Python語言程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

高等院校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育應(yīng)用型系列規(guī)劃教材

Python語言程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

劉曉勇付輝主編

內(nèi)容簡介

隨著數(shù)據(jù)時(shí)代的來臨，Python語言已逐漸成為國內(nèi)外廣泛使用的計(jì)算機(jī)編程語言之一，學(xué)

會(huì)使用Python語言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)是從事計(jì)算機(jī)類工作者的一項(xiàng)基本技能。本書共分10章，比

較全面地介紹了Python語言的基本語法及編程技巧，主要內(nèi)容包括Python概述，數(shù)據(jù)運(yùn)算，

程序控制結(jié)構(gòu)，列表、元組和字典，函數(shù)，模塊，文件操作，異常處理，面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)，

常用擴(kuò)展庫等。通過本書的學(xué)習(xí)，讀者基本上可以掌握Python語言的主要內(nèi)容和使用方法，同

時(shí)也可學(xué)到程序設(shè)計(jì)的方法及初級(jí)算法的知識(shí)，初步掌握利用計(jì)算機(jī)編程解決問題的全過程。

本書適合作為高等院校各專業(yè)學(xué)習(xí)Python語言的入門教材，也可作為Python語言程序開

發(fā)人員的自學(xué)教材或參考用書。

圖書在版編目（CIP）數(shù)據(jù)

Python語言程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)／劉曉勇，付輝主編.—

北京：中國鐵道出版社，2019.1

高等院校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育應(yīng)用型系列規(guī)劃教材

ISBN978-7-113-25166-6

Ⅰ.①P…Ⅱ.①劉…②付…Ⅲ.①軟件工具-程序

設(shè)計(jì)-高等學(xué)校-教材Ⅳ.①TP311.561

中國版本圖書館CIP數(shù)據(jù)核字（2018）第271804號(hào)

書名：Python語言程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

作者：劉曉勇付輝主編

策劃：周海燕韓從付讀者熱線：（010）63550836

責(zé)任編輯：周海燕彭立輝

封面設(shè)計(jì)：劉穎

責(zé)任校對(duì)：張玉華

責(zé)任印制：郭向偉

出版發(fā)行：中國鐵道出版社（100054，北京市西城區(qū)右安門西街8號(hào)）

網(wǎng)址：/51eds/

印刷：三河市興博印務(wù)有限公司

版次：2019年1月第1版2019年1月第1次印刷

開本：787mm×1092mm1/16印張：10字?jǐn)?shù)：199千

書號(hào)：ISBN978-7-113-25166-6

定價(jià)：32.00元

版權(quán)所有侵權(quán)必究

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打擊盜版舉報(bào)電話：（010）51873659

前言

PREFACE

Lifeisshort,youneedPython！這是關(guān)于Python的一句經(jīng)典的、富有情懷的話，很多Python

開發(fā)者都是從這句話開始學(xué)習(xí)、掌握并愛上這門語言的。Python語法簡單，入門非常容易，如

果是從零開始學(xué)習(xí)編程，Python是一種不錯(cuò)的選擇。Python也被稱為是一種“膠水語言”，可

以方便地調(diào)用其他語言編寫的功能模塊，并將它們有機(jī)地結(jié)合在一起形成更高效的新程序。

Python簡潔的語法和對(duì)動(dòng)態(tài)輸入的支持，再加上解釋性語言的特性，使得它在許多領(lǐng)域都是一

種理想的腳本語言，特別適用于快速應(yīng)用程序開發(fā)。當(dāng)前，Python已被廣泛應(yīng)用于眾多領(lǐng)域，

如：科學(xué)計(jì)算、數(shù)據(jù)分析、Web開發(fā)、系統(tǒng)運(yùn)維、機(jī)器學(xué)習(xí)、人工智能等。正是其開源、簡單、

易用的特點(diǎn)，近年來吸引了越來越多的開發(fā)者使用這門語言。

本書在編寫過程中，充分考慮到讀者的認(rèn)知規(guī)律，采用通俗易懂的語言，同時(shí)考慮培養(yǎng)讀

者的計(jì)算思維能力，輔以較多的案例，啟發(fā)讀者的思維。

全書共分10章，其中，第1章介紹了Python的發(fā)展歷史及其廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，分析了Python

