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Python语言是一种开放源代码、免费的跨平台语言，是一种面向对象的解释型计算机程序设计语言。它的语法简洁清晰，具有丰富和强大的库，同时还有高可移植性等优势，越来越受到开发者的青睐。本章重点学习Python的环境搭建与运行Python程序的方法等知识。
Python是一种面向对象的解释型计算机程序设计语言，由荷兰人Guido van Rossum于1989年发明，于1991年发布第一个公开发行版。Python是纯粹的自由软件，语法简洁清晰，特色之一是强制使用空白符进行语句缩进。Python具有丰富和强大的库，常被称为“胶水语言”，能够很轻松地把用其他语言制作的各种模块联结在一起。
从2004年开始，Python的使用率呈线性增长，越来越受到编程人员的喜爱和重视。在2017年，IEEE Spectrum发布的2017年度编程语言排行榜中，Python位居第一位。
目前，Python最常使用的两个版本为Python 2.x版本（在2020年4月更新到2.7.18）和Python 3.x版本（在2021年12月更新到3.10.1）。
那么，作为初学者，应该选择哪个版本呢？随着Python版本的快速升级，在实际开发的过程中，使用Python 3.x的用户已经占了大多数，这是因为Python中的很多扩展库慢慢都支持Python 3.x，扩展库可用来提高开发效率。对于初学者而言，建议选择Python 3.x版本，主要原因如下：
（1）Python 3.x系列版本已经不再与Python 2.x系列版本兼容。
（2）Python 3.x在Python 2.x的基础上做了功能升级，在一定程度上进行了拆分和整合，比Python 2.x更容易学习和理解，特别是在字符编码方面，Python 3.x已经解决了中文字符不能正确显示的问题。
注意： 本书使用Python 3.10进行讲解。
本节介绍与C、C++、Java等编程语言相比，Python所具备的优点。
Python的语法简洁易读，无论是初学者还是有数年软件开发经验的专家，都可以快速地学会Python，并且创建出满足实际需求的应用程序。
Python的程序代码是公开的，全世界有无数人在搜索Python的漏洞并修改它，并且不断为其新增功能，让Python成为更高效的计算机语言。
Python提供内置的解释器，可以让用户直接在解释器内编写、测试与运行程序代码，而不需要额外的编辑器，也不需要经过编译的步骤。用户不需要完整的程序模块才能测试，只需要在解释器内编写要测试的部分就可以。Python解释器非常有弹性，允许用户嵌入C++程序代码作为扩展模块。
Python将大部分的函数以模块（module）和类库（package）来存储。大量的模块以标准Python函数库的形式与Python解释器一起传输。用户可以先将程序分割成数个模块，再在不同的程序中使用。
Python除了可以在多种操作系统中运行之外，不同种类的操作系统使用的程序接口也是一样的。用户可以在Mac OS上编写Python程序代码，在Linux上测试，然后加载到Windows上运行。当然，这是对大部分Python模块而言的，有少部分的Python模块是针对特殊的操作系统而设计的。
因为Python可以运行在常见的Windows、Linux等系统的计算机中，所以在安装Python之前，首先要根据不同的操作系统和系统的位数下载对应版本的Python。下面将介绍在Windows环境下Python的下载和安装方法。
在浏览器地址栏中输入“https://www.python.org/downloads/”并按Enter键确认，进入Python下载页面，如图1-1所示。单击Download Python 3.10.1按钮，在弹出的对话框中单击“保存”按钮，把安装文件保存到指定的位置。
图1-1 Python下载页面
下载完毕后，即可安装Python 3.10.1，具体操作步骤如下：
步骤01 运行Python 3.10.1.exe，弹出安装窗口。选中Add Python 3.10 to PATH复选框。Python提供了两种安装方式，即Install Now（立即安装）和Customize installation（自定义安装），这里选择Install Now选项，如图1-2所示。
