第一章
搭建配置Python编程环境及运行
1、搭建环境
在不同的操作系统中，Python存在细微的差别，因此有几点需要注意。这里简要介绍Python的安装步骤。
1.1 Python的安装
每种编程语言都会随着新概念和新技术的推出而不断发展，Python的开发者也一直致力于丰富和强化其功能。大多数修改都是逐步进行的，如果你的系统安装的版本是V3.9.2，那么有些使用前期版本编写的代码可能无法正确地运行，比如说Python 2。所以说，在使用时尽量使用最新版本进行开发。
- 如果你的系统安装了多个版本，建议使用最高版本Python ；
- 如果没有安装Python，那么请到官方网站下载最新版本并安装；
- 如果只安装了低版本的Python ，如Python，或Python2，也可直接使用它们来编写代码，但还是尽快升级到最新版本的python为好。
1.2 在不同操作系统中搭建 Python 编程环境
Python是一种跨平台的编程语言，这意味着它能够运行在所有主要的操作系统中。在所有安装了Python的现代计算机上，都能够运行你编写的任何Python程序。然而，在不同的操作系统中，安装Python的方法存在细微的差别。
- 首先，检查系统是否安装了Python，如果没有，就安装它；
- 接下来，需要安装一个简单的文本编辑器，并创建一个空的Python文件—hello_world.py。
- 最后，运行Hello World程序，并排除各种故障。
1.2.1 在 Linux 系统中搭建 Python 编程环境
Linux系统是为编程而设计的，因此在大多数Linux计算机中，都默认安装了Python。编写和维护Linux的人认为，你很可能会使用这种系统进行编程，他们也鼓励你这样做。鉴于此，要在这种系统中编程，你几乎不用安装什么软件，也几乎不用修改设置。
- 检查Python版本
在系统中运行应用程序Terminal（如果你使用的是Ubuntu，可按Ctrl Alt T），打开一个终端窗口。为确定是否安装了Python，执行命令python（请注意，其中的p是小写的）。输出将类似下面这样，它指出了安装的Python版本；最后的>>>是一个提示符，让你能够输入Python命令。
$ python
Python 2.7.6 (default, Mar 22 2014, 22:59:38)
[GCC 4.8.2] on linux2
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>>
上述输出表明，当前计算机默认使用的Python版本为Python 2.7.6。看到上述输出后，如果要退出Python并返回到终端窗口，可按Ctrl D或执行命令exit()。
要检查系统是否安装了Python 3，可能需要指定相应的版本。换句话说，如果输出指出默认版本为Python 2.7，请尝试执行命令python3：
$ python3
Python 3.9.2 (default, Feb 19 2021, 23:05:18)
[GCC 4.8.4] on linux
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>>
上述输出表明，系统中也安装了Python 3，因此可以使用这两个版本中的任何一个。在这种情况下，请将命令python都替换为python3。大多数Linux系统都默认安装了Python，但如果你的Linux系统不知什么原因没有安装Python或只安装了Python 2，而你要安装Python 3，请参照以下步骤：
- 在 Linux 系统中安装 Python
几乎所有Linux系统都默认安装了Python，但可能并不是最新的，如果想使用最新版本，请首先确定已安装的Python版本。
打开一个终端窗口，并执行如下命令：
$ python --version
Python 2.7.6
输出表明默认版本是2.7.6，但系统可能还安装了一个Python 3版本。为核实这一点，请执行如下命令：
$ python3 --version
Python 3.5.0
输出表明也安装了Python 3.5.0。安装新版本前，有必要执行上述两个命令。
在 Linux 系统中安装 Python 3
如果你的系统没有安装Python 3，或者你想安装较新的Python 3版本，只需执行几个命令即可。 我们使用一个名为deadsnakes的包，它让安装多个Python版本变得很容易：
$ sudo add-apt-repository ppa:fkrull/deadsnakes
$ sudo apt-get update
$ sudo apt-get install python3.5
这些命令在你的系统中安装Python 3.5。下面的命令启动一个运行Python 3.5的终端会话：
$ python3.5
>>>
配置文本编辑器使其使用Python 3以及从终端运行程序时，也需要用到这个命令。
- 安装文本编辑器
Geany是一款简单的文本编辑器：它易于安装；让你能够直接运行几乎所有的程序（而无需通过终端来运行）；使用不同的颜色来显示代码，以突出代码语法；在终端窗口中运行代码，让你能够习惯使用终端。
