1.2 搭建Python开发环境

Python是一种解释型编程语言，Python程序需要经过Python语言解释器处理后才能运行。Python程序可以采用交互方式或脚本方式运行。为了提高开发效率，通常用户也可以利用第三方集成开发环境来编写、运行和调试Python程序。下面首先介绍在Windows操作系统中如何安装Python语言解释器和第三方集成开发环境PyCharm，然后介绍Python程序的上机步骤。

1.2.1 Python的下载与安装

Python目前的最新版本为3.6.4，其安装程序可以从Python官网（https://www.python.org/）下载。适用于Windows平台的Python安装程序分为32位和64位两个版本，相应的文件名分别为python-3.6.4.exe和python-3.6.4-amd64.exe。本书中用的是64位版本。

在Windows中安装Python的步骤如下。

1）双击python-3.6.4-amd64.exe文件，以启动安装向导。

2）在图1-1中选中底部的两个复选框，然后单击“Install Now”按钮。

3）当看到图1-2所示的“Setup was successful”信息时，单击“Close”按钮。

为了验证Python是否安装成功，可以进入命令提示符状态并输入“python”（按〈Windows+R〉组合键，在“运行”对话框中输入“cmd”，以打开命令提示符窗口，然后在命令提示符下输入“Python”），以运行Python自带的命令行终端python.exe。如果此时能够看到图1-3所示的窗口，即表明Python安装成功。在图1-3中底部出现的符号“>>>”是Python终端提示符，在此处可以直接输入Python语句，输入的语句由Python语言解释器加以执行。

除了命令行终端外，安装Python时系统还会自动安装Python Shell，其名称为IDLE，这是一个基本的集成开发环境。它是用Python语言的Tkinter模块编写的，不仅具有基本的文本编辑功能，还具有语法加亮、代码自动完成、段落缩进、Tab键控制以及程序调试等功能。

要运行IDLE，可以选择“开始”→“Python 3.6”文件夹→“IDLE（Python 3.6 64-bit）”，此时系统会打开图1-4所示的IDLE运行窗口。进入该窗口后，可以在语句提示符“>>>”下直接输入和运行语句，也可以创建新的Python源文件或打开已有源文件。

1.2.2 PyCharm的安装和配置

PyCharm是由捷克的JetBrains公司使用Java语言开发的一款智能Python集成开发环境，它提供了一整套工具，例如程序调试、语法高亮、工程管理、代码跳转、智能提示、自动完成、单元测试以及版本控制等，可以帮助用户提高Python开发的效率。PyCharm的下载网址为http://www.jetbrains.com/pycharm/download/。本书中使用的是PyCharm专业版2017.3.2。

下载并安装PyCharm后，即可使用该程序进行Python开发。首次运行PyCharm时，需要设置用户界面主题，此时可以选择浅色的IntelliJ主题，也可以选择深色的Darcula主题，如图1-5所示。

设置用户界面主题后，单击“Skip Remaining and Set Defaults”按钮，跳过剩余步骤（采用系统默认设置选项），此时系统将自动重启PyCharm并打开欢迎窗口，如图1-6所示。

在PyCharm欢迎窗口上，单击“Create New Project”按钮以创建新的Python项目，此时系统会弹出图1-7所示的“New Project”对话框，从左侧选择“Pure Python”或其他项目类型，并在“Location”文本框中输入或选择项目文件夹，然后单击“Create”按钮。

若要从磁盘上打开现有的Python项目，可单击图1-5中“Open”按钮；若要从版本控制系统下载项目，可单击“Check out from Version Control”按钮；若要配置Python语言解释器，可单击“Configure”按钮。

如果需要，可以在空白项目中新建文件夹，然后在该文件夹中创建Python源程序文件（在该文件夹上右击，然后在弹出的快捷菜单中选择“New”→“Python file”命令），即可在编辑器中打开该文件并编写程序代码，如图1-8所示。

若要运行当前编写的Python程序，可以从“Run”菜单中选择“Run”命令，或者按下键盘的〈Alt+Shift+F10〉组合键。

1.2.3 Python程序上机步骤

Python有两种编程模式，即交互模式和脚本模式。交互模式是指在“>>>”提示符下直接输入语句并按〈Enter〉键加以执行；脚本模式是指将所有语句保存在源程序文件（扩展名通常为“.py”）中，然后在“>>>”提示符下或集成开发环境中运行程序。