注意： 需要选中Add Python 3.10 to PATH复选框，这样即可将Python添加到环境变量中，后面才能直接在Windows的命令提示符下运行Python 3.10解释器。
步骤02 Python开始自动安装，并显示安装的进度，如图1-3所示。
图1-2 Python 3.10.1安装窗口
图1-3 Python开始自动安装
步骤03 安装成功后，进入Setup was successful（安装成功）窗口，单击Close（关闭）按钮即可完成Python的安装，如图1-4所示。
图1-4 Setup was successful窗口
在Python开发环境搭建完成后，即可动手编写并运行Python程序。编写和运行Python程序的主要方式包括交互方式和文件方式。
交互方式是指每写一行Python代码，就可以通过按Enter键来运行代码。如果只是学习Python的基本语法和一些简单的程序，可以选择交互方式。
IDLE是在Windows内运行的Python 3.10解释器（包括调试功能），读者可以在IDLE中一边输入程序，一边运行程序，从而实现交互式命令行操作环境。安装Python后，单击“开始”按钮，在弹出的菜单中选择“所有程序”→Python 3.10→IDLE（Python 3.10 64-bit）命令来启动IDLE，如图1-5所示。
启动IDLE Shell 3.10.1窗口，用户可以在该窗口中直接输入Python命令，并按Enter键运行。例如输入“print("人生苦短，我用Python！")”，运行结果如图1-6所示。请读者注意，本书讲解有些简单的代码时，就在这个IDLE上直接操作。
图1-5 选择IDLE
图1-6 IDLE Shell 3.10.1窗口
注意： 输入代码时，小括号和双引号要在英文半角状态下输入。其中print()方法用于输出信息，而且该方法全部为小写字母。这是初学者最容易出错的地方。
另外，还可以使用以下两种方法运行Python命令行。
（1）使用Python自带命令行运行，该命令行是在MS-DOS模式下运行的Python 3.10解释器。单击“开始”按钮，在弹出的菜单中选择“所有程序”→Python 3.10→Python 3.10 (64-bit)命令，即启动Python 3.10.1(64-bit)窗口，输入需要运行的Python命令行即可，如图1-7所示。
图1-7 在Python 3.10(64-bit)窗口中运行Python命令行
（2）在Windows搜索框中输入“cmd”，单击“命令提示符”菜单，进入“命令提示符”窗口，输入“python”并按Enter键确认，即可进入Python交互窗口。输入“python”命令后按Enter键，然后输入需要运行的Python命令行即可，如图1-8所示。
图1-8 在命令提示符中运行Python命令行
PyCharm是目前流行的Python集成开发环境（IDE），带有一整套可以帮助用户在使用Python语言开发时提高其效率的工具，比如调试、语法高亮、Project管理、代码跳转、智能提示、自动完成、单元测试和版本控制算。
PyCharm官方提供专业版和社区版，其中社区版是免费的，能用来开发纯Python应用，本书选用这个版本，其下载地址是https://www.jetbrains.com.cn/pycharm/。笔者下载后的文件名为pycharm-community-2022.3.exe，双击这个文件进入软件安装过程，该过程比较简单，重要步骤如图1-9、图1-10所示。
图1-9 配置环境变量
图1-10 单击Finish按钮完成安装
PyCharm安装好后，单击桌面上的PyCharm图标，打开PyCharm编辑器，把本书配套的源码按新建项目的方式导入。读者如果需要测试自己编写的代码，可以在本书配套源码的项目下生成新的Python文件，并在文件中编写代码并调试运行。有关新建项目、新建Python文件的操作比较简单，读者自行摸索一下即可掌握，这里不再展开讲解。
【例1.1】第一个程序（源代码\ch01\1.1.py）。
print("暮云收尽溢清寒")
print("银汉无声转玉盘")
print("此生此夜不长好")
print("明月明年何处看")
运行结果如图1-11所示。
图1-11 第一个程序代码及运行结果