Python 3 基础教程（第3版）（慕课版） 课件 第1章 配置开发环境

Python3基础教程第3版慕课版单元1配置开发环境任务1-1在Windows操作系统中安装Python【任务目标】1．下载Python安装包。2．安装Python。【任务实施】演示过程……任务1-1：在Windows操作系统中安装Python【任务目标】1．下载Python安装包。2．安装Python。【任务实施】演示过程……1.1Python概述本节主要内容Python的发展Python的特点Python的版本Python的应用领域第三方集成开发工具1.1.1Python的发展吉多·范罗苏姆（GuidovanRossum）于1989年开始开发Python作为巨蟒剧团（MontyPython）喜剧团体的粉丝，吉多将这门新的语言命名为Python。Python的灵感来自ABC语言——吉多参与开发的一种适用于非专业程序开发人员的教学语言。吉多认为ABC语言优美、功能强大，ABC未获得成功的原因主要是非开放。吉多一开始就将Python定位为开放性语言。Python起源于ABC，并受到了Modula-3语言的影响，同时结合了Unixshell和C的习惯。TIOBE程序设计语言排行榜（2024年6月）1.1.2Python的特点1.Python是免费的开源自由软件Python遵循GPL协议，是免费和开源的，不管用于何种用途，开发人员都无需支付任何费用，也不用担心版权问题。2.Python是面向对象的面向对象（ObjectOriented，OO）是现代高级程序设计语言的一个重要特征。Python具有多态、运算符重载、继承和多重继承等面向对象编程（ObjectOrientedProgramming，OOP）的主要特征。1.1.2Python的特点3.Python具有良好的跨平台特性Python是用ANSIC语言实现。C语言因为跨平台和良好的可移植性成为了经典的程序设计语言。这意味着Python也具有良好的跨平台特性，可在目前所有的主流平台上编译和运行。1.1.2Python的特点4.Python功能强大动态数据类型：Python在代码运行过程中跟踪变量的数据类型，不需要声明变量的数据类型，也不要求在使用之前对变量进行类型声明。自动内存管理：良好的内存管理机制意味着程序运行具有更高的性能。Python程序员无需关心内存的使用和管理，Python会自动分配和回收内存。大型程序支持：通过子模块、类和异常等工具，Python可用于大型程序开发。内置数据结构：Python提供了常用数据结构支持。例如，集合、列表、字典、字符串等都属于Python内置类型，用于实现相应的数据结构。同时，Python也实现了各种数据结构的标准操作，如合并、分片、排序和映射等。内置标准库：Python提供丰富的标准库，如从正则表达式匹配到网络等，使Python可以实现多种应用。第三方工具集成：Python通过扩展包集成第三方工具，从而应用到各种不同领域。1.1.2Python的特点5.Python简单易学Python的设计理念是“优雅”“明确”“简单”，提倡“用一种方法，最好是只用一种方法来做一件事”。所以，Python语言语法简洁、代码易读。一些知名大学（如卡耐基梅隆大学、麻省理工学院等）开始采用Python作为程序设计课程的编程语言。执行importthis命令显示Python哲学和设计思想Python之禅（译文）优美胜于丑陋明了胜于晦涩简单胜于复杂复杂胜于杂乱扁平胜于嵌套间隔胜于紧凑可读性很重要特例不足以特殊到违背这些原则不要忽视错误，除非程序需要这样做面对模棱两可，拒绝猜测解决问题最直接的方法应该有一种，最好只有一种可能这种方法一开始不够直接，因为你不是范罗苏姆做也许好过不做，但不想就做还不如不做如果方案难以描述明白，那么一定是个糟糕的方案如果容易描述，那么可能是个好方案命名空间是一种绝妙的理念，多加利用1.1.3Python的版本版本号年份0.9.0～1.21991～19951.3～1.5.21995～19991.6、2.020001.6.1、2.0.1、2.1、2.1.120012.1.2、2.1.320022.2～2.72001～至今3.x2008～至今Python通过一个参与者众多的开发社区来保持版本更新和改进。Python的开发者通过一个在线的源代码控制系统协同工作，所有对Python的修改必须遵循Python增强提案（PythonEnhancementProposal，PEP），并通过Python扩展回归测试系统的测试。目前，由一个非正式的组织Python软件基金（PythonSoftwareFoundation，PSF）负责组织会议并处理Python的知识产权问题。Python3.0不再向后兼容，Python2.7作为Python2.x的最后一个版本。Python2.x依然有众多开发人员使用。Python官方已于2020年停止对Python2.7的支持。为了方便叙述，本书在后面的内容中将Python3.x简称为Python3，Python2.x简称为Python2。目前，Python3的最新版本为3.12.4（2024年7月）。Python官方主页：《全国计算机等级考试二级Python语言程序设计考试大纲（2023年版）》建议考试使用的Python版本为3.5.3～3.9.10。