第一章 你好Python——《人人都能学会的Python零基础教程》

本文接上篇。

1.1 初识Python

同学们，大家好。今天我们将正式开始学习Python编程语言。Python是一种编程语言，对于语言这一概念，我相信大家都已经比较熟悉了。语言是一种表达方式，用于交流和沟通。编程语言则是一种用于编写计算机程序的语言，它能够让我们与计算机进行交流。

什么是编程语言

编程语言就像是人与计算机的交流工具，就像人与人之间的语言一样，每种编程语言都有自己的语法和规则，就像每种语言都有自己的词汇和语法一样。通过编程语言，程序员可以向计算机传达指令和命令，让计算机完成特定的任务，就像我们通过语言和手势来向别人传达信息一样。而不同的编程语言就像不同的语言一样，有着不同的特点和应用场景，比如Java、Python、C++等，就像中文、英语、法语等不同的语言一样，每种编程语言都有自己的优缺点和适用范围。

对于计算机来讲，计算机只认识二进制的0和1，而不是人类的语言。

当程序员使用编程语言编写程序时，计算机需要将程序翻译成机器语言（二进制代码），才能被计算机执行。因此，编程语言是一种人与计算机交流的工具，它可以让程序员用自然语言编写代码，最终被翻译成计算机可以理解的机器语言，让计算机执行特定的任务。

因此，我们需要使用编程语言来与计算机进行交流。接下来：

Python编程语言现在就闪亮登场了。如果我们想要让计算机输出“你好帅！”，我们可以这样编写代码：

print(“你好帅！”)

1

但是你直接对它说，它也听不懂啊，你计算机是来找茬的吗？这听不懂那听不懂也太笨了吧！

其实我们离成功还差1步，因为它只认识0和1，我们只需要将代码翻译成二进制就可以了，所以在沟通中我们引入一个翻译程序，由这个程序负责将代码翻译成2进制，去告知计算机，那么计算机他就明白你的意思，就能够在屏幕上输出“你很帅”了。

所以可以看到，编程语言其实很简单，就是用来和计算机进行交流的一种语言，我们编写编程语言的代码是用于指挥计算机去工作，但是呢他无法直接和计算机沟通，所以需要翻译工具，那这个翻译工具呢，一般专业名词我们把它称之为解释器或翻译器。

也就是需要他们将代码翻译成2进制，从而实现了和计算机的顺畅交流，所以想让计算机听话很简单2步：

第一：写代码

第二：翻译代码到二进制

这个流程同学们应该比较清晰了吧。

1.2 Python安装

要开始学习Python，首先需要安装Python环境。

1.访问Python官网下载页面：https://www.python.org/downloads/

Python的最新版本已经更新到了3.11.3，本教程以3.10.4版本来进行学习，此版本发布于2022年的3月24日，还是比较新的。如果你以前安装过Python，也没有必要来更改，因为在最开始的学习阶段，基础功能差别并不大，只要确保自己安装的是python 3.x版本即可。

2.想下载指定版本，可以向下滑动一下，就可以看到各种版本

3.点击DownLoad后，来到详情页，滑到最下边，可以看到各类的安装包。

windows系统可以点击下方的框选内容进行下载即可，mac系统推荐选择第3项：macos 64-bit universal2 installer。

因为我的系统是windows系统，所以之后的演示都是在windows系统中进行。

对前缀的说明：

•以Windows x86-64开头的是 64 位的 Python 安装程序；•以Windows x86开头的是 32 位的 Python 安装程序。

对后缀的说明：

•embeddable zip file表示.zip格式的绿色免安装版本，可以直接嵌入（集成）到其它的应用程序中；•executable installer表示.exe格式的可执行程序，这是完整的离线安装包，一般选择这个即可；•web-based installer表示通过网络安装的，也就是说下载到的是一个空壳，安装过程中还需要联网下载真正的 Python 安装包。

这里我选择的是“Windows installer (64-bit)”，也即 64 位的完整的离线安装包。

4.下载完成后，双击程序，开始安装。

运行下载的安装程序，可以直接一键安装install Now，如果你想自定义安装位置，可以选择下方的Customize Installation，在安装过程中，请勾选Add Python to PATH选项，这样可以将Python添加到系统路径中，方便使用Python命令。

