上QQ阅读APP看书，第一时间看更新

基础篇

项目一 Python入门

项目要点

项目场景

小明的学校这个学期来了8位留学生。学校为留学生们单独开设汉语言课，强化汉语学习，以解决专业学习中的交流障碍。小明偶尔也会和他们用英语进行简单的交流。当我们想要主动与使用不同语言的人沟通的时候，需要使用双方都能听懂的语言。假设，现在你想让计算机帮你做一些事情，那你该如何与它进行沟通？

答案很简单，你需要用计算机能“听懂”的语言才能与它沟通。

问题来了，计算机能听懂什么语言？计算机能听懂的语言其实有许多，例如C、C++、Java、Python等。这些被我们称为程序设计语言。在这里我们介绍其中一种语言——Python。

Python是由荷兰人吉多·范罗苏姆（Guido van Rossum）在1989年设计的一种计算机程序设计语言。它是一种动态的、面向对象的语言。经过多年的发展，Python已经成为最受欢迎的程序设计语言。由于Python具有简洁性、易读性和可扩展性，国内外用Python进行科学计算的研究机构日益增多。当然不仅仅是科学计算，Python还能完成许多领域的工作，举例如下。

（1）Web开发；

（2）大数据应用；

（3）人工智能应用；

（4）桌面界面开发；

（5）软件开发；

（6）后端开发；

（7）网络爬虫应用。

本项目将带领你了解如何使用Python，了解Python编程，以及教你如何编写代码。

任务1.1 搭建Python开发环境

微课视频

在正式学习Python之前，需要搭建Python的开发环境。Python是跨平台的开发工具，可以在多种操作系统（如Windows、macOS、Linux等）上进行编程，Python程序也可以在不同的操作系统上运行。

本任务以Windows 10操作系统为例，介绍搭建Python开发环境的过程，具体步骤如下。

（1）下载Python安装包；

（2）安装Python；

（3）验证Python是否安装成功。

1.1.1 下载Python安装包

在Python的官方网站上，可以很方便地下载Python的安装包，具体步骤如下。

（1）打开浏览器，访问Python官网，如图1-1所示。

图1-1 Python官网

（2） Python官网提供的版本有很多，本书使用的是3.8.1版。在网页上将鼠标指针移动到“Downloads”选项上，会弹出图1-2所示的界面，可单击“Python 3.8.1”按钮进行下载。

图1-2 下载Python安装包

（3）下载完成后，浏览器可能会自动提示“此类型文件可能会损害您的计算机，您仍然要保留吗？”，遇到这种情况单击“保留”按钮即可，最后将得到一个名称为“python-3.8.1.exe”的文件。

1.1.2 安装Python

在Windows 10操作系统上安装Python的步骤如下。

（1）运行下载好的“python-3.8.1.exe”文件，勾选“Add Python 3.8 to PATH”（将Python添加到环境变量），然后单击“Customize installation”（自定义安装），如图1-3所示。

图1-3 勾选环境变量并选择自定义安装

（2）选择自定义安装之后即可看到许多选项，将所有选项勾选，然后单击“Next”按钮进入下一步，如图1-4所示。

图1-4 配置Python安装选项

（3）单击“Next”按钮之后可以看到另一些选项，这里还可以设置Python的安装路径，设置完成之后单击“Install”按钮即可开始安装，如图1-5所示。

图1-5 设置安装路径并开始安装

（4）安装完成之后将打开图1-6所示的窗口，单击“Close”按钮即可完成安装。

图1-6 安装完成

1.1.3 验证Python是否安装成功

Python安装完成之后，需要验证其是否安装成功。按“Windows+R”键，打开运行对话框，输入“cmd”，按“Enter”键，即可进入“命令提示符”窗口。

打开“命令提示符”窗口后输入“python”，然后按“Enter”键。如果出现图1-7中的信息，则证明 Python已经安装成功，否则，需要尝试重新设置Python的环境变量，或者检查下载的Python版本与操作系统是否兼容，然后尝试重新安装。

