1、Python简介

Python是一种解释型语言，不需要编译，它的作用就像人与机器间的对话翻译器。
所以，相比那些需要编译的语言（如C和C++），Python用起来更轻便。
你随时可以用一个文本编辑器打开代码修改，保存后就可以运行了。
C语言的”Hello World”

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Python的两种运行方式和写法

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Python代码有两种运行方式：

1. 交互式：你打一句，它回一句。可以是在命令行，也可以是在NoteBook中。
2. 脚本式：写好一个文本文件（.py结尾），在命令行中用python解释器执行。

在学习过程中，可以开启NoteBook模式，这样可以更方便观察学习。
Jupyter NoteBook的安装使用在下面VSCode部分讲。

写好的Python脚本，可以在任何有Python的电脑上运行。
比如，你用脚本帮谁谁解决了一个问题，把脚本发给他运行即可。
但是要注意一些绝对路径，因为你电脑上的文件夹和他的不一样。

2、Python安装

在安装Python之前，我们得选一个版本。
Python最主流的发型版是CPython，可以直接从官网下载。

你可能听说过Anaconda，它是专门为数据科学量身定制的Python发行版。在学习之初，我更建议你用官方版本，因为语言学习并不需要那么多额外功能，够用就好。

官方版本一般会以“Python X.Y.Z”命名，X.Y.Z是版本号，

• X：代表主版本，目前只有2和3，2已停止维护；
• Y：代表大版本，比如较大更新，增加了新语法和特性；
• Z：代表维护更新，如大版本的一些Bug补丁。

选择版本的技巧：别太古老（功能少），不用最新（有Bug）。
推荐采用“Python 3.7”，目前小版本是3.7.8，下载安装包。

补充说明：

• Windows安装过程中，记得勾选“Add Python 3.7.8 to PATH”，这样就不用单独配置“环境变量”了。
• MacOS按官方pkg文件的安装引导即可。也可以通过HomeBrew安装，这是一个通过命令行安装软件的工具。

安装完成后，打开终端，

• Windows指CMD命令行，可以在开始中搜“CMD”获得
• MacOS指Terminal，可以搜索“terminal”获得，更推荐安装iTerm2这款命令行软件。

打开命令行后，输入指令“python”：

• 如果Windows上提示找不到python命令，则说明python还没被配置到环境变量中。
• 如果看到“>>>”这个提示符，说明安装成功，已进入交互式环境中。

可以输入第一行代码，测试下是否运行正常。

print('hello world')

3、pip安装第三方模块

Python除了入门方便，代码可读性高，还有一个比较大的优势，就是它有海量的第三方模块库。一般高级语言都有第三方模块库，这样可以大大提高代码的可维护性，同时可以被更多复用。

任何一门被广泛传播的语言，少不了一个繁荣的应用生态。 —— 程一初

比如，张三写了个模块，李四可以直接引入后使用，很方便。当李四的应用超出了张三所写模块的能力范围，他可以选择为该模块添砖加瓦，促进更多人参与协同。

Python发展了几十年，全世界优秀的程序员都在用它开发各种模块。比如，

• 读取Office等各类文件格式的模块
• 连接各种常见数据库的模块
• 科学计算和数据分析的模块
• 简单爬虫和分布式爬虫的模块
• Web网络应用开发框架的模块
• 人工智能和机器学习的模块
• ……

Python三方模块之丰富，几乎涵盖了你能想到的一切应用场景。
这里我们先不讲怎样自定义模块，先讲如何安装使用第三方模块。

Python安装第三方模块也很简单，只要通过一个命令即可：

pip install requests # 安装单个模块
pip install requests Pillow # 安装多个模块用空格分离

如果提示类似下面的内容，即需要更新pip本身，按提示执行命令即可。

WARNING: You are using pip version 19.2.3, however version 20.1.1 is available. You should consider upgrading via the ‘pip install —upgrade pip’ command.

pip install --upgrade pip

模块使用起来也很方面，我们只需要在代码中用import引入，比如：

import requests # 引入模块
r = requests.get('http://www.baidu.com') # 调用模块功能
print(r.status_code) # 输出结果

我们也可以把安装过的三方模块，以及具体版本信息导出，比如共享给其他人。
也只需要一个命令：

pip freeze > requirements.txt # 导出三方模块及版本信息
pip install -r requirements.txt # 从别人导出的模块信息中一键安装