在大多数Linux系统中，都只需执行一个命令就可以安装Geany：
$ sudo apt-get install geany
如果这个命令不管用，请参阅：http://geany.org/Download/ThirdPartyPackages/ 的说明。
运行Hello World程序 为编写第一个程序，需要启动Geany。为此，可按超级（Super）键（俗称Windows键），并在系统中搜索Geany。找到Geany后，双击以启动它；再将其拖曳到任务栏或桌面上，以创建一个快捷方式。接下来，创建一个用于存储项目的文件夹，并将其命名为python_work（在文件名和文件夹名中，最好使用小写字母，并使用下划线来表示空格，因为这是Python采用的命名约定）。回到Geany，选择菜单file>Save As，将当前的空Python文件保存到文件夹python_work，并将其命名为hello_world.py。扩展名.py告诉Geany，文件包含的是Python程序；它还让Geany知道如何 运行该程序，并以有益的方式突出其中的代码。
保存文件后，在其中输入下面一行代码：
print("Hello Python world!")
如果你的系统安装了多个Python版本，就必须对Geany进行配置，使其使用正确的版本。为此，可选择菜单Build（生成）>Set Build Commands（设置生成命令）；你将看到文字Compile（编译）和Execute（执行），它们旁边都有一个命令。默认情况下，这两个命令都是python，要让Geany 使用命令python3，必须做相应的修改。
如果在终端会话中能够执行命令python3，请修改编译命令和执行命令，让Geany使用Python 3 解释器。为此，将编译命令修改成下面这样：
python3 -m py_compile "%f"
你必须完全按上面的代码显示的那样输出这个命令，确保空格和大小写都完全相同。
将执行命令修改成下面这样：
python3 "%f"
同样，务必确保空格和大小写都完全与显示的相同。图1-1显示了该如何在Geany中配置这些 命令。
图1-1 在Linux中配置Geany，使其使用Python 3
现在来运行程序hello_world.py。为此，可选择菜单Build>Execute、单击Execute图标（两个齿轮）或按F5。将弹出一个终端窗口，其中包含如下输出：
Hello Python world!
------------------
(program exited with code: 0)
Press return to continue
如果没有看到这样的输出，请检查你输入的每个字符。你是不是将print的首字母大写了？ 是不是遗漏了引号或括号？编程语言对语法的要求非常严格，只要你没有严格遵守语法，就会出 错。如果代码都正确，这个程序也不能正确地运行。
在终端会话中运行Python代码
你可以打开一个终端窗口并执行命令python或python3，再尝试运行Python代码片段。检查 Python版本时，你就这样做过。下面再次这样做，但在终端会话中输入如下代码行：
>>> print("Hello Python interpreter!")
Hello Python interpreter!
>>>
消息将直接打印到当前终端窗口中。别忘了，要关闭Python解释器，可按Ctrl D或执行命 令exit()。
- 在 OS X 系统中安装 Python
大多数OS X系统都安装了Python，但如果想使用非默认版本，请首先确定已安装了哪个版本的Python。
打开一个终端窗口，并执行如下命令：
$ python --version
Python 2.7.6
你还应尝试执行命令python3 --version。执行这个命令时，可能会出现错误消息，但若要确定安装了哪些Python版本，有必要执行这个命令。
使用 Homebrew 来安装 Python 3
如果你的系统只安装了Python 2，或者已安装的Python 3版本较旧，可使用一个名为Homebrew 的包来安装最新的Python 3版本。
1. 安装Homebrew
Homebrew依赖于Apple包Xcode，因此请打开一个终端窗口并执行如下命令：
$ xcode-select –install
在不断出现的确认对话框中都单击OK按钮（根据网络连接的速度，这可能会花一些时间）。 接下来安装Homebrew：
$ ruby -e "$(curl -fsSL https://raw.githubusercontent.com/Homebrew/install/master/install)"
这个命令可在Homebrew网站（http://brew.sh/）的首页找到。在curl -fsSL和URL之间，务必包含一个空格。
（注意 这个命令中的-e让Ruby（Homebrew就是使用这种编程语言编写的）执行下载的代码。除非来源是你信任的，否则不要运行这样的命令。）
为确认正确地安装了Homebrew，请执行如下命令：
$ brew doctor
Your system is ready to brew.