自身的優(yōu)點(diǎn)和不足之處，最后以當(dāng)前較新的版本為例，介紹了Python的安裝以及相關(guān)開發(fā)工

具的安裝和使用。第2章主要介紹了Python中的變量、常量及命名規(guī)則，幾種基本的數(shù)據(jù)類

型，以及7種不同操作符和相應(yīng)的表達(dá)式運(yùn)算。第3章介紹了Python語言的3種常見的程序

控制結(jié)構(gòu)，即順序結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)。第4章介紹了Python中的列表、元組、字典

和集合等幾種特殊數(shù)據(jù)類型，以及相應(yīng)的基本操作。第5章介紹了函數(shù)的基本概念、Python語

言中函數(shù)的定義和調(diào)用過程，以及常用的內(nèi)置函數(shù)。第6章介紹了模塊的概念以及導(dǎo)入、發(fā)布

和安裝過程。第7章介紹了文件的相關(guān)操作，包括文件的定義、打開、關(guān)閉以及讀/寫等操作。

第8章介紹了異常的類型及相關(guān)處理方法，包括異常的捕獲和處理方法、Python提供的異常類

型，以及通過不同的異常類型來改進(jìn)程序設(shè)計(jì)的方法。第9章介紹了Python面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)

計(jì)相關(guān)知識(shí)，包括類的聲明方式以及封裝、繼承、多態(tài)等方面的知識(shí)。第10章介紹了常用擴(kuò)

展庫，如NumPy、Scipy、Pandas、Matpcotlib、Scikitcearn等。

本書適合作為高等院校各專業(yè)學(xué)習(xí)Python語言的入門教材，也可作為Python語言程序開

發(fā)人員的自學(xué)教材或參考用書。

本書由劉曉勇、付輝主編，其中第1章、第6～10章、附錄由劉曉勇編寫，第2～5章由

付輝編寫。本書在編寫過程中，得到廣東技術(shù)師范學(xué)院教務(wù)處及計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)的大

力支持和鼓勵(lì)；在出版過程中，中國鐵道出版社的編輯付出了艱辛的努力，并給予了無私的幫

助，在此一并表示感謝。

由于時(shí)間倉促，加之編者能力和學(xué)識(shí)有限，在編寫過程中雖然已經(jīng)盡了最大努力，但仍難

免存在疏漏與不妥之處，懇請(qǐng)讀者批評(píng)指正。

編者

2018年10月于廣州

目錄

CONTENTS

第1章Python概述..................................12.3.4邏輯操作符和表達(dá)式..................33

1.1Python簡史.........................................12.3.5位操作符和表達(dá)式......................33

1.2Python的應(yīng)用領(lǐng)域............................22.3.6身份操作符和表達(dá)式..................34

1.3Python的特點(diǎn).....................................32.3.7成員操作符和表達(dá)式..................35

1.4Python安裝及開發(fā)環(huán)境構(gòu)建............42.3.8操作符的優(yōu)先級(jí)..........................36

1.4.1Python3.6.5下載與安裝..............4小結(jié).............................................................37

1.4.2Anaconda下載與安裝..................8習(xí)題.............................................................37

1.4.3開發(fā)工具Spyder..........................12第3章程序控制結(jié)構(gòu).............................38

1.4.4開發(fā)工具PyCharm......................133.1程序設(shè)計(jì)過程...................................38

小結(jié)............................................................193.1.1程序設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)..............................38

習(xí)題............................................................193.1.2程序流程圖..................................38

第2章數(shù)據(jù)運(yùn)算....................................203.2順序結(jié)構(gòu)...........................................38

2.1變量與常量......................................203.2.1行與縮進(jìn)......................................39

2.1.1標(biāo)識(shí)符..........................................203.2.2語句換行......................................39

2.1.2關(guān)鍵字..........................................203.2.3注釋...............................................40

2.1.3轉(zhuǎn)義字符......................................213.2.4輸入語句......................................40

2.1.4常量..............................................223.2.5輸出語句......................................41

2.1.5變量..............................................233.2.6順序結(jié)構(gòu)舉例..............................43

2.2基本數(shù)據(jù)類型..................................243.3選擇結(jié)構(gòu)...........................................44

