说明:本文面向信息技术新教材环境下的中学生或者编程小白。Python作为新教材落实计算思维的主要载体,有其独特的魅力。千里之行始于足下,搭建Python运行环境是跨出进入新世界大门的第一步。
搭建Python编程环境通常可以分为2个步骤:
1、安装Python解释器;2、安装Python编辑器 / IDE。
Python解释器的安装
常见安装Python解释器的方式有2种:1、官方解释器;2、Anaconda。
什么是Anaconda
Anaconda指的是一个开源的Python发行版本,其包含了 Conda、Python以及一大堆安装好的工具包,比如:numpy、pandas等。因为包含了大量的科学包,Anaconda 的下载文件比较大 。Anaconda将Python和许多与科学计算相关的库捆绑在一起,形成了一个方便的科学计算环境,安装了Anaconda就相当于安装了Python外加这些模块和库。
初学者入门Python阶段安装Anaconda的好处是:一步到位。安装了Anaconda意味着Python编程环境全部搞定。Anaconda包含:Python解释器、常见的第三方包、包管理和环境管理工具Conda、编辑器Spyder。缺点则是包含的第三方库太多,很多可能以后根本用不到,另外Spyder不见得顺手。
安装Anaconda
下载地址:
Anaconda官网:/
清华大学开源软件镜像站:https://mirror.tuna./help/anaconda/
Python大全:/
Anaconda官网国内打开速度较慢,页面是英文的。推荐使用清华大学开源软件镜像站。另外,“Python大全”这个网站罗列了跟Python相关的一些软件及教程。在“Python大全”同样可以指向清华大学开源软件镜像站来下载Anaconda。
安装官方解释器
Python官网:/
Python大全:/
Python安装版本分Macos、Linux和Windows操作系统,下载安装时选择对应的版本即可,具体过程不一一叙述。
Windows系统还要注意根据系统类型(32位、64位)进行选择。Windows系统在安装时建议重新选择安装位置,同时注意勾上“Add Python 3.8 to PATH”
。“Add Python 3.8 to PATH
”这一步是将Python解释器的位置注册到系统的 path 环境变量。
环境变量的问题
Python安装成功后可在命令行工具中输入“python”进入命令行交互环境。
如果出现下图错误提示
如果排除安装不成功,则是系统环境变量设置的问题。
那么环境变量是什么?起什么作用?
环境变量(environment variables)一般是指在操作系统中用来指定操作系统运行环境的一些参数,如:临时文件夹位置和系统文件夹位置等。环境变量是在操作系统中一个具有特定名字的对象,它包含了一个或者多个应用程序所将使用到的信息。例如Windows中的path环境变量,当要求系统运行一个程序而没有告诉它程序所在的完整路径时,系统除了在当前目录下面寻找此程序外,还会到path中指定的路径去找。用户通过设置环境变量,来更好的运行进程。
Python安装成功出现这样的错误就是系统不能正确找到Python解释器。为了系统能找到Python解释器,我们需要把Python的安装目录告诉操作系统。
操作如下:
1、桌面上右键“此电脑”或者“计算机”
2、选择“高级系统设置”
3、选择“环境变量”
4、选择“变量-Path”双击
5、新建并输入Python程序所在的文件夹
pip换源
pip 是 Python 包管理工具,该工具提供了对Python第三方包的查找、下载、安装、卸载的功能。
使用方式:
在命令行中输入 pip install 包名
这里要注意:pip不能在python的命令交互式环境下使用
pip的官方源:ttps:///simple ,这个网站的服务器在国外,安装时下载比较慢,可以更换为国内镜像源。
pip国内的一些镜像
阿里云 /pypi/simple/
中国科技大学 https://pypi.mirrors./simple/
豆瓣(douban) /simple/
清华大学 https://pypi.tuna./simple/
中国科学技术大学 http://pypi.mirrors./simple/
修改源方法:
临时使用:可以在使用pip的时候在后面加上-i参数,指定pip源
例:pip install scrapy -i https://pypi.tuna./simple
永久修改:
linux:修改 ~/.pip/pip.conf (没有就创建一个), 内容如下:
[global]index-url = https://pypi.tuna./simple
windows:
直接在user目录中创建一个pip目录,如:C:\Users\xx\pip,在pip 目录下新建文件pip.ini,内容如下
或者按照网友的建议:win+R 打开用户目录%HOMEPATH%,在此目录下创建 pip 文件夹,在 pip 目录下创建 pip.ini 文件, 内容如下
[global]index-url = https://pypi.tuna./simple/[install]trusted-host=pypi.tuna.
