Python 基础入门--简介和环境配置

2019 年第 32 篇,总 56 篇文章 本文大约 1w 字,建议收藏阅读

上周结束了如何构造一个机器学习项目的系列文章,当然还有一篇简单的总结以及介绍一些入门的学习资料,不过还在整理,应该这周内会整理好的。

现在是系统的整理学习 Python 的内容,所以打算继续开启一个或者两个系列文章,基础入门和进阶两个方面。

基础入门部分初步计划介绍以下内容,当然后续可能会有些变动。

  1. 简介和环境配置
  2. 变量和简单的数据类型
  3. 列表和元组
  4. 字典
  5. if 条件语句
  6. for / while循环语句
  7. 函数
  8. 文件和异常
  9. 测试代码

本文是基础入门的第一篇文章,主要简单介绍 Python 和它的优缺点,然后整理了安装的方法,包括在 Linux、Window 和 Mac 上的环境配置。


1. 简介和环境配置

1.1 简介

Python 是由 Guido van Rossum 在八十年代末和九十年代初,在荷兰国家数学和计算机科学研究所设计出来的。目前是最常用也是最热门的一门编程语言之一,应用非常广泛。

Python 是一个高层次的结合了解释性、编译性、互动性和面向对象的脚本语言。

Python 的设计具有很强的可读性,相比其他语言经常使用英文关键字,其他语言的一些标点符号,它具有比其他语言更有特色语法结构。

优点:

  • Python 是一种解释型语言: 这意味着开发过程中没有了编译这个环节。类似于PHP和Perl语言。
  • Python 是交互式语言: 这意味着,您可以在一个 Python 提示符 >>> 后直接执行代码。
  • Python 是面向对象语言: 这意味着Python支持面向对象的风格或代码封装在对象的编程技术。
  • Python 是初学者的语言:Python 对初级程序员而言,是一种伟大的语言,它支持广泛的应用程序开发,从简单的文字处理到 WWW 浏览器再到游戏。

缺点:

  • 运行速度比 C++C#Java 慢。这是缺乏即时优化器;
  • 空格缩减的句法限制会给初学者制造一些困难;
  • 没有提供如同 R 语言的先进的统计产品;
  • 不适合在低级系统和硬件上开发

1.2 环境搭建

Python 下载

Python 官网可以查看最新的源码、入门教程、文档,以及和 Python 相关的新闻资讯,链接如下:

https://www.python.org/

官方文档下载地址:

https://www.python.org/doc/

Python 安装

Python 在多个平台上都可以使用,不同的平台有不同的安装方式,下面是不同平台上安装的方法:

**Unix & Linux 平台安装 Python **

在 Unix & Linux 平台安装 Python 的简单步骤如下:

  • 打开 WEB 浏览器访问 https://www.python.org/downloads/source/
  • 选择适用于 Unix/Linux的源码压缩包。
  • 下载及解压压缩包。
  • 如果你需要自定义一些选项修改 Modules/Setup
  • 执行 ./configure 脚本
  • make
  • make install

执行完上述步骤后,Python 会安装在 /usr/local/bin 目录中,Python 库安装在 /usr/local/lib/pythonXX,XX 为你使用的 Python 的版本号。

Window 平台安装 Python

安装步骤如下:

  • 打开 WEB 浏览器访问 https://www.python.org/downloads/windows/
  • 在下载列表中选择Window平台安装包,包格式为:python-XYZ.msi 文件 , XYZ 为你要安装的版本号。
  • 要使用安装程序 python-XYZ.msi, Windows 系统必须支持 Microsoft Installer 2.0 搭配使用。只要保存安装文件到本地计算机,然后运行它,看看你的机器支持 MSI。Windows XP 和更高版本已经有 MSI,很多老机器也可以安装 MSI。
  • 下载后,双击下载包,进入 Python 安装向导,安装非常简单,你只需要使用默认的设置一直点击"下一步"直到安装完成即可。

MAC 平台安装 Python

MAC 系统一般都自带有 Python2.x版本 的环境,你也可以在链接 https://www.python.org/downloads/mac-osx/ 上下载最新版安装。

