《Python程序設(shè)計(jì)任務(wù)驅(qū)動(dòng)教程》 課件-第1章 搭建Python開(kāi)發(fā)環(huán)境

第1章搭建Python開(kāi)發(fā)環(huán)境《Python基礎(chǔ)任務(wù)驅(qū)動(dòng)教程》學(xué)習(xí)目標(biāo)/Target

了解Python的發(fā)展史，能夠說(shuō)出Python語(yǔ)言的發(fā)展過(guò)程

了解Python的優(yōu)缺點(diǎn)，能夠說(shuō)出Python語(yǔ)言的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)

熟悉Python的應(yīng)用領(lǐng)域，能夠至少列舉3個(gè)Python語(yǔ)言的應(yīng)用領(lǐng)域

掌握Python解釋器的安裝方式，能夠獨(dú)立在計(jì)算機(jī)中安裝Python解釋器學(xué)習(xí)目標(biāo)/Target

掌握IDLE工具的使用方法，能夠熟練使用IDLE工具編寫(xiě)并運(yùn)行代碼

掌握PyCharm工具的安裝方法，能夠獨(dú)立在計(jì)算機(jī)中安裝PyCharm工具

掌握PyCharm工具的使用方法，能夠熟練使用PyCharm工具編寫(xiě)并運(yùn)行代碼章節(jié)概述/SummaryPython語(yǔ)言自誕生以來(lái)，因其簡(jiǎn)潔優(yōu)美的語(yǔ)法、高效的開(kāi)發(fā)效率、強(qiáng)大的功能等特點(diǎn)，迅速在眾多領(lǐng)域占據(jù)一席之地，成為初學(xué)者學(xué)習(xí)編程的首選語(yǔ)言之一。本章通過(guò)3個(gè)任務(wù)對(duì)搭建Python開(kāi)發(fā)環(huán)境的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行講解。目錄/Contents任務(wù)1-1任務(wù)1-2任務(wù)1-3安裝Python解釋器華智冰打招呼（一）華智冰打招呼（二）安裝Python解釋器任務(wù)1-1任務(wù)描述解釋器（Interpreter）又名直譯器，它是一種計(jì)算機(jī)中的翻譯程序，能夠把高級(jí)編程語(yǔ)言編寫(xiě)的代碼逐行轉(zhuǎn)譯成計(jì)算機(jī)可以識(shí)別的機(jī)器語(yǔ)言。Python程序的執(zhí)行依賴Python解釋器，只有在計(jì)算機(jī)中安裝Python解釋器、配置好Python開(kāi)發(fā)環(huán)境后，開(kāi)發(fā)人員才可以編寫(xiě)和運(yùn)行程序。任務(wù)描述本任務(wù)要求在搭載Windows10系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)中安裝版本號(hào)為3.10.2的Python解釋器?！救蝿?wù)目標(biāo)】知識(shí)儲(chǔ)備了解Python的發(fā)展史，能夠說(shuō)出Python語(yǔ)言的發(fā)展過(guò)程學(xué)習(xí)目標(biāo)1.Python的發(fā)展史知識(shí)儲(chǔ)備1.Python的發(fā)展史Python語(yǔ)言的設(shè)計(jì)者是阿姆斯特丹的Guido（GuidovanRossum），由于Guido本人非常喜歡英國(guó)肥皂劇《MontyPython’sFlyingCircus》，因此Guido便取了其中的“Python”一詞作為語(yǔ)言的名字。知識(shí)儲(chǔ)備1.Python的發(fā)展史1991年P(guān)ython第一個(gè)公開(kāi)版本發(fā)行，此版本基于C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)，能調(diào)用C語(yǔ)言的庫(kù)文件。2000年10月Python2.0發(fā)布，開(kāi)發(fā)方式轉(zhuǎn)為完全開(kāi)源的開(kāi)發(fā)方式，Python社區(qū)逐步成熟。2008年12月Python3.0版本發(fā)布，語(yǔ)法做了很多重大改進(jìn)，解釋器完全采用面向?qū)ο缶幊痰姆绞綄?shí)現(xiàn)。2022年1月Python3.10.2版本發(fā)布，是本書(shū)完稿時(shí)的最新版本。2010年P(guān)ython2.x系列發(fā)布了最后一個(gè)版本，其主版本號(hào)為2.7。