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Python的安装包可以在官网下载，通过官网读者可以下载相应的Python版本并进行安装。针对Windows、macOS和Linux/UNIX等平台，官网提供了相应的安装包，读者根据自己的系统平台选择下载安装即可。下面以Windows平台为例，向读者介绍Python的下载与安装。
步骤01 在IE浏览器中输入网址（https://www.python.org/），按Enter键后进入Python官网，在官网中单击Downloads按钮，进入下载页面，如图1-1所示。
图1-1 Python官网
步骤02 在页面中单击Download Python 3.12.2按钮，弹出如图1-2所示的“新建下载任务”对话框，单击“下载”按钮即可下载该版本的安装包。
图1-2 “新建下载任务”对话框
提示 读者也可以单击Download Python 3.12.2按钮下的Windows、macOS和Linux/UNIX超链接，进入下一个页面选择需要的版本。
步骤01
双击下载完成的安装包
，或者右击该安装包，在弹出的快捷菜单中执行“以管理员身份运行”命令。
步骤02 在弹出的安装提示框中，Install Now表示选择默认安装，Customize installation表示自定义安装，这里选择默认安装。单击Install Now，进入下一个页面。
说明 安装时请勾选Add Python.exe to PATH复选框，这样可以将Python的命令工具所在目录添加到系统Path环境变量中，方便后续开发程序或运行Python命令。如不勾选该复选框，后续可能会遇到需要设置环境变量的问题。
步骤03 安装完成后，弹出安装成功提示框，表示安装完成，如图1-3所示。单击Close按钮退出安装界面。
图1-3 安装Python
步骤04 在Windows开始菜单中找到刚刚安装的Python 3.12并单击，即可启动Python，首次启动后的Python主界面如图1-4所示，能够正常启动说明安装成功。
图1-4 Python主界面
步骤05 在Windows开始菜单中找到刚刚安装的IDLE（Python 3.12 64-bit）并单击，即可启动与Python集成的开发环境IDLE Shell，如图1-5所示。
图1-5 IDLE集成开发环境
IDLE Shell的上方为菜单栏，下方为Python运行的控制台，Python运行的输入和输出均在此操作。
Python的运行均由语句实现，使用时在提示符“>>>”后输入语句，每次可以输入一条语句，也可以连续输入多条语句，语句之间用分号“;”隔开，语句输入完成后，按Enter键Python就会运行该语句并输出相应的结果。
【例1-1】 在控制台进行命令的输入示例。依次输入以下代码，并观察输出结果。
说明 后文在讲解过程中只给出代码，不给出输出结果，部分结果会在注释中给出，读者可自行运行查看结果。
Python自带的开发环境相对简单，伴随着Python的广泛应用，众多的Python辅助工具应运而生。其中最具代表性的为Anaconda、PyCharm等，但在不同的使用场景下，它们的受欢迎程度可能会有所不同。
Anaconda用于进行大规模的数据处理、预测分析、科学计算，致力于简化包的管理和部署。使用Anaconda可以直接组合安装Python、Jupyter Notebook和Spyder。基于此，本书采用Anaconda作为集成开发环境。
步骤01 在IE浏览器中输入网址（https://www.anaconda.com/），按Enter键后进入Anaconda官网。在页面右上角找到并单击Free Download按钮，在进入的下一页面中下载软件。
说明 当前版本为Anaconda3-2024.02-1-Windows-x86_64。
步骤02
双击刚下载完成的安装包
，或者右击该安装包，在弹出的快捷菜单中执行“以管理员身份运行”命令。
步骤03 在弹出的“Rstudio安装”对话框中单击Next按钮进入安装设置过程，随后依次单击I Agree→Next→Next→Install→Next→Next按钮完成安装（全部采用默认设置即可）。
步骤04 安装完成后，在系统开始菜单中会出现如图1-6所示的与Anaconda相关的6个快捷启动菜单。对于数据分析与数据可视化工作人员，最常用的是Anaconda Prompt与Spyder。
图1-6 快捷启动菜单
在Windows系统中，执行“开始”菜单栏中的Anaconda Prompt命令，即可启动Anaconda Prompt，首次启动后的界面如图1-7所示。该界面的操作与Python自带的启动界面类似，这里不过多讲解。
图1-7 Anaconda Prompt界面
Spyder是一个基于Python的科学计算与数据分析的集成开发环境（Integrated Development Environment，IDE）。在Windows系统中，执行“开始”菜单栏中的Spyder命令，即可启动Spyder，首次启动后的界面如图1-8所示。该界面默认为英文版，暗黑色，读者可以根据自己的喜好进行设置。
图1-8 Spyder界面
步骤01 执行菜单栏中的Tools→Preferences命令，即可打开Preferences对话框。