环境变量配置

环境变量是由操作系统维护的一个命名的字符串,这些变量包含可用的命令行解释器和其他程序的信息。path(路径)存储在环境变量中。

Unix 或 Windows 中路径变量为PATH(UNIX 区分大小写,Windows 不区分大小写)。

在 Mac OS 中,安装程序过程中改变了 python 的安装路径。如果你需要在其他目录引用Python,你必须在 path 中添加 Python 目录。

Unix/Linux 设置环境变量

有以下三种方法:

  • 在 `csh shell` 中输入
setenv PATH "$PATH:/usr/local/bin/python"
  • 在 bash shell (Linux)输入:
export PATH="$PATH:/usr/local/bin/python" 
  • 在 sh 或者 ksh shell: 输入
PATH="$PATH:/usr/local/bin/python" 

注意: ·/usr/local/bin/python· 是 Python 的安装目录。

Window 设置环境变量

两种方法设置环境变量。

第一种是在命令提示框中(cmd) : 输入

path=%path%;C:\Python 

注意: C:\Python 是Python的安装目录。

也可以通过以下方式设置:

  • 右键点击"计算机",然后点击"属性"
  • 然后点击"高级系统设置"
  • 选择"系统变量"窗口下面的 "Path",双击即可!
  • 然后在 "Path" 行,添加 python 安装路径即可,所以在后面,添加该路径即可。 ps:记住,路径直接用分号";"隔开!
  • 最后设置成功以后,在cmd命令行,输入命令"python",就可以有相关显示。
Anaconda 安装

目前 Python 有两个版本,Python 2 和 Python 3,并且两个版本还有比较大的差异,所以推荐使用 Anaconda 库来管理不同的环境。

官网地址:

https://www.anaconda.com/

1.Linux 安装

1.前往官方下载页面下载。有两个版本可供选择:Python 3.6 和 Python 2.7。

2.启动终端,在终端中输入命令 *md5sum /path/filename* 或 *sha256sum /path/filename*

  • 注意:将该步骤命令中的 */path/filename* 替换为文件的实际下载路径和文件名。其中,path是路径,filename为文件名。
  • 强烈建议:

① 路径和文件名中不要出现空格或其他特殊字符。

② 路径和文件名最好以英文命名,不要以中文或其他特殊字符命名。

3.根据 Python 版本的不同有选择性地在终端输入命令:

▫ Python 3.6: bash ~/Downloads/Anaconda3-5.0.1-Linux-x86_64.sh

▫ Python 2.7: bash ~/Downloads/Anaconda2-5.0.1-Linux-x86_64.sh

  • 注意:

① 首词 bash 也需要输入,无论是否用的 Bash shell。

② 如果你的下载路径是自定义的,那么把该步骤路径中的 ~/Downloads 替换成你自己的下载路径。

③ 除非被要求使用 root 权限,否则均选择“Install Anaconda as a user”。

4.安装过程中,看到提示“In order to continue the installation process, please review the license agreement.”(“请浏览许可证协议以便继续安装。”),点击“Enter”查看“许可证协议”。

5.在“许可证协议”界面将屏幕滚动至底,输入“yes”表示同意许可证协议内容。然后进行下一步。

6.安装过程中,提示“Press Enter to accept the default install location, CTRL-C to cancel the installation or specify an alternate installation directory.”(“按回车键确认安装路径,按'CTRL-C'取消安装或者指定安装目录。”)如果接受默认安装路径,则会显示PREFIX=/home//anaconda<2 or 3> 并且继续安装。安装过程大约需要几分钟的时间。

  • 建议:直接接受默认安装路径。

7.安装器若提示“Do you wish the installer to prepend the Anaconda<2 or 3> install location to PATH in your /home//.bashrc ?”(“你希望安装器添加Anaconda安装路径在 /home//.bashrc 文件中吗?”),建议输入“yes”。

  • 注意:

① 路径 /home//.bash_rc“” 即进入到家目录后你的目录名。

② 如果输入“no”,则需要手动添加路径,否则conda将无法正常运行。

8.当看到“Thank you for installing Anaconda<2 or 3>!”则说明已经成功完成安装。

9.关闭终端,然后再打开终端以使安装后的 Anaconda 启动。或者直接在终端中输入 source ~/.bashrc 也可完成启动。

10.验证安装结果。可选用以下任意一种方法:

① 在终端中输入命令 condal list ,如果 Anaconda 被成功安装,则会显示已经安装的包名和版本号。

② 在终端中输入python。这条命令将会启动 Python 交互界面,如果 Anaconda 被成功安装并且可以运行,则将会在 Python 版本号的右边显示“Anaconda custom (64-bit)”。退出 Python 交互界面则输入 exit()quit() 即可。