知識(shí)儲(chǔ)備2.Python的優(yōu)缺點(diǎn)了解Python的優(yōu)缺點(diǎn)，能夠說(shuō)出Python語(yǔ)言的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)儲(chǔ)備2.Python的優(yōu)缺點(diǎn)VS優(yōu)點(diǎn)代碼簡(jiǎn)潔語(yǔ)法優(yōu)美簡(jiǎn)單易學(xué)開(kāi)源可移植擴(kuò)展性良好類(lèi)庫(kù)豐富通用靈活模式多樣良好的中文支持執(zhí)行效率不夠高。在執(zhí)行相同功能的程序時(shí)，Python程序沒(méi)有C++程序、Java程序高效，這是因?yàn)镻ython解釋器需要逐行將代碼翻譯成計(jì)算機(jī)能夠理解的機(jī)器語(yǔ)言，翻譯過(guò)程是非常耗時(shí)的。缺點(diǎn)知識(shí)儲(chǔ)備3.Python的應(yīng)用領(lǐng)域熟悉Python的應(yīng)用領(lǐng)域，能夠至少列舉3個(gè)Python語(yǔ)言的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)W習(xí)目標(biāo)知識(shí)儲(chǔ)備3.Python的應(yīng)用領(lǐng)域（4）網(wǎng)絡(luò)爬蟲(chóng)Python自帶的urllib庫(kù)、第三方庫(kù)requests、Scrapy框架、pysider框架等讓網(wǎng)絡(luò)爬蟲(chóng)變得非常簡(jiǎn)單。（6）人工智能Python是人工智能領(lǐng)域的主流編程語(yǔ)言，人工智能領(lǐng)域神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方向流行的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)框架PyTorch就采用了Python語(yǔ)言。（5）游戲開(kāi)發(fā)Python標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)提供了pygame模塊，用戶使用該模塊可以制作2D游戲。（1）Web開(kāi)發(fā)Python是Web開(kāi)發(fā)的主流語(yǔ)言之一，類(lèi)庫(kù)豐富、使用方便，具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力。（3）自動(dòng)化運(yùn)維Python編寫(xiě)的系統(tǒng)管理腳本在可讀性、性能、代碼重用度、擴(kuò)展性這幾方面都優(yōu)于Shell腳本。（2）科學(xué)計(jì)算與數(shù)據(jù)分析Python不僅支持各種數(shù)學(xué)運(yùn)算，還可以繪制高質(zhì)量的2D和3D圖像。任務(wù)分析我們需要先到Python官網(wǎng)下載版本為3.10.2的Python解釋器安裝包，再將下載好的安裝包安裝到計(jì)算機(jī)中，具體的安裝過(guò)程跟其他軟件的安裝過(guò)程相似，只需要按照安裝向?qū)е鸩讲僮骷纯?。?shí)現(xiàn)思路任務(wù)實(shí)現(xiàn)STEP01下載Python解釋器在瀏覽器中訪問(wèn)Python解釋器的下載頁(yè)面，具體如下圖所示。任務(wù)實(shí)現(xiàn)STEP02下載Python解釋器單擊“DownloadPython3.10.2”按鈕，開(kāi)始下載Python解釋器安裝包python-3.10.2-amd64.exe到本地，下載完成后，雙擊該安裝包打開(kāi)InstallPython3.10.2（64-bit）界面，如下圖所示。默認(rèn)安裝方式自定義安裝方式勾選此選項(xiàng)，則會(huì)將Python解釋器的安裝路徑自動(dòng)添加到環(huán)境變量中任務(wù)實(shí)現(xiàn)STEP03安裝Python解釋器勾選AddPython3.10toPATH選項(xiàng)，單擊“InstallNow”后進(jìn)入SetupProgress界面，具體如下圖所示。任務(wù)實(shí)現(xiàn)STEP04安裝Python解釋器進(jìn)度條會(huì)一直動(dòng)態(tài)地提示Python解釋器的安裝進(jìn)度，待安裝完成后進(jìn)入Setupwassuccessful界面，如下圖所示。