2.2.1數(shù)值型..........................................243.3.1單分支選擇結(jié)構(gòu)..........................44

2.2.2布爾型..........................................253.3.2多分支選擇結(jié)構(gòu)..........................45

2.2.3字符串..........................................253.3.3三元表達(dá)式..................................47

2.2.4復(fù)數(shù)類型......................................283.3.4選擇結(jié)構(gòu)舉例..............................47

2.2.5空值..............................................293.4循環(huán)結(jié)構(gòu)...........................................48

2.3操作符和表達(dá)式..............................303.4.1while語句.....................................48

2.3.1算術(shù)操作符和表達(dá)式.................303.4.2for語句.........................................49

2.3.2關(guān)系操作符和表達(dá)式.................313.4.3循環(huán)嵌套......................................49

2.3.3賦值操作符和表達(dá)式.................323.4.4循環(huán)控制語句..............................50

2Python語言程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

3.4.5循環(huán)結(jié)構(gòu)舉例.............................52第5章函數(shù)...........................................74

小結(jié)............................................................535.1函數(shù)的概念.......................................74

習(xí)題............................................................535.2函數(shù)的定義.......................................74

第4章列表、元組和字典.......................555.3函數(shù)的調(diào)用.......................................76

4.1列表...................................................555.3.1函數(shù)調(diào)用的形式..........................76

4.1.1訪問列表元素.............................555.3.2函數(shù)調(diào)用時(shí)的數(shù)據(jù)傳遞.............76

4.1.2更新列表元素.............................565.3.3函數(shù)調(diào)用的過程..........................77

4.1.3刪除列表元素.............................565.4匿名函數(shù)...........................................77

4.1.4列表腳本操作符.........................565.5局部變量和全局變量.......................78

4.1.5截取列表......................................575.5.1局部變量......................................78

4.1.6列表常用內(nèi)置函數(shù)和方法.........575.5.2全局變量......................................79

4.2元組...................................................585.6Python常用內(nèi)置函數(shù).......................80

4.2.1訪問元組元素.............................58小結(jié).............................................................81

4.2.2修改元組元素.............................59習(xí)題.............................................................81

4.2.3刪除元組......................................59第6章模塊...........................................83

4.2.4元組運(yùn)算符..................................596.1模塊的概念.......................................83

4.2.5元組索引、截取.........................606.2模塊的導(dǎo)入.......................................83

4.2.6無關(guān)閉分隔符.............................606.3模塊的發(fā)布.......................................85

4.2.7元組常用內(nèi)置函數(shù).....................606.4模塊的安裝.......................................86

4.3字典...................................................616.5Python中的標(biāo)準(zhǔn)庫模塊...................86

4.3.1訪問字典元素.............................61小結(jié).............................................................87

4.3.2修改字典......................................62習(xí)題.............................................................87

4.3.3刪除字典元素.............................62第7章文件操作....................................88

4.3.4字典鍵的特性.............................627.1文件的定義.......................................88

4.3.5字典常用內(nèi)置函數(shù)和7.2文件的打開和關(guān)閉...........................88

方法..............................................637.2.1文件打開......................................88

4.4集合...................................................647.2.2文件關(guān)閉......................................90

4.4.1可變集合......................................647.3文件的寫入和讀取...........................91

4.4.2凍結(jié)集合......................................677.3.1寫入文件......................................91

4.4.3集合的操作..................................717.3.2讀取文件......................................92

小結(jié)............................................................737.4其他操作...........................................93

習(xí)題............................................................737.4.1文件定位......................................93

目錄3

7.4.2重命名和刪除文件.....................95習(xí)題..........................................................115

7.4.3目錄操作......................................95第10章常用擴(kuò)展庫.............................117

小結(jié)

............................................................9610.1NumPy簡介..................................117

習(xí)題............................................................97

10.1.1NumPy數(shù)組..............................117

第8章異常處理....................................9810.1.2NumPy基本運(yùn)算.....................121

8.1異常的類型......................................9810.2SciPy簡介....................................124

8.2異常的捕獲及處理........................100

10.3Pandas簡介..................................127

小結(jié)..........................................................106

10.3.1Series在....................................128

習(xí)題..........................................................106

10.3.2DataFrame的............................131

第9章面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì).....................107