Python编辑器 / IDE的选择
这里要说明:程序的编写其实就是按规定的语法编写文本代码。因此,纯文本编辑器(如记事本)也可以用来编写Python程序。但是单单代码的编辑仅仅是编程的一部分,通常我们还需要分析、执行、调试等过程。因此,为了更高效的实现程序编写,针对某种计算机语言开发的特定的编辑器一般包括代码编辑器、编译器、调试器和图形用户界面等工具,具备这一特性的软件或者软件套(组)都可以叫集成开发环境(IDE,Integrated Development Environment )。
因此,选择一个合适的Python集成开发环境(IDE)能够有效提升编程体验和效率。
下面列举一些常用或者适合中学生的Python IDE。
IDLE
这是 Python 安装成功后自带编辑器。该编辑器使用简单、通用。在使用更复杂工具之前,开发者可以通过 IDLE 学习基础知识。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:非常简陋。不支持复制到库。脚本不能超过 100 行代码。
Jupyter Notebook
Jupyter Notebook是基于网页的用于交互计算的笔记本。其可被应用于全过程计算:开发、文档编写、运行代码和展示结果。简而言之,Jupyter Notebook是以网页的形式打开,可以在网页页面中直接编写代码和运行代码,代码的运行结果也会直接在代码块下显示。它是一种模块化的Python编辑器,即在Jupyter中,你可以把大段的Python代码碎片化处理,分开每一段来运行。在软件开发中,Jupyter可能显得并没有那么好用,这个模块化的功能反而会破坏掉程序的整体性;但是当你在做数据处理、分析、建模、观察结果等的时候,Jupyter模块化的功能不仅会为你提供更好地视觉体验,更能大大缩小运行代码及调试代码的时间,同时还会让你整个处理和建模的过程变得异常清晰。
Jupyter Notebook可以使用pip安装。
pip install jupyter notebook
启动使用:
安装成功后在命令行工具中启动,将在本机“8888”端口下开启HTTP服务,以网页的形式提供编程环境。
Jupyter Notebook默认保存的文件位于“我的文档”。
Spyder
Spyder是安装了Anaconda后自带的编辑器。如果选择了Anaconda,这是简便的选择。
VS Code
VS Code被许多程序员称其为最好的 IDE 编辑器。它的特点:1、开源、免费;2、强大的插件扩展;3、几乎支持所有主流计算机语言;4、轻量。
VS Code可在官网下载:/
建议搭配插件:
Chinese (Simplified) Language Pack for VS Code:中文语言包
Python extension for Visual Studio Code:Python环境支持
Pylance:高性能代码提示
Python Preview:实时可视化代码结果
Pycharm
Pycharm是为专业开发者提供的Python IDE,也是用Python做大型项目的首选。Pycharm分专业版和社区版,其中专业版收费,社区版则相对专业版少了很多功能。Pycharm功能大而全,但是不适合初学者。
Thonny
Thonny是面向初学者,专为教学开发的 Python IDE,由爱沙尼亚的 Tartu 大学开发。其安装后内置Python解释器,而且可以将软件界面设置为中文。
Thonny官网下载安装:/
mPython
mPython是深圳盛思开发的面向新教材,可用于对开源硬件(掌控板)编写程序的软件。特点:1、 集成Python3.6.6的python环境 ;2、 集成jupyterlab,并进行了汉化;3、 支持Python库一键安装并自动指向国内清华镜像 。
下载安装:/software
Hello World的几种方式
Hello World 中文意思是『你好,世界』。因为 The C Programming Language 中使用它做为第一个演示程序,非常著名。这个测试程序在一定程度上具有特殊的象征意义。我们可以理解为这是计算机向人类世界发出的问候。在过去的几十年间,这个程序已经渐渐地演化成为了一个久负盛名的传统。
命令行交互式运行
命令行输入python,进入python解释器的命令行模式。
print("Hello World!")
另外, IPython 也是一种很好用的 python 的交互式 shell , 比默认的python shell 好用得多,支持变量自动补全,自动缩进 等。在这里也可以通过命令行交互式运行。
很多IDE也有这样的交互式 shell 。
以文件运行
更多的时候,我们希望能以文件形式保存我们写的代码,并也能对他运行。
要以文件的方式运行,我们要把“print("Hello World!")”写入py文件,然后让Python解释器解释执行这个文件。
上面所介绍的编辑器(除了Jupyter Notebook)都可以完成这项工作。
我们也可以这样做:
在某一文件夹中新建txt文件,输入“print("Hello World!")”并保存
将这个txt文件重命名为"hello.py"
命令行工具切换目录至本文件夹,输入:python hello.py
结语
对初学者来说,搭建Python运行环境,最简单的方式是安装Thonny或者mPython,因为这两者都集成了解释器,不用再另外安装。
个人最推荐的是官方解释器+VS Code,可扩展性更高。当然,更重要的是显得更专业。另外,Jupyter Notebook一定要试试。