上述输出表明可以使用Homebrew来安装Python包了。
安装Python 3
为安装最新的Python 3版本，请执行如下命令：
$ brew install python3
下面来检查使用这个命令安装的是哪个版本：
$ python3 --version Python 3.5.0 $
现在，你可以使用命令python3来启动Python 3终端会话了，还可使用命令python3来配置文 本编辑器，使其使用Python 3而不是Python 2来运行Python程序。
- 在 Windows 系统中安装 Python
Windows系统默认未安装Python，但有必要检查系统是否安装了它。为此，按住Shift键并右击桌面，再选择“在此处打开命令窗口”来打开一个终端窗口。也可以在开始菜单中执行命令command。在打开的终端窗口中，执行如下命令：
> python --version
Python 3.5.0
如果你看到了类似于上面的输出，说明已安装了Python，但你可能想安装更新的版本。如果看到一条错误消息，就说明你需要下载并安装Python。
访问http://python.org/downloads/，并单击你要安装的Python版本。下载安装程序，并在运 行它时选择复选框Add Python to PATH。这让你不用手工修改系统的环境变量，在执行命令python时也无需指定其完整路径。安装Python后，打开一个新的终端窗口，并在其中执行命令 python --version。如果没有报错，就说明Python安装好了。
- 查找 Python 解释器
如果不能执行简单命令python，你就需要告诉Windows去哪里查找Python解释器。要确定 Python解释器的位置，请打开C盘，并在其中查找名称以Python打头的文件夹（要找到这样的文 件夹，你可能需要在Windows资源管理器中的搜索栏中输入单词python）。打开这个文件夹，并查 找名称为python（全部小写）的文件。右击这个文件并选择“属性”，你将在“位置：”右边看到 它的路径。
在终端窗口中，使用该路径来确定刚安装的Python版本：
$ C:\\Python35\python --version
Python 3.5.0
- 将 Python 添加到环境变量 Path 中
为避免每次启动Python终端时都要输入完整的路径，请在系统中添加这个路径，以后只需使用命令python即可。如果在安装Python时选择了复选框AddPython to PATH，可跳过这一步。打开控制面板并单击“系统和安全”，再单击“系统”。单击“高 级系统设置”，在打开的窗口中单击按钮“环境变量”。
在“系统变量”部分，找到并单击变量Path，再单击按钮“编辑”。在出现的对话框中，单 击“变量值”，并使用右箭头键滚到最右边。千万不要覆盖变量原来的值，如果你不小心这样做 了，单击“取消”按钮，再重复前面的步骤。在变量值的末尾添加一个分号，再添加文件python.exe 的路径：
% SystemRoot \System32\...\System32\WindowsPowerShell\v1.0\;C:\Python34
关闭终端窗口，再打开一个新的终端窗口。这将在终端会话中加载变量Path的新值。现在当 你执行命令python --version时，将看到刚才在变量Path中设置的Python版本。现在，只需在 命令提示符下输入python并按回车，就可启动Python终端会话了。
- 启动Python终端会话
通过配置系统，让其能够在终端会话中运行Python，可简化文本编辑器的配置工作。打开一个命令窗口，并在其中执行命令python。如果出现了Python提示符（>>>），就说明Windows找到了你刚安装的Python版本。
C:\> python
Python 3.5.0 (v3.5.0:374f501f4567, Sep 13 2015, 22:15:05) [MSC v.1900 32 bit (Intel)] on win32 Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>>
如果是这样，就可以直接跳到下一部分——“在终端会话中运行Python”。 然而，输出可能类似于下面这样：
C:\> python
'python' is not recognized as an internal or external command, operable
program or batch file.
