Python - 初识Python；Python解释器下载安装；Python IDE（一）

2024-11-14 10:08:58

一、初识Python

Python 是一种高级编程语言，Python是一种面向对象的解释型计算机程序设计语言，Python由荷兰国家数学与计算机科学研究中心的吉多·范罗苏姆（）Guido van Rossum吉多·范罗苏姆（）于1989 年底发明，并于 1991 年首次发布，作为一门叫做ABC语言的替代品。 Python提供了高效的高级数据结构，还能简单有效地面向对象编程。第一个公开发行版版发布于 1991 年。它常被昵称为胶水语言，能够把其他语言制作的各种模块（尤其是C/C++）很轻松地联结在一起。

1、Python语言特点

  1. 简单易学：语法简洁明了，接近自然语言，易于理解和学习。
  2. 跨平台：可以在多种操作系统上运行，如 Windows、Linux 和 macOS。
  3. 解释型语言：代码在运行时逐行解释执行，无需编译。
  4. 动态类型：变量在使用前不需要声明类型，类型在运行时确定。
  5. 面向对象：支持面向对象的编程范式，可以定义类和对象。
  6. 丰富的标准库：提供了大量的内置模块和函数，涵盖了文件操作、网络编程、数据库访问等多个领域。
  7. 第三方库丰富：通过 PyPI（Python Package Index）可以轻松安装和管理第三方库，满足各种开发需求。
  8. 社区活跃：拥有庞大的开发者社区，可以快速获得帮助和支持。
  9. 应用场景广泛：适用于 Web 开发、数据科学、机器学习、自动化脚本、网络爬虫等多个领域。

2、发展历程

（1）早期发展

1989年：Guido van Rossum 开始编写 Python 语言的解释器。
1991年：Python 0.9.0 版本发布，包含了一些基本的数据类型和函数。
1994年：Python 1.0 版本发布，引入了 lambda、map、filter 等函数式编程特性。

（2）成熟期

2000年：Python 2.0 版本发布，引入了垃圾回收机制和 Unicode 支持。
2008年：Python 3.0 版本发布，对语言进行了重大改进，但与 Python 2.x 不完全兼容，导致了一段时间内的版本分裂。

（3）近期发展

2014年：Python 3.4 版本发布，引入了 asyncio 模块，支持异步编程。
2017年：Python 3.6 版本发布，引入了 f-string 格式化字符串和类型注解。
2020年：Python 3.9 版本发布，进一步优化了性能和功能。
2021年：Python 3.10 版本发布，引入了模式匹配等新特性。

3、Python优缺点

（1）优点

简单易学：语法简洁明了，接近自然语言，易于理解和学习。

免费、开源： Python 开源，开发者可以*的下载，阅读，甚至是修改python源码

面向对象：支持面向对象的编程范式，可以定义类和对象。

跨平台：可以在多种操作系统上运行，如 Windows、Linux 和 macOS。

解释型语言：代码在运行时逐行解释执行，无需编译，便于调试。

动态类型：变量在使用前不需要声明类型，类型在运行时确定，灵活性高。

丰富的标准库：提供了大量的内置模块和函数，涵盖了文件操作、网络编程、数据库访问等多个领域。

第三方库丰富：通过 PyPI（Python Package Index）可以轻松安装和管理第三方库，满足各种开发需求。

社区活跃：拥有庞大的开发者社区，可以快速获得帮助和支持。

应用场景广泛：适用于 Web 开发、数据科学、机器学习、自动化脚本、网络爬虫等多个领域。

（2）缺点

运行速度较慢：作为解释型语言，Python 的运行速度通常比编译型语言（如 C++ 和 Java）慢

移动应用开发不足：Python 在移动应用开发领域的支持相对较弱。

多线程限制：由于全局解释器锁（GIL）的存在，Python 在多线程并发处理方面表现不佳。

内存消耗较大：Python 对内存的管理不够高效，可能会导致较大的内存占用。

版本兼容性问题：Python 2.x 和 3.x 之间的不兼容性曾给开发者带来一定的困扰

4、应用领域

适用于 Web 开发、数据科学、机器学习、自动化脚本、网络爬虫等多个领域

二、Python下载安装

Python官网：https://www.python.org/

1、下载

注：Python3.0版本不支持Windows7及更早的系统！

（1）下载API文档

（2）点击“Download these documents”

（3）选择语言以及版本号，以及下载格式PDF还是纯文本以及HTML格式

2、安装

注：默认安装路径在C盘：C:\Users\xx\AppData\Local\Programs\Python\Python313

3、运行

验证python安装是否成功的时候，我们也可以直接在运行中输入“python”进入交互式环境

在python交互式环境下是以“>>>”开头的提示符，在提示符后面输入代码，回车执行

4、退出

输入"exit()"或者"quit()"再回车退出

5、编写运行.py文件

创建一个以 .py 结尾的文件，在文件中写入 print("hello world") 执行 python3 hello.py 可以看到hello world 输出。