1.使用Python命令行终端运行Python程序

使用Python命令行终端时，可以在“>>>”提示符下直接输入语句，按下〈Enter〉键后会立即执行语句。

例如，在提示符下输入以下语句：

print(″Hello,World!″)

按下〈Enter〉键后即可看到输出结果，即一行字符串信息“Hello,World!”，如图1-9所示。

若要退出Python命令行终端，可以输入并执行quit()函数，或者按下键盘的〈Ctrl+Z〉组合键。

如果已经将Python程序语句保存在源文件中，则可以在命令提示符下输入以下命令来运行程序：

python <源文件路径>

系统默认情况下，Python 3源代码文件以UTF-8格式进行编码，所有字符串都是Unicode字符串。如果用Windows自带的记事本程序来编写Python源程序，则必须要保存为UTF-8编码格式，否则程序无法编译成功，并且汉字无法正常显示。

例如，在记事本中输入以下两条语句：

print(″Welcome to Python!″)

print（″欢迎您加入Python程序员行列！″）

按下键盘的〈Ctrl+S〉组合键，以打开“另存为”对话框，在此选择一个目标文件夹，在“编码”下拉式列表框中选择“UTF-8”，在“文件类型”下拉式列表框中选择“所有文件（*.*）”，将文件名指定为“demo.py”，然后单击“保存”按钮，如图1-10所示。

为了运行上述源文件，可以在命令提示符下输入以下语句：

python demo.py

按下〈Enter〉键后即可看到程序运行结果，如图1-11所示。

2.使用Python Shell运行Python程序

在Python Shell（即IDLE）中，也可以在“>>>”提示符下直接输入并执行语句，还可以直接输入一个表达式进行计算。如果在该提示符下输入“import this”，系统则会呈现由Tim Peters编写的编程格言，业界称之为“Python之禅”，如图1-12所示。

若要创建Python源文件，可从“File”菜单中选择“New File”命令，以打开一个新的文件编辑窗口。若要从磁盘中打开一个现有的Python源文件，可从“File”菜单中选择“Open”命令。

对于已打开的Python源文件，从文件编辑窗口的“Run”菜单中选择“Run Module”命令，或者按快捷键〈F5〉，系统即可运行程序，并在Python Shell中显示运行结果，如图1-13所示。

3.使用PyCharm运行Python程序

PyCharm集成开发环境不支持以交互模式运行Python程序。在该集成开发环境中，应首先创建Python项目，然后在项目中添加Python源程序文件。具体步骤如下：

1）从“File”菜单中选择“New Project”命令，打开“New Project”对话框。

2）在“New Project”对话框中，从其左侧选择“Pure Python”项目类型。

3）在“Location”文本框中输入或选择存储项目文件的目标文件夹。

4）单击向下箭头 ，展开“Project Interpreter”子菜单，然后单击相应的单选按钮，以选择“New environment using”或“Existing interpreter”，如图1-14所示。

5）单击“Create”按钮，此时系统将创建一个新的虚拟环境，然后创建并打开一个空白的Python项目。

6）右击该新建的项目，在弹出的菜单中指向“New”命令，然后选择“Python File”命令，如图1-15所示。

7）在图1-16所示的“New Python file”对话框中，为新建的Python源程序指定文件名（程序会自动为其添加扩展名为“.py”，该文件采用UTF-8编码格式），然后单击“OK”按钮。

8）在源程序文件编辑器中输入Python程序代码，然后在工具栏上选择要运行的程序并单击“Run”按钮 ，此时可在程序运行结果窗口中查看程序运行结果，如图1-17所示。

【例1.1】 编写一个Python程序（prog01_01.py），用于显示一行信息“Hello,World!”；要求在Python命令行、IDLE以及PyCharm中使用交互模式或脚本模式运行该程序。

【算法分析】

在Python中，可以使用print()函数将参数指定的内容输出到控制台上。在本例中，要输出的数据内容是一个字符串，需要使用双引号括起来。

【程序代码】

print(″Hello,World!″)

【运行结果】

Hello,World! 6aIn+lZw3IlvxkaKJE1S3Mh9vDbPqMdIQcr1t8P27aGjVvvZoaKXEv0f05y2wuY+