在这种情况下，你就必须告诉Windows如何找到你刚安装的Python版本。命令python通常存 储在C盘，因此请在Windows资源管理器中打开C盘，在其中找到并打开以Python打头的文件夹， 再找到文件python。例如，在我的计算机中，有一个名为Python35的文件夹，其中有一个名为python 的文件，因此文件python的路径为C:\Python35\python。如果找不到这个文件，请在Windows资源 管理器的搜索框中输入python，这将让你能够准确地获悉命令python在系统中的存储位置。
如果认为已知道命令python的路径，就在终端窗口中输入该路径进行测试。为此，打开一个 命令窗口，并输入你确定的完整路径：
C:\> C:\Python35\python
Python 3.5.0 (v3.5.0:374f501f4567, Sep 13 2015, 22:15:05) [MSC v.1900 32 bit (Intel)] on win32
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>>
如果可行，就说明你已经知道如何访问Python了。
在终端会话中运行Python
在Python会话中执行下面的命令，并确认看到了输出“Hello Python world!”。
>>> print("Hello Python world!")
Hello Python world!
>>>
每当要运行Python代码片段时，都请打开一个命令窗口并启动Python终端会话。要关闭该终 端会话，可按Ctrl Z，再按回车键，也可执行命令exit()。
- 安装文本编辑器
Geany是一款简单的文本编辑器：它易于安装；让你能够直接运行几乎所有的程序（而无需 通过终端）；使用不同的颜色来显示代码，以突出代码语法；在终端窗口中运行代码，让你能够习惯使用终端。附录B介绍了其他一些文本编辑器，强烈建议你使用Geany，除非你有充分的理由不这样做。
要下载Windows Geany安装程序，可访问http://geany.org/，单击Download下的Releases，找到安装程序geany-1.25_setup.exe或类似的文件。下载安装程序后，运行它并接受所有的默认设置。
为编写第一个程序，需要启动Geany。为此，可按超级（Super）键（俗称Windows键），并在系统中搜索Geany。找到Geany后，双击以启动它；再将其拖曳到任务栏或桌面上，以创建一个快捷方式。接下来，创建一个用于存储项目的文件夹，并将其命名为python_work（在文件名 和文件夹名中，最好使用小写字母，并使用下划线来表示空格，因为这是Python采用的命名约定）。Save As，将当前的空Python文件保存到文件夹python_work，并将其回到Geany，选择菜单File 命名为hello_world.py。扩展名.py告诉Geany，文件包含的是Python程序；它还让Geany知道如何 运行该程序，并以有益的方式突出其中的代码。
保存文件后，在其中输入下面一行代码：
print("Hello Python world!")
如果能够在系统中执行命令python，就无需配置Geany，因此你可以跳过下一部分，直接进 入“运行Hello World程序”部分。如果启动Python解释器时必须指定路径，如C:\Python35\python， 请按下面的说明对Geany进行配置。
- 配置Geany
要配置Geany，请选择菜单Build >Set Build Commands；你将看到文字Compile和Execute，它旁边都有一个命令。默认情况下，编译命令和执行命令的开头都是python，但Geany不知道命令python存储在系统的什么地方，因此你需要在其中添加你在终端会话中使用的路径。
为此，在编译命令和执行命令中，加上命令python所在的驱动器和文件夹。其中编译命令应 类似于下面这样：
C:\Python35\python -m py_compile "%f"
在你的系统中，路径可能稍有不同，但请务必确保空格和大小写与这里显示的一致。 执行命令应类似于下面这样：
C:\Python35\python "%f"
同样，指定执行命令时，务必确保空格和大小写与这里显示的一致。图1-2显示了该如何在 Geany中配置这些命令。
正确地设置这些命令后，单击OK按钮。
运行Hello World程序
现在应该能够成功地运行程序了。请运行程序hello_world.py；为此，可选择菜单Build>Execute、单击Execute图标（两个齿轮）或按F5。将弹出一个终端窗口，其中包含如下输出：
Hello Python world!
------------------
(program exited with code: 0)
Press return to continue
如果没有看到这样的输出，请检查你输入的每个字符。你是不是将print的首字母大写了？ 是不是遗漏了引号或括号？编程语言对语法的要求非常严格，只要你没有严格遵守语法，就会出错。
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