1.1.4Python的应用领域Python近乎全能，通过第三方库，Python的应用领域几乎可扩展到所有可编程的领域，其主要应用领域如下。网络爬虫：实现网络共享资源获取、网络监控、自动化测试等功能。例如，Requests、Scrapy和Pyspider等都是常用的Python网络爬虫库。数据分析：主要指对数据执行各种科学或工程计算。例如，NumPy、SciPy和Pandas等都是常用的Python数据分析库。文件处理：实现PDF文件、MicrosoftExcel文件、MicrosoftWord文件、HTML（HypertextMarkupLanguage，超文本标记语言）文件和XML（eXtensibleMarkupLanguage，可扩展标记语言）文件等各种文件的处理。例如，PDFMiner可用于处理PDF文件，Openpyxl可用于处理MicrosoftExcel文件，Python-docx可用于处理MicrosoftWord文件。1.1.4Python的应用领域数据可视化：主要指使用易于理解的图形来展示数据。例如，Matplotlib、Seaborn和Mayavi等都是常用的Python数据可视化库。图形用户界面：用于实现应用程序的图形用户界面。例如，PyQt5、wxPython和PyGObject等都是常用的Python图形用户界面库。机器学习：为Python提供机器学习实现功能。Scikit-learn、MXNet和TensorFlow等都是常用的Python机器学习库。Web应用开发：为Python提供快速Web应用开发功能。Django、Flask和Web2py等都是常用的PythonWeb应用开发库。游戏开发：为Python提供各种游戏开发功能。Pygame、Panda3D和Cocos2d等都是常用的Python游戏开发库。1.1.5第三方集成开发工具1．PyCharm简介PyCharm是JetBrains公司开发的一款集成开发工具，它具有语法高亮、代码跳转、智能提示、自动补全、代码调试、单元测试、版本控制等诸多功能。PyCharm支持Python、JavaScript、CoffeeScript、TypeScript、HTML、CSS（CascadingStyleSheets，层叠样式表）等多种语言，以及Django、Flask、GoogleAppEngine、Pyramid、Web2py等Web库。图示为PyCharm工作界面。1.1.5第三方集成开发工具2．VSCode简介VSCode是Microsoft公司开发的一款集成开发工具，它具有语法高亮、代码跳转、智能提示、自动补全、代码调试、内置Git命令等诸多功能。VSCode支持Python、JavaScript、Java、C/C++、TypeScript、HTML、CSS等多种语言。通过安装扩展组件，VSCode几乎可支持编写所有语言代码。图1-11显示了VSCode的工作界面。任务1-2运行Python命令和程序【任务目标】1．交互式运行Python命令。2．用程序输出唐诗《春晓》。【任务实施】演示过程……1.2运行Python程序本节主要内容Python程序的运行方式Python程序的可执行文件1.2.1Python程序的运行方式Python程序有两种运行方式：程序文件运行和交互式运行。程序文件是包含一系列Python语句的源代码文件，文件扩展名通常为py。在Windows的命令提示符窗口中，可使用Python.exe来执行Python程序文件。首先，由Python解释器将py文件翻译成字节码文件，再由Python虚拟机（PythonVirtualMachine，PVM）逐条翻译、执行字节码中的Python语句。Python还可以通过交互方式运行。在Windows系统的命令提示符窗口中运行Python.exe，可进入Python的交互环境。在其中输入Python语句后，按【Enter】键运行Python交互环境中的常用快捷键如下。【↑】：调出使用过的上一条命令。【↓】：调出使用过的下一条命令。【PageUp】：调出使用过的第一条命令。【PageDown】：调出使用过的最后一条命令。在IDLE交互环境中，也可交互式运行Python命令。IDLE交互环境中的常用快捷键如下。【F1】：打开Python帮助文档。【Alt+P】：调出使用过的上一条命令。【Alt+N】：调出使用过的下一条命令。【Alt+/】：补全使用过的单词，连续按【Alt+/】组合键，可在多个单词中切换。【Alt+3】：注释代码。【Alt+4】：取消注释。【Ctrl+]】或【Tab】：增加缩进量。【Ctrl+[】：减少缩进量。1.2.2Python程序的可执行文件可将Python程序打包为一个独立的可执行程序，即冻结二进制文件（FrozenBinary）。冻结二进制文件是将Python程序的字节码、PVM以及程序所需的Python支持文件等捆绑到一起形成的一个独立文件。在Windows系统中，冻结二进制文件是一个exe文件，运行exe文件即可启动Python程序，也不需要安装Python环境。常用的第三方冻结二进制文件生成工具有py2exe和pyinstaller。任务1-3运行示例代码【任务目标】1．运行turtle库绘制时钟的示例代码。2．运行OpenCV库图像分割的示例代码。【任务实施】演示过程……1.3使用Python文档本节主要内容离线文档离线模块文档在线文档1.3.1