第1章
Python不是大蟒蛇

计算机程序是一组让计算机执行某种动作的指令。和那些电路、芯片、卡、硬盘等不同，它不是计算机可触摸的部分，而是隐藏在背后指挥机器运行的东西。计算机程序（我常简称为“程序”）就是一系列告诉没有知觉的硬件做什么事情的命令。软件就是计算机程序的集合。

没有计算机程序，几乎所有我们现在每天使用的设备都将变得要么根本没有用，要么没那么有用。计算机程序不仅以各种形式控制着你的个人电脑，同时还控制着你的电子游戏系统、移动电话，还有车里的GPS。还有液晶电视和遥控器，某些新型的收音机、DVD播放机、烤箱和电冰箱，甚至汽车引擎、红绿灯、路灯、火车信号、电子广告牌和电梯也是由程序控制的。

程序有点像思想。如果你没有思想，那么你可能就只能坐在地板上，两眼无神地盯着墙壁。你想到“站起来”，那是一条指令，或者叫命令，它告诉你的身体要站起来。同样地，计算机程序告诉计算机做什么。

如果你知道如何写计算机程序，你就可以做各种各样的事情。当然，你可能写不出控制汽车、信号灯或者冰箱的程序（至少不是一开始就做得到），但是你可以创建网页，自己写游戏甚至写个程序来帮你完成作业。

1.1　关于计算机语言

和人类一样，计算机使用多种语言来沟通，这里所说的语言就是编程语言。简单地说，一种编程语言就是一种特定的与计算机交谈的方式，这种方式使用计算机和人都能理解的指令。

有些编程语言以人名命名（如Ada和Pascal），有些采用简单的首字母缩写（如BASIC和FORTRAN），甚至还有些以电视剧命名，如Python。是的，Python编程语言的名字来自电视剧《蒙提·派森的飞行马戏团》，而不是大蟒蛇。

NOTE 《蒙提·派森的飞行马戏团》（Monty Python’s Flying Circus）是英国20世纪70年代首播的电视喜剧，直到今天仍受某些观众喜爱。Python的名字就是从这里来的 。

有几项功能使得Python编程语言非常适合初学者。最重要的是，你可以用Python很快地写出简单有效的程序。Python没有像其他编程语言一样有很多复杂的符号，从而对初学者来说更容易阅读也更友好。（并不是说Python不使用符号，只是没有像其他语言使用得那么多）。

1.2　安装Python

安装Python相当简单。下面我们列举在Windows 11、macOS还有Ubuntu和树莓派上的安装步骤。在安装Python的同时你也会安装IDLE程序的快捷方式，它是用来写Python程序的集成开发环境。如果你的电脑已经装好了Python，请直接跳到本书的1.3节。

1.2.1　在Windows 11上安装Python

在微软Windows 11上安装Python，先用网页浏览器打开Python官方网站的下载页面，然后下载Python 3.10或更高版本的安装程序。具体下载哪个版本的Python并不重要，只要保证至少是3.10及以后版本就可以。但是，如果使用更早版本的Windows（例如Windows 7），最新的Python就没有办法安装，你需要安装 Python 3.8。可以通过针对Windows平台的下载页面来查看适用于你的Windows系统的Python版本，如图1-1所示。

如果浏览器询问是保存还是打开文件，选择保存。一旦下载了Windows安装文件，系统应该会提示你运行它。如果没有提示，打开“下载”文件夹，双击这个文件。现在，按照屏幕上的安装提示把Python安装到默认位置，步骤如下。

1. 选择Install。

2. 当询问是否允许应用程序修改你的设备时，请选择Yes。

3. 安装完成后单击Close，在你的“开始”菜单中应该多了几项Python 3.10的图标，如图1-2所示。

现在你可以跳过后面的内容，直接到1.3节开始使用Python了。

1.2.2　在macOS上安装Python

如果你使用的是苹果电脑，你应该已经有预先安装好的Python，但它可能是早期版本的Python。要确保你运行的是足够新的版本，单击spotlight图标（右上角的放大镜），在出现的对话框中输入terminal。打开终端窗口后，输入 python3 --version（两个短横线后跟着单词version），按下回车键。如果看到“命令不存在”或者版本低于3.10，用浏览器打开Python官方网站的下载页面来下载最新版本的苹果安装程序，如图1-3所示。

当文件下载好以后（它的文件类似于python-3.10.0-maxosx11.pkg），双击它。同意许可证协议，按照屏幕上的提示来安装软件。在安装Python前你会被提示输入管理员的密码。如果你没有管理员的密码，请找你的父母或其他人来帮忙。安装好的Python文件如图1-4所示。

现在你可以跳过后面的内容，直接到1.3节开始使用Python了。

1.2.3　在Ubuntu上安装Python

Ubuntu Linux的发布版本中有预先安装好的Python，但是可能是较早的版本。按以下步骤获取最新版本的Python。

1. 单击Show Applications图标（通常是屏幕左下角的9个点）。

2. 在输入框中输入terminal（如果已经显示了Terminal，单击它）。

3. 出现了终端窗口后，输入以下命令：

sudo apt update
sudo apt install python3.10 idle-python3.10

输入第一个命令后，可能要你输入管理员密码。（如果你没有管理员密码的话，可能要找你的父母或者老师帮忙。）安装过程如图1-5所示。

现在你可以跳过后面的内容，直接到1.3节开始使用Python了。

1.2.4　在树莓派（Raspberry Pi）上安装Python

树莓派的操作系统已经预先安装好了Python 3，但是在编写本书的时候，它的版本是3.7。和其他操作系统相比，树莓派安装更新版本的Python会稍微复杂一些，你需要自己下载和构建Python的安装。其实自己安装并没有听上去那么难。只要一步一步输入下面的命令，然后等待每一条命令完成即可。

sudo apt update
sudo apt install libffi-dev libssl-dev tk tk-dev
wget ***.python.org/ftp/python/3.10.0/Python-3.10.0.tar.xz
tar -xvf Python3.10.0.tar.xz
cd Python-3.10.0
./configure --prefix=/usr/local/opt/python-3.10.0
make -j 4
sudo make altinstall

