：一定要選中 Add Python 3.7 to PATH 復選框，否則在后面學習中會出現 XXX不是內部或外部命令 的錯誤，影響學習效率，

(2) 單擊 Customize installation 按鈕，進行自定義安裝(自定義安裝可以修改安裝路徑)，在彈出的安裝選項對話框中采用默認設定，如圖所示，

(3) 單擊 Next 按鈕，將打開高級選項對話框，在該對話框中，安裝路徑自動設定為為 C:\Program Files\Python37，其他采用默認設定即可，如圖所示，

(4) 單擊 Install 按鈕，開始安裝 Python，如圖所示，

(5) 安裝完成后，將顯示如圖所示的對話框，

2.2 測驗安裝是否成功

在 Python 安裝完成后，需要檢測 Python 是否成功安裝，例如，在 Windows 10作業系統中檢測 Python 是否成功安裝，可以在開始選單右側的 在這里輸入你要搜索的內容 文本框中輸入 cmd 啟動命令列視窗或者直接 Windows + R 快捷調出一個小視窗，在視窗中輸入 cmd 命令，

在當前的命令提示符后面輸入 python，按下 <Enter> 鍵，如果出現如圖所示的資訊，則說明 Python 安裝成功，同時系統將進入互動式 Python 解釋器中，

3. 第一個 Python 程式

在安裝 Python 后，會自動安裝一個 IDLE，它是一個 Python Shell(可以在打開的 IDLE 視窗的標題欄上看到)，程式開發人員可以利用 Python Shell 與 Python 互動，下面將介紹如何使用 IDLE 開發第一個 Python 程式，

3.1 在 IDLE 中撰寫 Hello World

單擊 Windows10 系統的開始選單，然后依次選擇所有程式 ==> Python 3.7 ? IDLE(Python 3.7 64-bit) 選單項，

即可打開 IDLE 視窗，如圖所示，

在 IDLE 中，可以輸出簡單的陳述句，但是實際開發時，通常不能只包含一行代碼，當需要撰寫多行代碼時，可以單獨創建一個檔案來保存這些代碼，在全部撰寫完成后一起執行，具體方法如下：

(1) 在 IDLE 主視窗的選單欄上，選擇File ? New File 選單項，將打開一個新視窗，在該視窗中，可以直接撰寫 Python 代碼，在輸入一行代碼后再按下 <Enter> 鍵，將自動換到下一行，等待繼續輸入，如圖所示，

(2) 在代碼編輯區中，撰寫多行代碼，例如，輸出中英文版的 人生苦短，我用 Python，代碼如下：

print("人生苦短，我用Python，")
print("Life is short，you need Python，")

編輯代碼后的 Python 檔案視窗如圖所示：

(3) 按下快捷鍵 <Ctrl+S> 保存檔案，這里將檔案名稱設定為 demo.py，其中，.py 是 Python 檔案的擴展名，

3.2 運行 Python 程式

在 IDLE 中，要運行已經撰寫好的 Python 程式，可以在選單欄中選擇 Run/Run Module 選單項(或按 <F5> 快捷鍵)實作，例如，要運行 3.1 小節撰寫的 Python 程式，可以在選單欄中選擇 Run → Run Module 選單項(也可以直接按下 <F5> 快捷鍵)，程式運行結果如圖所示，

運行程式后，將打開 Python Shell 視窗顯示運行結果，如圖所示：

在 IDLE 的 Python Shell 視窗中，輸入一條 Python 陳述句，按下 Enter 鍵后，顯示如圖所示的語法錯誤：
出現該問題是因為輸入了無效的字符，這里的 Python 陳述句沒有錯誤，只在陳述句的結尾不小心輸出了一個全角的空格，即如上圖中所示標紅的字符，將其洗掉即可解決該問題，說明：在 Python 中輸入代碼時，除非在字串中有全角空格，否則一-定不要使用全角空格，由于這個錯誤比較隱蔽，不容易發現，所以大家需要養成好的編碼習慣，

4. 使用第三方開發工具 Pycharm

PyCharm 是由 Jetbrains 公司開發的 Python 集成開發環境，由于其具有智能代碼編輯器，可實作自動代碼格式化、代碼補全、智能提示、重構、單元測驗、自動匯入和一鍵代碼導航等功能，目前已成為 Python 專業開發人員和初學者使用的有力工具，本章將詳細講解 PyCharm 工具的使用方法，Pycharm 下載、安裝、及用法詳解

5. 課后練習

1. 在自己的計算機上安裝 Python3.7.8 版本
2. 在 IDLE Python 中為你自己撰寫身份資訊，包括姓名，年齡，身份證號，聯系方式等，然后使它們顯示在螢屏上，