5.没有特殊要求的话，保持默认即可，也就是全部勾选。

6.点击“Next”继续，选择安装目录。

选择好你常用的安装目录，点击“Install”，等待几分钟就可以完成安装。

7.安装完成之后呢我们需要验证一下是否安装成功了。

我们要验证一下，按键盘上的win+r键，输入cmd，调出命令行。

然后可以在命令行中输入python命令，如果出现Python的版本信息，则说明安装成功。

出现了以上界面，就代表Python3.10.4的解析器已经安装成功了。如何从这个窗口中退出到DOS模式呢？

答：使用exit()方法

1.3 第一个Python程序

向世界说你好，应该是全世界，所有程序员入门编程语言时，都会选择的第一个程序。

让我们也延续这一份来自程序员之间的浪漫，学习如何使用Python，向世界说你好。

我们的Python代码非常简单，如下：

print(“Hello World”)

1

含义：向屏幕上输出（显示），Hello World

注意：输入的双引号和括号，请使用英文符号哦

打开CMD（命令提示符）程序，输入Python并回车

然后，在里面输入代码回车即可立即执行

第一个Python程序 - 常见问题

• 命令提示符内，出现 无法初始化设备 PRN

这是因为没有进入到python解释器环境内执行代码。

应该在命令提示符内：

1. 先输入python，当屏幕上出现: >>> 的标记的时候

2. 输入代码执行，才可以

• 执行出现：SyntaxError: invalid character ‘“’ (U+201C)

这是因为，代码中的符号是中文符号。

请检查代码中的：

• 双引号

• 小括号

这两个符号，应该是英文符号

1.4 Python 解释器

首先，一个基本原理是：计算机只认识二进制，即：0和1

计算机是不会认识Python代码的。但是Python有解释器程序，如下图：

安装Python环境，本质上，就是在电脑中，安装：

Python解释器程序

代码，随时可以写，但能不能运行，就要看电脑里面有没有解释器程序了。

Python解释器，是一个计算机程序，用来翻译Python代码，并提交给计算机执行。

所以，它的功能很简单，就2点：

1. 翻译代码

2. 提交给计算机运行

解释器存放在：<Python安装目录>/python.exe

我们在CMD（命令提示符）程序内，执行的python，就是上图的python.exe程序哦

不使用解释器，计算机不认识Python代码

使用Python解释器程序，就能执行Python代码了

我们可以将代码，写入一个以”.py”结尾的文件中，使用python命令去运行它。

如，在Windows系统的D盘，我们新建一个名为：test.py的文件，并通过记事本程序打开它，输入如下内容：

在“命令提示符”程序内，使用python命令，运行它，如图：

1.5 Python开发环境

1.Windows安装Pycharm

Python程序的开发有许多种方式，一般我们常见的有：

• Python解释器环境内，执行单行代码

• 使用Python解释器程序，执行Python代码文件

• 使用第三方IDE（集成开发工具），如PyCharm软件，开发Python程序

PyCharm集成开发工具（IDE），是当下全球Python开发者，使用最频繁的工具软件。

绝大多数的Python程序，都是在PyCharm工具内完成的开发。

本次课程全程基于PyCharm软件工具，来讲解Python。

首先，我们先下载并安装它：

- 打开网站：https://www.jetbrains.com/pycharm/download/#section=windows

步骤一

步骤二

步骤三

步骤四

步骤五

步骤六

找到安装好的Python，打开：

即可看到软件正常可用：

创建一个工程，我们来尝试写一写代码

指定工程路径以及选择Python解释器

配置Python解释器：

确认工程路径和解释器

工程创建完成：

创建一个Python代码文件，名称test.py

填写如下内容

在空白处右键，然后选择运行：

2.MacOS安装PyCharm

MacOS系统安装Pycharm和Windows平台类似，只要下下载页面选择。

3.下载完成后进行双击打开，拖动到mac的应用列表中，和安装mac版其它软件是一样的操作。

然后可以直接打开，后续设置方式和windows系统是一样的。

3.Pycharm 修改主题

默认是黑色主题，我们可以在PyCharm的右上角，点击“齿轮”