模块之间也会有互相引用，这就是所谓的“依赖关系”。

我要用模块A，模块A会用到模块B和C，模块B和C会用到……

pip的工作原理很简单，它会帮你解决这个“依赖关系”，把所有需要安装的模块从网络下载并安装。
但因为pip所下载的模块放在国外的服务器上，所以有时候会比较慢。
所幸国内不少组织都建立了“镜像源”，也就是把模块都同步拷贝到了国内数据中心。比如清华、豆瓣、阿里、中科大等。

• 清华：https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple
• 豆瓣：http://pypi.douban.com/simple
• 阿里：http://mirrors.aliyun.com/pypi/simple/
• 中科大：https://pypi.mirrors.ustc.edu.cn/simple/

如果是单次使用，可以通过添加参数指定：

pip -i http://pypi.douban.com/simple requests

建议把镜像源改为全局配置，从pip的第10版本开始可以直接通过命令修改：

pip config set global.index-url http://pypi.douban.com/simple

接下来你安装三方软件包，就会快得飞起。

4、VSCode安装和配置

VSCode是目前最流行的IDE，除了可以开发Python应用程序，前端开发也适用，还可以用Markdown写作等其他场景。

事实上，根据 Stackoverflow（著名全球开发者论坛）2019 年调查结果，它是目前最流行的 IDE。

2019 年 10 月，微软发布了全新 VS Code Python 插件，开始原生支持 Jupyter Notebook，就是上面我说的Python交互式环境网页版。很多教程会挑选PyCharm，但我认为，不管是现在还是未来，VSCode会成为主流。

4.1 VSCode下载安装

VSCode的安装并不复杂，根据 官网下载 并安装即可。

安装完VSCode，我们还需要安装Python插件。

4.2 安装Python插件

使用快捷键 Ctrl+Shift+P （Mac下Ctrl改为Command键，下同）调出 Command Palette，然后输入 Extensions: Install Extensions （也可以直接输入Install，会给出提示列表），进入扩展安装界面。

输入python查找，第一个就是，开发者为Microsoft。

请记下 Ctrl+Shift+P 这个快捷键，因为你会发现，Chrome浏览器的开发者面板（按 F12 调出）里，也可以用同样的快捷键，调用命令。

比如在Chrome开发面板中，按下快捷键，再输入Capture full size screenshot的前几个字母，就能一个命令保存整个网页截图。

其实，Chrome的开发面板与VSCode都用了同样的底层架构：Electron（基于NodeJS和Chromium），在其官网上还可以找到大量基于它的应用。这也就意味着：只要你熟悉了VSCode的操作，也就同时掌握了大批其他软件的基本操作。

比如，未来有可能你都不用装VSCode，直接在线使用即可，比如Github推出的Codespaces，就是一个在线VSCode。

4.3 切换Python版本

新建或打开Python文件后，可以点击下方状态条里的版本，就可以切换系统内的Python版本。

一般这时候你只有一个版本，但如果使用pyenv或conda安装了多个版本，就可以切换。

4.4 代码运行

目前VSCode Python插件已在文件右上方提供绿色执行按钮，点击即可执行。

4.5代码调试

通过按F5键后选择“Python File”开始调试。

调试中，我们可以一步步执行，观察左边的变量数值变化。

5、Juypter Notebook使用

5.1 创建和打开Notebook

当安装好 Python 插件最新版后，使用快捷键 Ctrl+Shift+P 调出 Command Palette，然后输入 Python: Create New Blank Jupyter Notebook ，就能创建一个新的 Jupyter Notebook。

如果你已经有一个 Jupyter Notebook 文件了，你可以在 VS Code 中双击打开这个文件，或者在 Command Palette 里通过 Python: Open in Notebook Editor 打开。

VS Code 的 Jupyter Notebook Editor 使得开发者可以轻松地创建、编辑和运行 code cells。
cell是Jupyter Notebook中的执行单元，你可以在里面写代码，也可以写Markdown文本。

5.2 创建 code cells

添加额外的 code cells

5.3 运行 code cell

单个cell运行：

运行多个 code cells

5.4 移动 code cell

5.5 删除 code cell

5.6 在代码与 markdown 之间切换

markdown是一种标记语言，可以用来写文章，方便在练习代码时做笔记。
当cell从代码转为markdown后，它就不会被当作代码执行。

5.7 查看导出数据图表

通过图表查看器，轻松查看输出的图表，放大缩小极为简便，还能导出为 PDF、SVG 或者 PNG 格式的文件。

5.8 查看变量数据

在 VS Code 中，可以通过变量查看器实时地查看变量的类型、数量与值。还可以通过数据查看器浏览更具体的数据。

查看具体数据需要提前安装pandas模块，没有安装的话右下角会有提示弹出，点击Install即可安装。

作者：程一初
更新时间：2020年8月