③ 在终端中输入 anaconda-navigator 。如果 Anaconda 被成功安装,则 Anaconda Navigator 将会被启动。

2.Window 安装

1.前往官方下载页面下载。有两个版本可供选择:Python 3.6 和 Python 2.7,选择之后根据自己操作系统的情况点击“64-Bit Graphical Installer”或“32-Bit Graphical Installer”进行下载。

2.完成下载之后,双击下载文件,启动安装程序。

  • 注意:

① 如果在安装过程中遇到任何问题,那么暂时地关闭杀毒软件,并在安装程序完成之后再打开。

② 如果在安装时选择了“为所有用户安装”,则卸载 Anaconda 然后重新安装,只为“我这个用户”安装。

3.选择“Next”。

4.阅读许可证协议条款,然后勾选“I Agree”并进行下一步。

5.除非是以管理员身份为所有用户安装,否则仅勾选“Just Me”并点击“Next”。

6.在“Choose Install Location”界面中选择安装 Anaconda 的目标路径,然后点击“Next”。

  • 注意:

① 目标路径中不能含有空格,同时不能是“unicode”编码。

② 除非被要求以管理员权限安装,否则不要以管理员身份安装。

7.在“Advanced Installation Options”中不要勾选“Add Anaconda to my PATH environment variable.”(“添加Anaconda至我的环境变量。”)。因为如果勾选,则将会影响其他程序的使用。如果使用 Anaconda,则通过打开 Anaconda Navigator或者在开始菜单中的“Anaconda Prompt”(类似macOS中的“终端”)中进行使用。

除非你打算使用多个版本的 Anaconda 或者多个版本的 Python,否则便勾选“Register Anaconda as my default Python 3.6”。

然后点击“Install”开始安装。如果想要查看安装细节,则可以点击“Show Details”。

8.点击“Next”。

9.进入“Thanks for installing Anaconda!”界面则意味着安装成功,点击“Finish”完成安装。

  • 注意:如果你不想了解“Anaconda云”和“Anaconda支持”,则可以不勾选“Learn more about Anaconda Cloud”和“Learn more about Anaconda Support”。

10.验证安装结果。可选以下任意方法:

① “开始 → Anaconda3(64-bit)→ Anaconda Navigator”,若可以成功启动Anaconda Navigator则说明安装成功。

② “开始 → Anaconda3(64-bit)→ 右键点击Anaconda Prompt → 以管理员身份运行”,在Anaconda Prompt中输入 conda list ,可以查看已经安装的包名和版本号。若结果可以正常显示,则说明安装成功。

3.Mac 安装

两种安装方法,第一种是图形界面安装

  1. 前往官方下载页面下载。有两个版本可供选择:Python 3.6 和 Python 2.7,目前推荐选择前者,也可以根据自己学习或者工作需求选择不同版本。选择版之后点击“64-Bit Graphical Installer”进行下载。
  2. 完成下载之后,双击下载文件,在对话框中“Introduction”、“Read Me”、“License”部分可直接点击下一步
  3. “Destination Select”部分选择“Install for me only”并点击下一步。
  • 注意:若有错误提示信息“You cannot install Anaconda in this location”则重新选择“Install for me only”并点击下一步。

4.“Installation Type”部分,可以点击“Change Install Location”来改变安装位置。标准的安装路径是在用户的家目录下。若选择默认安装路径,则直接点击“Install”进行安装。

5.等待“Installation”部分结束,在“Summary”部分若看到“The installation was completed successfully.”则安装成功,直接点击“Close”关闭对话框。

6.在 mac 的 Launchpad 中可以找到名为 “Anaconda-Navigator” 的图标,点击打开。

7.若“Anaconda-Navigator”成功启动,则说明真正成功地安装了Anaconda;如果未成功,请务必仔细检查以上安装步骤。

8.完成安装

第二种方法,命令行安装

1.前往官方下载页面下载。有两个版本可供选择:Python 3.6 和 Python 2.7,目前推荐选择前者,也可以根据自己学习或者工作需求选择不同版本。选择版之后点击“64-Bit Graphical Installer”进行下载。