10.4Matplotlib簡介.............................133

9.1面向?qū)ο蟮幕靖拍?...................107

10.4.1快速繪圖..................................133

9.2類的聲明及對(duì)象的創(chuàng)建................108

10.4.2繪制其他圖形..........................135

9.2.1聲明類........................................108

10.5Scikit-learn簡介..........................137

9.2.2創(chuàng)建對(duì)象....................................108

小結(jié)..........................................................141

9.2.3訪問限制....................................109

習(xí)題..........................................................141

9.3封裝.................................................110

9.4繼承.................................................112附錄A常用標(biāo)準(zhǔn)庫模塊........................142

9.5多態(tài).................................................114附錄BPython內(nèi)置函數(shù).......................150

小結(jié)..........................................................115參考文獻(xiàn)................................................151

1Python概述

第章

Python是一種簡單但功能強(qiáng)大的面向?qū)ο缶幊陶Z言，像Perl語言一樣，Python源代碼遵

循GPL（GNUGeneralPublicLicense，GNU公共許可證）協(xié)議。Python語言以其優(yōu)雅、簡明的

語法特點(diǎn)，使編程初學(xué)者從語法細(xì)節(jié)中擺脫出來，只需專注于要解決的問題，分析程序本身的

邏輯和算法。Python擁有大量的第三方模塊，使其可以拓展到很多領(lǐng)域。

本章主要介紹Python語言的發(fā)展歷史、應(yīng)用領(lǐng)域、特點(diǎn)以及開發(fā)環(huán)境搭建。

1.1Python簡史

Python由荷蘭的GuidovanRossum發(fā)明。Guido在荷蘭數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)研究所（CWI）工作時(shí)，

曾參加設(shè)計(jì)過一種專門為非專業(yè)程序員（如：數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家等）設(shè)

計(jì)的語言——ABC。ABC語言以教學(xué)為目的，其主要設(shè)計(jì)理念是希望讓

編程語言變得容易閱讀、使用、記憶和學(xué)習(xí)，并以此來激發(fā)人們學(xué)習(xí)編

程的興趣。就Guido本人看來，ABC這種語言非常優(yōu)美和強(qiáng)大，但是ABC

語言并沒有成功，究其原因，Guido認(rèn)為是其非開放性造成的。因此，

他想開發(fā)一種新的開源的程序設(shè)計(jì)語言。1989年圣誕節(jié)期間，Guido決

定在繼承ABC的基礎(chǔ)上開發(fā)一個(gè)新的基于互聯(lián)網(wǎng)社區(qū)的腳本解釋語言，

并以其所鐘愛的喜劇團(tuán)體MontyPython將其命名為Python。1991年，

Python發(fā)布了第一個(gè)公開發(fā)行版。

Python的設(shè)計(jì)理念是優(yōu)美、簡單、易學(xué)、易用，再加上Python是

開源的，因此越來越多的人加入到Python的開發(fā)和使用當(dāng)中，其功能

也越來越完善。Python不但可以用于Web頁面的開發(fā)、網(wǎng)絡(luò)爬蟲，還

逐漸成為從事數(shù)據(jù)分析、機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能方面的研究人員和工程