图1-7 验证Python是否安装成功

任务1.2 在IDLE中打开Python

启动Python有两种方式，第一种方式已经介绍过，就是在“命令提示符”窗口中启动，第二种方式是在IDLE中启动Python。要使用IDLE，需要先启动它，那么如何启动IDLE呢？

安装完Python后，在“开始”菜单里可以找到IDLE的图标，如图1-8所示，单击图标即可启动IDLE。

图1-8 启动IDLE

启动IDLE后出现的界面如图1-9所示。

图1-9 启动IDLE后出现的界面

可能你会有疑问，IDLE是什么呢？

IDLE是一个Python Shell（Shell的意思是“外壳”）。简单来说，你可以把IDLE理解为：通过输入文本与程序进行沟通的途径（一般也叫作命令行界面）。可利用Python Shell与Python进行沟通。

注意

命令行界面，是一个用户只能通过键盘输入命令，而不能使用鼠标输入命令的界面。在命令行界面中用户输入一条命令并按“Enter”键，计算机就会马上执行。Python Shell和Windows 10的“命令提示符”窗口都属于命令行界面。

任务1.3 编写你的第一行代码

编程领域有一个传统，在刚开始学习一门语言的时候，要让计算机显示“Hello World！”，我们也会沿袭这个传统。

“Hello World！”可以理解为：欢迎来到编程世界！

下面让我们一起编写第一行代码。

在提示符“>>>”后面输入：print("Hello World!")（要使用英文圆括号和英文双引号）。

然后按“Enter”键（在命令行界面中，每输入一次命令都需要按“Enter”键）。

按“Enter”键之后，会得到图1-10所示的输出效果。

图1-10 输出效果

恭喜你！你已经在编程了！

你可能会有疑问，在IDLE中为什么会有一些文本的颜色与其他的文本不同？

这是因为IDLE想帮我们更好地理解输入的代码，以便区分代码的不同部分，例如print("Hello World!")，其中print( )属于命令，而"Hello World!"属于具体的内容。

了解了这些，你可以尝试将print改为pront，是不是pront不变色了，并且这个时候按“Enter”键并不会输出“Hello World!”，而是会出现图1-11所示的结果，提示代码运行出错。

图1-11 代码运行出错

其中红色的部分叫作错误提示，表示计算机“不懂”你输入的是什么。

在上面的例子中，print被错误地拼写成pront，导致程序报错，这个时候只需要重新输入“print("Hello World！")”，再按“Enter”键，程序就能正常输出结果。

你可能会思考，为什么print可以，而pront就不行呢？这是因为print是Python中的关键字，而pront不是。

注意

关键字（Keyword）是Python中事先定义好的、具有特殊意义的单词，有时又叫保留字，例如本例中的print就是被定义的、具有输出功能的关键字，而pront则不是。

任务1.4 了解Python的两个特点

现在你已经能编写一行简单的Python代码，但是要想让Python发挥更大的作用，你还需要了解Python的两个特点——“计算”与“重复做某事”。

（1）计算

假设现在需要你使用Python来计算35加97的结果，请问你该如何编写Python代码呢？

你可能会尝试编写图1-12所示的代码。

图1-12 编写代码

没错，在Python中使用“+”号就可以进行加法运算了，计算机很擅长计算。

那么，除了加法，是不是也可以进行乘法运算呢？

接下来请你计算5469乘以123456的结果，你可能会编写这样的代码：

但是当输入这段代码并且按“Enter”键，你会发现程序报错，如图1-13所示。

图1-13 乘法的错误实现

在Python中进行乘法运算不能像数学中那样使用“×”运算符，而要使用“*”。

如果你要在Python中进行乘法运算就必须要习惯使用“*”运算符，如图1-14所示。

图1-14 乘法运算

（2）重复做某事

除了进行计算，Python擅长的另一项工作是——“重复做某事”，例如让Python重复输出30次“人生苦短，我用Python”。“人生苦短，我用Python”是要重复输出的内容，30是重复的次数。在Python中，可以在print语句的括号中用输出内容乘以重复次数，运行print语句后得到重复输出的结果，如图1-15所示。