2.完成下载之后,在mac的Launchpad中找到“其他”并打开“终端”。

▫ 安装Python 3.6: bash ~/Downloads/Anaconda3-5.0.1-MacOSX-x86_64.sh

▫ 安装Python 2.7: bash ~/Downloads/Anaconda2-5.0.1-MacOSX-x86_64.sh

如果下载路径是自定义,将路径中的~/Downloads 替换为你下载的路径,此外如果更改过下载的文件名,那么也将 Anaconda3-5.0.1-MacOSX-x86_64.sh 更改为你修改的文件名。

ps:强烈建议不要修改文件名,如果重命名,也要采用英文进行命名。

3.安装过程中,看到提示“In order to continue the installation process, please review the license agreement.”(“请浏览许可证协议以便继续安装。”),点击“Enter”查看“许可证协议”。

4.在“许可证协议”界面将屏幕滚动至底,输入“yes”表示同意许可证协议内容。然后进行下一步。

5.安装过程中,提示“Press Enter to confirm the location, Press CTRL-C to cancel the installation or specify an alternate installation directory.”(“按回车键确认安装路径,按'CTRL-C'取消安装或者指定安装目录。”)如果接受默认安装路径,则会显示 PREFIX=/home//anaconda<2 or 3> 并且继续安装。安装过程大约需要几分钟的时间。

  • 建议:直接接受默认安装路径。

6.安装器若提示“Do you wish the installer to prepend the Anaconda install location to PATH in your /home//.bash_profile ?”(“你希望安装器添加Anaconda安装路径在/home//.bash_profile 文件中吗?”),建议输入“yes”。

  • 注意:

① 路径 /home//.bash_profile 中 即进入到家目录后你的目录名。

②如果输入“no”,则需要手动添加路径。添加 export PATH="//bin:$PATH".bashrc 或者 .bash_profile 中。其中, 替换为你真实的Anaconda安装路径。

7.当看到“Thank you for installing Anaconda!”则说明已经成功完成安装。

8.关闭终端,然后再打开终端以使安装后的 Anaconda 启动。

9.验证安装结果。可选用以下任意一种方法:

  • 在终端中输入命令 condal list ,如果 Anaconda 被成功安装,则会显示已经安装的包名和版本号。
  • 在终端中输入 python 。这条命令将会启动 Python 交互界面,如果 Anaconda 被成功安装并且可以运行,则将会在Python版本号的右边显示“Anaconda custom (64-bit)”。退出 Python 交互界面则输入 exit()quit() 即可。
  • 在终端中输入 anaconda-navigator 。如果 Anaconda 被成功安装,则 Anaconda Navigator 的图形界面将会被启动。
Anaconda 使用

简单介绍几个 Anaconda 的基本使用命令:

1.查看版本

conda --version

2.创建环境

# 基本命令
conda create --name <env_name> <package_names>
# 例子:创建一个 python3.6 的环境, 环境名字为 py36
conda create -n py36 python=3.6

3.删除环境

conda remove -n py36 --all

4.激活环境

source activate py36

5.退出环境

source deactivate
Jupyter Notebook 安装

1.简介

Jupyter Notebook 是一个开源的 Web 应用程序,允许用户创建和共享包含代码、方程式、可视化和文本的文档。它的用途包括:数据清理和转换、数值模拟、统计建模、数据可视化、机器学习等等。它具有以下优势:

  • 可选择语言:支持超过40种编程语言,包括 Python、R、Julia、Scala等。
  • 分享笔记本:可以使用电子邮件、Dropbox、GitHub 和 Jupyter Notebook Viewer 与他人共享。
  • 交互式输出:代码可以生成丰富的交互式输出,包括 HTML、图像、视频、LaTeX 等等。
  • 大数据整合:通过 Python、R、Scala 编程语言使用 Apache Spark 等大数据框架工具。支持使用 pandas、scikit-learn、ggplot2、TensorFlow 来探索同一份数据。