技術(shù)人員的重要工具。

Python自誕生以來不斷完善和發(fā)展，應(yīng)用越來越廣泛。截至2018年3月，Python在TIOBE

編程語言排行榜上，已經(jīng)上升到第四名（見表1-1），穩(wěn)居前五，由此可以看出Python的受歡

迎程度。

2Python語言程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

表1-1TIOBE編程語言排行榜（TOP20）

2018年3月2017年3月名次變化程序語言應(yīng)用百分?jǐn)?shù)變化

11Java14.941%-1.44%

22C12.760%+5.02%

33C++6.452%+1.27%

45Python5.869%+1.95%

54C#5.067%+0.66%

66VisualBasic.NET4.085%+0.91%

77PHP4.010%+1.00%

88JavaScript3.916%+1.25%

912Ruby2.744%+0.49%

10-SQL2.686%+2.69%

1111Perl2.233%-0.03%

1210Swift2.143%-0.13%

139Delphi/ObjectPascal1.792%-0.75%

1416Objective-C1.774%-0.22%

1515VisualBasic1.741%-0.27%

1613Assemblylanguage1.707%-0.53%

1717Go1.444%-0.54%

1818MATLAB1.408%-0.45%

1919PL/SQL1.327%-0.34%

2014R1.128%-0.89%

1.2Python的應(yīng)用領(lǐng)域

Python簡潔的語法和對(duì)動(dòng)態(tài)輸入的支持，再加上其解釋性語言的本質(zhì)，使得它在大多數(shù)平

臺(tái)上都是一個(gè)理想的腳本語言，特別適用于快速應(yīng)用程序開發(fā)。當(dāng)前，Python已被廣泛應(yīng)用于

眾多領(lǐng)域，例如：

（1）科學(xué)運(yùn)算：Python提供了一些支持科學(xué)計(jì)算和數(shù)值分析的模塊，如NumPy、SciPy、

Matplotlib、Pandas等。

（2）數(shù)據(jù)分析：2016年2月11日，美國科學(xué)家宣布發(fā)現(xiàn)引力波，分析引力波數(shù)據(jù)用到了

第1章Python概述3

Python包GWPY。

（3）機(jī)器學(xué)習(xí)：Python在機(jī)器學(xué)習(xí)方面一個(gè)非常強(qiáng)大的模塊是scikit-learn，它是在NumPy、

SciPy和matplotlib三個(gè)模塊上編寫的，是數(shù)據(jù)挖掘和數(shù)據(jù)分析的一個(gè)簡單而有效的工具。

（4）云計(jì)算：典型應(yīng)用——Python開發(fā)的OpenStack。

（5）Web開發(fā)：可用于開發(fā)眾多優(yōu)秀的Web框架，如Django、Flask、Tornado等。

（6）系統(tǒng)運(yùn)維：開發(fā)運(yùn)維人員必備的工具，如slatstack（系統(tǒng)自動(dòng)化配置和管理工具）、

Ansible（自動(dòng)化運(yùn)維工具）。

（7）圖形開發(fā)：可用于開發(fā)wxPython、PyQT、TKinter。

Python在商業(yè)、藝術(shù)、科學(xué)等很多領(lǐng)域都有成功案例。同時(shí)，越來越多的公司甚至政府部

門將Python作為其主要開發(fā)語言。例如：

（1）NASA（美國宇航局）：從1994年起把Python作為主要開發(fā)語言。

（2）Dropbox（美國最大的在線云存儲(chǔ)網(wǎng)站）：全部用Python實(shí)現(xiàn)，每天網(wǎng)站處理10億個(gè)

文件的上傳和下載。

（3）豆瓣網(wǎng)：圖書、唱片、電影等文化產(chǎn)品的資料數(shù)據(jù)庫網(wǎng)站。

（4）BitTorrent：BT下載軟件客戶端。

（5）gedit：Linux平臺(tái)的文本編輯器。

（6）GIMP：Linux平臺(tái)的圖像處理軟件（Linux下的Photoshop）。

（7）知乎：社交問答網(wǎng)站，國內(nèi)最大的問答社區(qū)，通過Python開發(fā)。

（8）AutodeskMaya：3D建模軟件，支持Python作為腳本語言。

（9）YouTube：世界上最大的視頻網(wǎng)站YouTube就是用Python開發(fā)的。

（10）Facebook：大量的基礎(chǔ)庫均通過Python實(shí)現(xiàn)。

（11）Redhat：世界上最流行的Linux發(fā)行版本中的yum包管理工具使用Python開發(fā)。

此外，搜狐、金山、騰訊、盛大、網(wǎng)易、百度、阿里、淘寶、土豆、新浪、果殼等公司都

在使用Python完成各種各樣的任務(wù)。

1.3Python的特點(diǎn)