打开文本编辑器

（1）Python自带的简易IDE

（2）Notepad++

（3）Sublime Text

输入以下代码： print("hello world") 保存好文件之后，在当前文件所在目录打开cmd窗口，使用命令python hello.py 执行 py 文件

python hello.py

三、Python IDE（主要讲PyCharm）

IDE 是开发者创建程序时使用的软件包。它通过简单的用户界面集成多个高度关联的组件，从而最大化程序员的生产效率。本质上，IDE 是一种改进代码创建、测试和 debug 流程的工具，它使这些工作更加简单。

写 Python 代码最好的方式莫过于使用集成开发环境（IDE）了。它们不仅能使你的工作更加简单、更具逻辑性，还能够提升编程体验和效率。

每个人都知道这一点。而问题在于，如何从众多选项中选择最好的 Python 开发环境。初级开发者往往面临这个问题。

（一）Python IDE对比

如下概述最受程序员欢迎的 Python IDE

Python IDE参考：超全面! 15 种 Python IDE 工具使用对比

1、PyCharm

下载地址：https://www.jetbrains.com/pycharm/download/

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PyCharm 由著名软件开发公司 JetBrains 开发。在涉及人工智能和机器学习时，它被认为是最好的 Python IDE。最重要的是，Pycharm 合并了多个库（如 Matplotlib 和 NumPy），帮助开发者探索更多可用选项。

兼容性：Windows、MacOS、Linux

主要插件和功能：

  • 内置开发者工具

  • 远程开发能力

  • 实时编辑模式

  • IPython Notebook

优点：

  • PyCharm 支持 web 开发框架，如 Pyramid、Flask 和 Django。

  • 提供智能代码功能，可以执行更精确、快速的 bug 修复。

  • 在 Docker 和 Vagrant 连接和 ssh 终端的帮助下，允许在远程主机上进行程序开发。

缺点：

  • 界面庞杂

  • 其优点的成本高昂

2、Visual Studio Code

下载地址：https://code.visualstudio.com/Download

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Visual Studio Code 有时会与 Visual Studio IDE 混淆，后者并非 Python 使用者常用的工具。VS Code 是完整的代码编辑器，具备很多优秀功能，许多程序员称其为最好的 IDE 编辑器。

兼容性：Windows、Linux、Mac OS

主要插件和功能：

  • 内置 git

  • 自定义工具扩展插件

  • 断点调试

  • 交互式控制台

优点：

  • 其 Electron 框架允许开发者在几乎所有平台上使用 VS Code。

  • 在编辑器中直接 debug。

  • 支持多个键盘快捷键，以加速编程。

缺点：

  • debug 功能有限。

  • 没有内置模板。

3、Sublime Text

下载地址：https://www.sublimetext.com/

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Sublime Text 被认为是最好的 Python 编辑器，因为它简单、通用、方便。它使用广泛，可用于不同的平台。

兼容性：Windows、Linux、Mac OS

主要插件和功能：

  • 简易导航，实现高性能

  • 支持不同包，以自定义编辑器

  • 只需一个关键词，即可复制常见代码段

  • 即时项目切换和分割编辑

优点：

  • 可处理多种标记语言。

  • 允许用户选择想要进行的项目。

  • 具备能够提供类和函数宽索引的重要工具。

  • 提供强大的 API 和组织化的生态系统，以实现高性能。

缺点：

  • 对于新手来说，过于高级。

  • 其 git 插件不是特别强大。

4、VI/Vim

下载地址：https://www.vim.org/

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Vim 位列最好的 Python IDE 工具前 5 名。它是一个 modal editor，可以从「文件编辑」中分割文件。相比最初的 Vi，Vim 有了巨大进步，功能更加强大。

兼容性：Windows、Linux、Mac OS、IOS、Android、UNIX、AmigaOS、MorphOS

主要插件和功能：

  • 其脚本允许用 Python 执行几乎所有编程任务。

  • Ctags，帮助实现更好的标记导航。

  • 内置基础词汇补全。

优点：

  • 具备键盘界面，可以提升效率。

  • 支持多个插件（如版本控制工具、文件管理工具）。

  • 通过 .vimrc 文件实现不同扩展功能（如突出显示搜索结果）。

缺点：

  • 界面笨拙，一些开发者认为其不方便使用。

  • 其 modal editor 需要用户花费一定时间学习。

5、GNU Emacs

下载地址：https://www.gnu.org/software/emacs/emacs.html

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GNU Emacs 也是最好 Python 编辑器的有力竞争者。它常被描述为可扩展、自文档化、实时显示。尽管它在业界并非最新，但它经常升级来满足开发者的需求。