然后点击：”theme”，选择主题：

选择想要的主题即可：

打开设置：

添加鼠标快捷键：

按ctrl + 鼠标滚轮上

通过快捷键快速设置字体大小

4.Pycharm安装插件

打开插件功能：

如下图，依次点击file,Settings,Plugins,就可以选择我们所需要的插件了，如下图就是一个中文包插件。

还有一些其他的插件可以安装，比如：翻译软件，也是直接搜索，然后点击install即可。

5.Pycharm常用快捷键

• ctrl + alt + s : 打开软件设置

• ctrl + d ：复制当前行代码

• shift + alt + 上\下：将当前行代码上移或下移

• crtl + shift + f10 : 运行当前代码文件

• shift + f6 ：重命名文件

• ctrl + a : 全选

• ctrl + c\v\x : 复制、粘贴、剪切

• ctrl + f : 搜索

1.6 扩展阅读：Python解释器工作原理

对于这一部分，有些词语解释包含了后边的知识，可以先了解一下。

1.Python解释器的工作原理

Python运行机制如下图所示。Python解释器在执行一条程序语句之前，它会执行以下3个步骤：程序语句的词法分析、语法分析和编译。这3个步骤的目的是把源代码转换成字节码，而字节码是解释器可以理解和执行的代码形式。大多数解释型语言（包括Python）都会有编译这个步骤。Python被称为解释型语言的原因是相对于编译型语言来说，它在编译这个步骤的工作相对较少（解释器做的工作相对较多）。Python解释器中的执行器就是一个虚拟机，这个虚拟机利用几个栈来完成指令操作。

Python程序执行时，解释器逐行读取py源代码，并逐行解释运行。每执行一次，就重复一次这个过程，重复性解释工作耗费了大量时间。为了减少重复性解释工作，Python引入了.pyc文件。.pyc是将py的解释结果以字节码形式保存下来的文件。下次再运行这个文件就不用解释了，直接执行pyc文件即可，这大大提高了程序运行速度。

对于.pyc文件，必须注意以下几点：一是当前调用的主程序虽然在执行时进行了编译，但是并不会生成.pyc文件，只有以“import xxx”或“from xxx import xxx”等方式导人的程序模块才会保存为pyc文件；二是每次使用.pyc文件时，都会根据.pyc文件的创建时间与源模块进行对比，如果源模块有修改，则重新创建pyc文件，并覆盖先前的.pyc文件，如果没有修改，则直接使用.pyc文件；三是pyc文件统一保存在“Python37\Lib\site-packagesl’目录下，pyc文件在以上路径的“pycache_”子目录内。

2.Python解释器的类型

（1）CPython解释器

CPython是应用最广泛的官方Python解释器，这个解释器是用C语言开发的，所以称为CPython。安装好Python后，就获得了一个官方版本的解释器。CPython的兼容性好，但是运行效率低。我们运行Python就是启动了CPython解释器，Python程序的所有代码也都在CPython下执行，CPython用“>>>”作为运行提示符。

（2）PyPy解释器

PyPy（用Python实现Python）解释器采用JIT（即时编译）技术，对Python代码进行动态编译（注意不是解释），它可以使Python程序运行速度提高十倍左右。PyPy解释器对代码进行动态编译，这大大节省了系统资源，显著提高了代码运行速度。PyPy存在以下缺点：一是绝大部分Python代码都可以在PyPy下运行，但是PyPy和CPython还是有一些不同，这就会导致相同的Python代码在两种解释器下执行时，可能会有不同的结果；二是PyPy需要附带一些链接包，这容易造成兼容性问题。

（3）Jython解释器

Jython是Java平台的Python解释器，它把代码编译成Java字节码执行。

（4）IronPython解释器

IronPython是.Net平台的Python解释器，它把代码编译成.Net字节码执行。

（5）IPython解释器

IPython是基于CPython之上的一个交互式解释器。也就是说，IPython只是在交互方式上有所增强，但是执行Python代码的功能和CPython完全一样。这就像很多国产浏览器虽然外观不同，但是内核都是调用了IE。IPython用“In[序号]:”作为提示符。

（6）QPython

QPython是Android上的Python脚本引擎，它整合了Python解释器、控制台、编辑器和SL4A（安卓脚本层）。可以在Android设备上运行用Python开发的程序。

Python解释器虽然很多，但使用最广泛的还是CPython。如果要与Java或.Net平台交互，最好的办法不是用Jython或IronPython，而是通过网络调用来交互。

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