Python入門容易，可從零開始學(xué)習(xí)編程。其代碼可讀性強(qiáng)，默認(rèn)情況下，每一級(jí)縮進(jìn)都是

4個(gè)空格。Python語言編寫的程序不需要編譯成二進(jìn)制代碼，可以直接從源代碼運(yùn)行程序。在

計(jì)算機(jī)內(nèi)部，Python解釋器把源代碼轉(zhuǎn)換成字節(jié)碼的中間形式，然后再把它翻譯成計(jì)算機(jī)使用

的機(jī)器語言并運(yùn)行。Python也被稱為是一種“膠水語言”，可以方便地調(diào)用用其他語言編寫的功

能模塊，并將它們有機(jī)地結(jié)合在一起形成更高效的新程序。

具體來說，Python具有以下優(yōu)點(diǎn)：

4Python語言程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

（1）開源：因?yàn)镻ython遵循開源協(xié)議，所以開發(fā)人員可自由地發(fā)布Python文件的副本、閱

讀它的源代碼、對(duì)它進(jìn)行改動(dòng)、把它的一部分用到新的自由軟件中。

（2）易學(xué)易用：Python的定位是“優(yōu)雅”“簡單”“明確”，所以Python程序看上去總是簡

單易懂。初學(xué)者學(xué)Python，不但入門容易，而且上手快，可以輕易編寫復(fù)雜的程序。

（3）開發(fā)效率高：Python具有非常強(qiáng)大的第三方庫，基本上可通過計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)任何功能。

Python官方庫中有相應(yīng)的模塊進(jìn)行支持，直接下載調(diào)用后，可在基礎(chǔ)庫的基礎(chǔ)上再進(jìn)行開發(fā)，

從而大大降低開發(fā)周期，有效提高開發(fā)效率。

（4）易移植性：由于Python的開源本質(zhì)，Python能夠工作在不同操作系統(tǒng)上。如果能夠避

免使用依賴于操作系統(tǒng)的某些特性，那么幾乎所有的Python程序無須修改就可以在不同的操作

系統(tǒng)上運(yùn)行。

當(dāng)然，同其他語言一樣，Python也有一些自身的缺點(diǎn)，其主要的缺點(diǎn)就是運(yùn)行速度不夠快，

程序運(yùn)行的效率不如Java或者C語言高。但這里所指的速度慢在大多數(shù)時(shí)候用戶是無法感知的，

例如，使用C語言程序開發(fā)一個(gè)程序，執(zhí)行時(shí)間需要0.01s；使用Python實(shí)現(xiàn)同樣功能的程序，

需要花費(fèi)0.1s的時(shí)間，雖然相差10倍，但用戶是感覺不到的。

1.4Python安裝及開發(fā)環(huán)境構(gòu)建

1.4.1Python3.6.5下載與安裝

Python的下載地址是/downloads/，該頁面如圖1-1所示。這里有兩個(gè)

版本的Python可供下載，一個(gè)版本是V3.6.5，另一個(gè)是V2.7.14，用戶可以根據(jù)需要進(jìn)行下載.

需要注意的是V2.7.14版本的Python將在2020年后不再更新，因此建議用戶下載V3.6.5版本

的Python。本書以Python3.6.5為版本進(jìn)行講解。

圖1-1Python下載頁面

這里提供32位和64位的Python，用戶可以根據(jù)計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的位數(shù)選擇不同Python安

裝文件，下載之后就可以雙擊該文件進(jìn)入安裝界面，如圖1-2所示。在該頁面下，可以選擇默

認(rèn)安裝InstallNow，也可以選擇自定義安裝Customizeinstallation，自定義安裝更加靈活一些，

第1章Python概述5

用戶可以根據(jù)需要設(shè)置安裝參數(shù)。同時(shí)，用戶可以選中AddPython3.6toPATH復(fù)選框，將Python

自動(dòng)加入到系統(tǒng)的環(huán)境變量中，從而避免安裝后再自己設(shè)置Python的環(huán)境變量。

圖1-2Python安裝界面

如果選擇Customizeinstallation，將進(jìn)入OptionalFeatures（可選組件）安裝界面（見圖1-3），

用戶可以自行選擇需要安裝的組件，然后單擊Next按鈕進(jìn)入AdvancedOptions（高級(jí)選項(xiàng)）設(shè)