2.安装

有两种安装的方式,分别是通过 Anaconda 安装和命令行安装。

第一种方式就是安装 Anaconda ,它附带 Jupyter Notebook 等常用的科学计算和数据科学软件包。

第二种通过命令行安装,命令如下,根据安装的 Python 选择对应的命令安装即可。

# Pyhton 3
python3 -m pip install --upgrade pip
python3 -m pip install jupyter

# Python 2
python -m pip install --upgrade pip
python -m pip install jupyter

3.运行和使用

运行 Jupyter Notebook 的方法很简单,只需要在系统的终端(Mac/Linux 的 Terminal,Window 的 cmd) 运行以下命令即可:

jupyter notebook

官方文档地址如下:

https://jupyter.org/documentation

Pycharm 安装

Pycharm 是 Python 的一个 IDE,配置简单,功能强大,而且对初学者友好,下面介绍如何安装和简单配置 Pycharm。

1.安装

Pycharm 提供 免费的社区版付费的专业版。专业版额外增加了一些功能,如项目模板、远程开发、数据库支持等。个人学习 Python 使用免费的社区版已足够。 pycharm社区版:PyCharm :: Download Latest Version of PyCharm

安装过程照着提示一步步操作就可以了。注意安装路径尽量不使用带有 中文或空格 的目录,这样在之后的使用过程中减少一些莫名的错误。

2.配置

Pycharm 提供的配置很多,这里讲几个比较重要的配置

编码设置:

Python 的编码问题由来已久,为了避免一步一坑,Pycharm 提供了方便直接的解决方案

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IDE EncodingProject EncodingProperty Files 三处都使用 UTF-8 编码,同时在文件头添加

#-*- coding: utf-8 -

这样在之后的学习过程中,或多或少会避免一些编码坑。

解释器设置:

当有多个版本安装在电脑上,或者需要管理虚拟环境时,Project Interpreter 提供方便的管理工具。

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在这里可以方便的切换 Python 版本,添加卸载库等操作。

修改字体:

EditorFont 选项下可以修改字体,调整字体大小等功能。

img

快捷键设置:

在 windows 下一些最常用的默认快捷键:

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Pycharm 也为不同平台的用户提供了定制的快捷键方案,习惯了用emacsvimvs的同学,可以直接选择对应的方案。

img

同时,Pycharm 也提供了自定义快捷键的功能。

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修改完成之后就去试试效果吧!

3.调试

强大的 Pycharm 为我们提供了方便易用的断点调试功能,步骤如下图所示:

img

简单介绍一下调试栏的几个重要的按钮作用:

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Resume Program:断点调试后,点击按钮,继续执行程序;

img

Step Over :在单步执行时,在函数内遇到子函数时不会进入子函数内单步执行,而是将子函数整个执行完再停止,也就是把子函数整个作为一步。有一点,经过我们简单的调试,在不存在子函数的情况下是和Step Into效果一样的(简而言之,越过子函数,但子函数会执行);

img

Step Into:单步执行,遇到子函数就进入并且继续单步执行(简而言之,进入子函数);

img

Step Out : 当单步执行到子函数内时,用step out就可以执行完子函数余下部分,并返回到上一层函数。

如果程序在某一步出现错误,程序会自动跳转到错误页面,方便我们查看错误信息 更详细的关于调试的知识参考之前的一篇文章:

如何在 Python 中使用断点调试 - Crossin的编程教室 - 知乎专栏

另外,PyCharm 还提供了一个方便调试的小功能,但隐藏得比较深,参见:

pycharm 如何程序运行后,仍可查看变量值? - 知乎专栏

4.Python 控制台

为了方便用户,Pycharm 提供了另一个贴心的功能,将 Python shell 直接集成在软件中,调出方法如下:

img


参考:

  • 《Python 编程从入门到实践》
  • https://medium.com/fintechexplained/everything-about-python-from-beginner-to-advance-level-227d52ef32d2
  • http://www.runoob.com/python/python-tutorial.html
  • https://zhuanlan.zhihu.com/p/32925500
  • https://zhuanlan.zhihu.com/p/32320214
  • https://zhuanlan.zhihu.com/p/26066151

小结

本文主要是简单整理了在各个不同操作系统上的 Python 安装,包括 Anaconda、Jupyter Notebook 以及 Pycharm 的安装方法。

因为公众号开通时间比较晚,所以一直没有留言功能,不过现在找到一个留言助理提供留言板功能,可以扫描下方二维码进行留言,或者点击原文进行留言!

可以留言分享下第一次安装配置 Python 或者是 Anaconda、Jupyter Notebook 以及 Pycharm 时候遇到过的坑或者问题。

原文发布于微信公众号 - 算法猿的成长(AI_Developer)

原文发表时间:2019-03-26

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