步骤02 在该对话框左侧选择Application选项，在右侧选择Advanced settings选项卡，将Language设置为“简体中文”，如图1-9所示。
图1-9 语言设置
步骤03 单击Apply按钮，弹出Information提示框，单击Yes按钮，重新启动Spyder，此时的界面变为中文版。
步骤04 执行菜单栏中的“工具”→“偏好”命令，可打开如图1-10所示的“偏好”对话框。
图1-10 外观设置
步骤05 在左侧选择“外观”选项，在右侧主界面选项组下选择界面主题为“浅色”，语法高亮主题选择Spyder。
步骤06 单击Apply按钮，弹出“信息”提示框，单击Yes按钮，重新启动Spyder，此时的界面如图1-11所示。
图1-11 中文版界面
Spyder提供了一个功能丰富的工作环境，旨在帮助用户更轻松地进行数据处理、模型建立、数据可视化等工作。下面是Spyder主界面的完整介绍。
（1）菜单栏。Spyder的菜单栏包含许多功能丰富的功能命令，从编辑、运行到调试，以及帮助的获取等，使用户能够方便地访问各种工具和功能。
（2）工具栏。工具栏位于主界面的顶部，包含常用的操作按钮，如运行、停止、保存等。用户可以通过工具栏快速执行常用的操作，提高工作效率。
（3）编辑器区域。Spyder的主编辑器区域提供了一个代码编辑器，用户可以在此处编写Python代码。这个编辑器支持语法高亮、代码补全、自动缩进、代码折叠等功能，让用户编写代码更加方便。
（4）变量浏览器。变量浏览器显示了当前Python命名空间中的所有变量，包括变量名称、类型和值。通过变量浏览器，用户可以轻松地监视和调试代码中的变量。
（5）文件浏览器。文件浏览器显示了项目文件夹的目录结构，使用户可以方便地导航和管理文件。用户可以在文件浏览器中浏览文件夹、创建新文件、重命名文件等。
（6）绘图浏览器。绘图浏览器是一个方便的工具，用于查看和管理在IPython控制台或脚本中生成的图形。它可以实现图形显示、图形管理、交互式操作、导出图形、保存图形状态等。
（7）帮助窗口。帮助窗口显示了当前选择的函数或方法的帮助文档。用户可以在帮助窗口中查找函数的用法、参数等信息，帮助他们更好地理解和使用Python库和函数。
（8）IPython控制台。IPython控制台是一个交互式的Python解释器控制台，用户可以直接在其中执行Python代码并查看结果。IPython控制台提供了丰富的功能，如代码补全、历史记录、对象检查等，帮助用户更轻松地进行交互式计算。
（9）状态栏。状态栏位于主界面的底部，显示了当前工作环境，以及Python解释器版本、行号、字符数等信息。用户可以通过状态栏了解当前工作环境的状态，以及代码编辑器中光标位置的相关信息。
通过这些功能组件，Spyder提供了一个功能齐全的Python开发环境，帮助用户更轻松地进行科学计算和数据分析工作。
在Python中，包是用于组织和管理代码的一种机制，它将相关功能的模块组织在一起，并提供了命名空间以避免命名冲突。Python的包由目录和一个特殊的__init__.py文件组成。
在Python中，可以使用不同的工具来安装包。
（1）使用pip安装。pip是Python的包管理工具，可以轻松地安装、卸载和管理Python包。要安装一个包，可以使用以下命令：
（2）使用conda安装。在Anaconda或Miniconda环境下，可以使用conda来安装包。conda是一个综合性的包管理器，可以管理Python及其他语言的包。使用conda安装包的命令如下：
另外，conda-forge是一独立的conda渠道，它提供了大量的开源软件包。指定安装包渠道的命令如下：
（3）手动安装。有些包可能无法通过pip或conda安装，或者需要安装本地的包，这时可以手动下载包并解压，然后使用命令行安装。例如在Arduino中：
安装包之后，可以在Python代码中通过import语句来加载包。例如：
或者按需导入包中的模块或对象：
from package_name import module_name
from package_name.module_name import function_name
下面是导入模块的一些方法，可供参考。
说明 使用操作符“-”可以访问模块中的变量、函数或类。
Python的包可以按照一定的搜索路径来查找。这些路径包括当前目录、Python的安装目录以及环境变量PYTHONPATH所指定的目录等。当使用import语句时，Python会按照搜索路径顺序查找相应的包或模块。
注意 加载一个包时，Python会首先查找该包下的__init__.py文件，执行其中的代码，然后加载包中的模块，这样可以实现对包的初始化操作。
在Python中，可以使用不同的工具来查看已安装的包。
（1）使用pip管理工具。使用pip管理工具的list命令可以列出当前Python环境中已安装的所有包。在命令行中执行以下命令：
（2）使用conda查看。在Anaconda或Miniconda环境下，可以使用conda命令来查看已安装的包。在命令行中执行以下命令：
在Python中，可以使用不同的工具来卸载已安装的包。
（1）使用pip卸载包。如果使用pip进行包管理，则使用以下命令卸载已安装的包：
（2）使用conda卸载包。如果使用conda进行包管理，则使用以下命令卸载已安装的包：