置界面（見圖1-4），用戶可以設(shè)置Python在本機(jī)的安裝路徑。在選擇完需要的組件并設(shè)置安

裝路徑后，單擊Install按鈕就可以執(zhí)行Python的安裝過程，如圖1-5所示。當(dāng)出現(xiàn)如圖1-6所

示的界面時(shí)，即表示Python已經(jīng)完成在本機(jī)的安裝過程。

在cmd窗口下輸入python–V命令，顯示Python3.6.5，這表明系統(tǒng)中已經(jīng)成功安裝了Python

環(huán)境，如圖1-7所示。

圖1-3可選組件界面

6Python語言程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

圖1-4高級(jí)選項(xiàng)界面

圖1-5Python安裝進(jìn)程界面

圖1-6Python安裝成功界面

第1章Python概述7

圖1-7cmd界面

安裝完P(guān)ython后，通過選擇IDLE，可以輸入shell命令（見圖1-8），用戶可以輸入第一條

Python命令：print('HelloWorld!')，將會(huì)輸出HelloWorld?。ㄒ妶D1-9）。

圖1-8Python的Shell界面

圖1-9Python的HelloWorld

8Python語言程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

1.4.2Anaconda下載與安裝

Python易用，但用好卻不容易，例如，包管理和Python不同版本的問題。有時(shí)為了安裝不

同版本的Python，需要下載不同的版本。因?yàn)镻ython2.x版本與3.x版本有些語法不兼容，因此

當(dāng)需要特定版本的Python時(shí)需要進(jìn)行環(huán)境選擇。

為了解決這些問題，有不少發(fā)行版的Python（如Anaconda等）。其將許多常用的package

打包，從而方便用戶直接使用。Anaconda一般集成了很多常用的package，用戶不需要再重復(fù)

下載、安裝、配置環(huán)境變量等煩瑣的操作就可以直接使用。

Anaconda主要是一個(gè)用于科學(xué)計(jì)算的Python發(fā)行版，支持Linux、Mac、Windows等多種系

統(tǒng)，提供了包管理與環(huán)境管理的功能，可以很方便地解決多版本Python并存、切換，以及各種

第三方包安裝問題。Anaconda利用工具/命令conda來進(jìn)行package和environment的管理，并且

已經(jīng)包含了Python和相關(guān)的配套工具。

這里先解釋一下conda、anaconda這些概念的差別。conda可以理解為一個(gè)工具，也是一個(gè)

可執(zhí)行命令，其核心功能是包管理與環(huán)境管理。包管理與pip的使用類似，環(huán)境管理則允許用

戶方便地安裝不同版本的Python并可以快速切換。Anaconda則是一個(gè)打包的集合，里面預(yù)裝好

了conda、某個(gè)版本的Python、眾多package、科學(xué)計(jì)算工具等，所以也稱為Python的一種發(fā)行

版。其實(shí)還有Miniconda，顧名思義，它只包含最基本的內(nèi)容——Python與conda，以及相關(guān)的

必須依賴項(xiàng)，對(duì)于空間要求嚴(yán)格的用戶，Miniconda是一種選擇。

conda幾乎將所有的工具、第三方包都當(dāng)作package對(duì)待，甚至包括Python和conda自身，

因此，conda打破了包管理與環(huán)境管理的約束，能非常方便地安裝各種版本Python、各種package

并方便地切換。

Anaconda具有跨平臺(tái)、包管理、環(huán)境管理的特點(diǎn)，因此很適合快速在新的機(jī)器上部署Python

環(huán)境。為了下載Anaconda，用戶需要首先登錄到/download/，如圖1-10

所示。

圖1-10Anaconda下載界面

第1章Python概述9

2018年2月發(fā)布的V5.1是Anaconda的較新版本，集成的Python版本有兩個(gè)：V3.6和V2.7，

因?yàn)镻ython2.7將于2020年不再支持，因此推薦下載集成Python3.6版本的Anaconda，默認(rèn)的

操作系統(tǒng)是Windows。根據(jù)安裝計(jì)算機(jī)的位數(shù)可以選擇64位或者32位安裝文件。單擊Anaconda

安裝文件，在安裝界面（見圖1-11）下直接單擊Next按鈕進(jìn)入到Anaconda的安裝協(xié)議界面（見

圖1-12），在同意安裝協(xié)議后將進(jìn)入到選擇安裝類型界面（見圖1-13），可以選擇只能登錄用

戶使用或者本機(jī)的所有用戶使用兩種類型。單擊Next按鈕進(jìn)入選擇安裝