任務(wù)實(shí)現(xiàn)STEP05安裝Python解釋器單擊圖中的“Close”按鈕，關(guān)閉Setupwassuccessful界面。STEP06安裝Python解釋器在計(jì)算機(jī)的開(kāi)始菜單中搜索Python，找到并單擊Python3.10（64-bit）打開(kāi)Python解釋器窗口，如下圖所示。如果想關(guān)閉Python解釋器窗口，可以在“>>>”后面輸入quit()或exit()命令關(guān)閉，當(dāng)然也可以直接單擊右上角的關(guān)閉按鈕。華智冰打招呼（一）任務(wù)1-2任務(wù)描述華智冰是基于悟道2.0誕生的中國(guó)原創(chuàng)虛擬學(xué)生，其臉部、聲音等都通過(guò)人工智能模型生成，是一個(gè)具備豐富知識(shí)、與人類(lèi)有良好交互能力的虛擬人物。華智冰會(huì)創(chuàng)作音樂(lè)、詩(shī)詞和繪畫(huà)作品，并且具有持續(xù)學(xué)習(xí)的能力。2021年6月15日，清華大學(xué)計(jì)算機(jī)系舉行華智冰成果發(fā)布會(huì)，正式宣布華智冰作為中國(guó)首個(gè)原創(chuàng)虛擬學(xué)生入學(xué)清華大學(xué)計(jì)算機(jī)系，開(kāi)啟學(xué)習(xí)和研究生涯。華智冰的出現(xiàn)，意味著中國(guó)超大預(yù)訓(xùn)練模型研發(fā)水平跨越到一個(gè)全新的階段，并推動(dòng)了國(guó)際超大訓(xùn)練模型的發(fā)展步伐。任務(wù)描述這一切成就都離不開(kāi)人工智能研究人員的努力，正是因?yàn)樗麄兏矣趧?chuàng)新、勇于實(shí)踐的精神，不斷在人工智能領(lǐng)域大膽探索，才讓我們見(jiàn)證了中國(guó)在人工智能領(lǐng)域的顯著進(jìn)步。人工智能研究人員的勇于實(shí)踐、敢于創(chuàng)新精神值得我們學(xué)習(xí)。任務(wù)描述本任務(wù)要求模擬華智冰入學(xué)第一天和大家打招呼的場(chǎng)景，通過(guò)Python自帶的IDLE工具輸出打招呼的內(nèi)容“大家好，我是虛擬學(xué)生華智冰！”?！救蝿?wù)目標(biāo)】知識(shí)儲(chǔ)備IDLE工具的基本使用掌握IDLE工具的使用，能夠熟練使用IDLE工具編寫(xiě)并運(yùn)行代碼學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)儲(chǔ)備IDLE工具的基本使用IDLE（IntegratedDevelopmentandLearningEnvironment，集成開(kāi)發(fā)環(huán)境）是Python自帶的集成開(kāi)發(fā)和學(xué)習(xí)環(huán)境，包括代碼編輯器、編譯器、調(diào)試器和圖形用戶界面等工具，集成了代碼編寫(xiě)功能、分析功能、編譯功能、調(diào)試功能等一體化的開(kāi)發(fā)軟件服務(wù)，可以幫助開(kāi)發(fā)人員高效且便捷地編寫(xiě)、調(diào)試與運(yùn)行代碼等。知識(shí)儲(chǔ)備IDLE工具的基本使用版本信息區(qū)域用于給用戶展示當(dāng)前Python解釋器的版本。代碼區(qū)域用于編寫(xiě)代碼以及輸出代碼的運(yùn)行結(jié)果。IDEA工具界面知識(shí)儲(chǔ)備IDLE工具的基本使用21交互式是指Python解釋器即時(shí)響應(yīng)用戶輸入的代碼，輸出運(yùn)行結(jié)果。交互式運(yùn)行代碼文件式是指用戶將Python代碼全部寫(xiě)在一個(gè)或多個(gè)文件中，之后啟動(dòng)Python解釋器批量執(zhí)行文件中的代碼。文件式運(yùn)行代碼IDLE運(yùn)行代碼方式知識(shí)儲(chǔ)備IDLE工具的基本使用1交互式是指Python解釋器即時(shí)響應(yīng)用戶輸入的代碼，輸出運(yùn)行結(jié)果。交互式運(yùn)行代碼編寫(xiě)的代碼代碼的運(yùn)行結(jié)果知識(shí)儲(chǔ)備IDLE工具的基本使用2文件式是指用戶將Python代碼全部寫(xiě)在一個(gè)或多個(gè)文件中，之后啟動(dòng)Python解釋器批量執(zhí)行文件中的代碼。文件式運(yùn)行代碼創(chuàng)建文件、編寫(xiě)代碼保存并運(yùn)行代碼顯示文件的運(yùn)行結(jié)果