倒数第2步将花费最长的时间，因为它会构建Python应用中包含的所有代码，如图1-6所示。

安装好后，你需要把一个名叫IDLE的程序添加到菜单（这会让后边的使用更容易些）。

1. 单击屏幕左上角的树莓派图标，然后单击Preferences，选择Main Menu Editor。

2. 在出现的窗口中，单击Programming，然后单击New Item按钮。

3. 在出现的Launcher Properties对话框中，输入idle3.10，如图1-7所示，然后输入下面这行命令：

/usr/local/opt/python-3.10.0/bin/idle3.10

4. 单击OK按钮，然后在主编辑器窗口再次单击OK来完成安装，现在就可以进入下一节了。

1.3　当你安装好Python以后

安装好Python后，我们在IDLE（也叫作Shell）中编写第一个程序。如果使用Windows操作系统，在查询窗口（屏幕左下角）输入idle，在出现最符合搜索项的菜单中选择IDLE（64位 Python 3.10）。如果使用苹果电脑，选择Go菜单下的Applications，打开Python 3.10文件夹，找到IDLE。如果使用Ubuntu，单击Show Applications，然后单击下面的All标签，就可以看到一个标题为IDLE（Python-3.10）的入口，如果看不到也可以在搜索框中输入IDLE。如果使用树莓派，单击屏幕左上角的树莓派图标，单击Programming，然后在出现的列表中选择idle3.10。打开IDLE后，你应该会看到图1-8所示的窗口。

这是“Python Shell程序”，是Python集成开发环境的一部分。这三个大于号（>>>）叫作“提示符”。

让我们在提示符后面输入一些命令，第一个是著名的句段：

>>> print("Hello World")

一定要输入括号里面的（英文）双引号（" "）。在输入这一行后在键盘上按下回车键。如果你正确地输入了这个命令，你应该会看到下面的结果：

>>> print("Hello World") 
Hello World 
>>>

提示符会再次出现，通知你PythonShell程序准备好接受更多的命令。

恭喜你！你刚刚创建了你的第一个Python程序。其中的单词print（意为“打印”）是一种叫作“函数”的Python命令，它把引号之中的任何内容打印到屏幕上。其实你已经给计算机一个指令来显示Hello World，这是一个计算机和你都能理解的指令。

1.4　保存Python程序

如果你每次想用Python程序时都需要重新输入的话那可太麻烦了，要把它打印出来参考也不是一个可行的办法。当然，重写小程序也没什么，但对于像字处理软件一样的大程序，其中可能包含超过10万页的代码，这就有点难了。想象一下，你要把这么一大堆纸背回家，可千万别吹来一阵大风。

幸运的是，我们可以把程序保存起来留在以后用。要保存一个新程序，打开IDLE程序，选择File（文件）->New Window（新窗口）；然后会出现一个空白窗口，在菜单条上有*Untitled*字样。在新Shell窗口中输入下面的代码：

>>> print("Hello World") 

然后，选择File（文件）->Save（保存）。当提示输入文件名时，输入hello.py，并把文件保存到桌面，然后选择Run（运行）->Run Module（运行模块）。不出问题的话，你保存的程序就可以运行了，如图1-9所示。

现在，如果你关闭Shell程序窗口，但留着hello.py窗口，然后选择Run->Run Module，那么Python Shell程序会再次出现，并且你的程序会再次运行。（要想不运行程序就重新打开Python Shell程序，选择Run（运行）->Python Shell。）

在运行代码后，你会在桌面上发现一个新的标有hello.py的图标，如果你双击这个图标，会短暂地出现一个黑色窗口然后马上消失。到底发生了什么？

你看到的是Python命令行控制台（类似于Shell程序）启动，打印出Hello World，然后退出。如果你有超级英雄一样敏锐的眼力，在窗口关闭前你会看到图1-10所示的内容。

NOTE 取决于你的操作系统，Python可能无法运行，或者可能运行一个和我们所安装版本不同的Python。

除了用菜单，你还可以用快捷键来创建新的Shell程序窗口、保存文件和运行程序。

1. 在Windows、Ubuntu和树莓派上用Ctrl+N组合键来创建一个新的Shell程序窗口，在编辑完毕后用Ctrl+S组合键来保存文件，按F5来运行程序。

2. 在苹果OS 上用 -N来创建一个新的Shell程序窗口，用 -S来保存文件，按下功能键（FN）然后按F5来运行程序。

1.5　你学到了什么

在这一章中我们以一个简单的Hello World程序开始，几乎每个人都是从这个程序开始学习计算机编程的。在下一章中，我们会用Python Shell程序做更有用的事情。 9n/qrGh1Dz1CIjnZkfSpZuEHLBHHuQ1OJAeCXfIQgGcAeE1I62aQ4M3q5FSHRNk3