兼容性：Windows、Linux、Mac OS、IOS、Android、UNIX、AmigaOS、MorphOS

主要插件和功能：

  • 使用 Lisp 编程语言

  • 语法着色

  • 支持 Unicode

优点：

  • Lisp 作为第二语言，可以帮助程序员更好地编程。

  • Emacs 可与多个不同平台兼容。

  • 提供大量自定义脚本供开发者使用。

缺点：

  • 用户可能需要多花一点时间，来学习该编辑器的复杂自定义过程。

  • 使用上比其他一些 IDE 要复杂一些。

6、IDLE

下载地址：https://docs.python.org/3/library/idle.html

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IDLE 代码编辑器深受学生欢迎，它是 Python 自带编辑器。该编辑器使用简单、通用，且支持不同设备。在使用更复杂工具之前，开发者可以通过 IDLE 学习基础知识。

兼容性：Windows、Linux、Mac OS

主要插件和功能：

  • tkinter GUI 工具包

  • 多窗口界面

  • 具备对话框、浏览器等配置

优点：

  • 允许用户突出显示错误、自动编码，并进行准确识别。

  • 具备轻量级 Python shell。

  • 其内置修正功能可以提升性能。

  • 允许用户在编辑器中搜索和替换文件。

缺点：

  • 不支持复制到库。

  • 脚本不能超过 100 行代码。

对于机器学习、人工智能和大数据，最好的 Python 兼容 IDE

Python 是机器学习、人工智能、大数据等领域中的首选语言之一。这部分将介绍适合这些领域 Python 开发的 IDE。

7、Atom

下载地址：https://atom.io/

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Atom 是一个开源编辑器，可与几乎所有编程语言兼容，如 PHP、Java。它定期更新、可信赖，且具备通用性。Github 为 Atom 开发了强大的功能，以提供良好的编程体验，包括多个插件，如 SQL queries 包、Markdown Preview Plus 包，以及编辑、可视化和渲染 LaTeX 公式的包。

8、Spyder

下载地址：https://www.spyder-ide.org/

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Spyder 是为数据科学而开发的。它是开源工具，能够与大量平台兼容，因而成为 IDE 新手用户的更好选择。为实现完美开发，它合并了多个关键库，如 NumPy、Matplotlib 和 SciPy。

9、JuPyter/IPython Notebook

下载地址：https://jupyter.org/

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Jupyter 是基于 web 的编辑器，它允许开发者构建和运行脚本或 notebook。它相对简单，对用户也更加友好。Jupyter 还使用 Seaborn 和 Matplotlib 执行数据可视化。

结论

本文概述了大量优秀的 Python IDE 和其他工具。决定使用哪一种工具取决于工具的便利性和对工具的熟练程度。当然，也有大家都喜欢的工具（如 PyCharm），但是你可以多尝试几种工具，看看哪种最适合你。

一些 IDE 适合新手，另一些则更加专业，每一个 IDE 都具备独特的功能和设计。本文仅提供一些选项，读者可以从中选择适合自己的 Python IDE。 

（二）PyCharm（主要使用其开发Python）

 下载地址：https://www.jetbrains.com/pycharm/download/

 1、下载安装

注：安装时勾选添加环境变量“将 bin 文件夹添加到PATH”

面板介绍

  1. ‌主菜单栏（Main Menu）‌：包含文件、编辑、查看、导航、代码、重构、运行、工具、版本控制、窗口和帮助等菜单项。这些菜单项涵盖了项目管理、代码编辑、调试和版本控制等主要功能‌
  2. ‌工具栏（Toolbar）‌：提供了一些常用功能的快捷按钮，方便快速执行操作。工具栏默认是隐藏的，可以通过“查看”菜单中的“工具栏”选项来显示‌
  3. ‌项目视图（Project View）‌：展示当前项目的文件和文件夹结构，方便进行文件管理和导航‌
  4. ‌代码编辑区（Editor）‌：用于编写和编辑代码的主要区域，具有语法高亮等功能‌
  5. ‌控制台（Console）‌：运行代码时显示输出结果和错误信息等‌
  6. ‌状态栏（Status Bar）‌：显示一些项目相关的状态信息，如代码提示状态等‌

2、创建项目

3、编写代码

选择.view文件夹---->New---->Python---->输入Python文件的名称“hello”

4、调试运行

在代码区域右击，选择“Run ‘xx’”或者‘Debug ‘xx’’都可，看控制台输出

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