任務(wù)分析我們可以仿照print("HelloWorld")的編寫(xiě)方式，將HelloWorld替換為“大家好，我是虛擬學(xué)生華智冰！”，即print("大家好，我是虛擬學(xué)生華智冰！")，這樣便可以得到預(yù)期的結(jié)果。實(shí)現(xiàn)思路任務(wù)實(shí)現(xiàn)在IDLE工具的代碼區(qū)域中編寫(xiě)代碼print(”大家好，我是虛擬學(xué)生華智冰！“)

。按下回車(chē)鍵，代碼下方顯示了運(yùn)行結(jié)果。實(shí)現(xiàn)步驟華智冰打招呼（二）任務(wù)1-3任務(wù)描述本任務(wù)要求模擬華智冰入學(xué)第一天和大家打招呼的場(chǎng)景，通過(guò)PyCharm工具輸出打招呼的內(nèi)容“大家好，我是虛擬學(xué)生華智冰！”?！救蝿?wù)目標(biāo)】知識(shí)儲(chǔ)備1.PyCharm工具的安裝掌握PyCharm工具的安裝方法，能夠獨(dú)立在計(jì)算機(jī)中安裝PyCharm工具學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)儲(chǔ)備1.PyCharm工具的安裝PyCharm是JetBrains公司開(kāi)發(fā)的一款Python集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，由于其具有代碼編輯器、智能提示、自動(dòng)導(dǎo)入等功能，目前已經(jīng)成為Python開(kāi)發(fā)人員和初學(xué)者使用較為廣泛的開(kāi)發(fā)工具。知識(shí)儲(chǔ)備1.PyCharm工具的安裝步驟4步驟1步驟2步驟3下載PyCharm在瀏覽器中訪問(wèn)PyCharm的下載頁(yè)面，具體如下圖所示。免費(fèi)，開(kāi)源知識(shí)儲(chǔ)備1.PyCharm工具的安裝步驟4步驟1步驟2步驟3下載PyCharm單擊Community版本下的“Download”按鈕開(kāi)始下載PyCharm安裝包，下載成功后找到并雙擊安裝包pycharm-community-2021.3.2進(jìn)入WelcometoPyCharmCommunityEditionSetup界面，具體如下圖所示。知識(shí)儲(chǔ)備1.PyCharm工具的安裝步驟4步驟1步驟2步驟3安裝PyCharm在上一個(gè)界面中單擊“Next”按鈕進(jìn)入ChooseInstallLocation界面，如下圖所示。知識(shí)儲(chǔ)備1.PyCharm工具的安裝步驟4步驟1步驟2步驟3安裝PyCharm保持默認(rèn)配置，單擊“Next”按鈕進(jìn)入InstallationOptions界面，如下圖所示。知識(shí)儲(chǔ)備1.PyCharm工具的安裝步驟5步驟6步驟7安裝PyCharm勾選所有選項(xiàng)，單擊“Next”按鈕進(jìn)入ChooseStartMenuFolder界面，如下圖所示。知識(shí)儲(chǔ)備1.PyCharm工具的安裝步驟5步驟6步驟7安裝PyCharm單擊“Install”按鈕進(jìn)入Installing界面，該界面中會(huì)以進(jìn)度條的形式顯示PyCharm的安裝進(jìn)度。Installing界面如下圖所示。知識(shí)儲(chǔ)備1.PyCharm工具的安裝步驟5步驟6步驟7安裝PyCharm待安裝完成后自動(dòng)進(jìn)入CompletingPyCharmCommunityEditionSetup界面，如下圖所示。單擊“Finish”按鈕完成PyCharm工具的安裝。知識(shí)儲(chǔ)備2.PyCharm工具的基本使用掌握PyCharm工具的使用方法，能夠熟練使用PyCharm工具編寫(xiě)并運(yùn)行代碼學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)儲(chǔ)備2.PyCharm工具的基本使用勾選此復(fù)選框自定義配置項(xiàng)目插件幫助文檔初次使用PyCharm工具時(shí)，會(huì)彈出PyCharmUserAgreement窗口。知識(shí)儲(chǔ)備2.PyCharm工具的基本使用重置顏色主題單擊窗口左側(cè)的Customize選項(xiàng)打開(kāi)自定義配置面板，在該面板中選擇顏色主題為Windows10Light。選擇好顏色主題的窗口如下圖所示。步驟4步驟1步驟2步驟3知識(shí)儲(chǔ)備2.PyCharm工具的基本使用創(chuàng)建新項(xiàng)目單擊窗口左側(cè)的Projects選項(xiàng)切換回項(xiàng)目面板，單擊該面板中的“CreateNewProject”進(jìn)入NewProject窗口，如下圖所示。步驟4步驟1步驟2步驟3設(shè)置項(xiàng)目的名稱以及路徑使用新創(chuàng)建的環(huán)境從下拉列表中選擇所需的解釋器是否將main.py文件添加到新創(chuàng)建的項(xiàng)目中知識(shí)儲(chǔ)備2.PyCharm工具的基本使用創(chuàng)建新項(xiàng)目填寫(xiě)項(xiàng)目的路徑為D:\PythonProject，名稱為first_proj，取消勾選Createamain.pywelcomescript復(fù)選框，其余選項(xiàng)保持默認(rèn)配置。設(shè)置好的NewProject窗口如下圖所示。步驟4步驟1步驟2步驟3知識(shí)儲(chǔ)備2.PyCharm工具的基本使用創(chuàng)建新項(xiàng)目單擊“Create”按鈕會(huì)在D:\PythonProject目錄下創(chuàng)建一個(gè)名稱為first_proj的項(xiàng)目，并進(jìn)入項(xiàng)目管理窗口，如下圖所示。步驟4步驟1步驟2步驟3知識(shí)儲(chǔ)備2.PyCharm工具的基本使用新建文件右擊項(xiàng)目名稱，在彈出的下拉菜單中選擇“New”→“PythonFile”，彈出NewPythonfile窗口，用于給項(xiàng)目添加用于保存代碼的Python文件。NewPythonfile窗口如下圖所示。步