1.1 Python简介与开发环境搭建 详细教程

一、Python语言简介

1. Python的核心特点

2. Python的应用领域

表1.1 Python主要应用领域

二、开发环境搭建详解

1. Python解释器安装

Windows系统安装步骤：

1. 访问Python官网
2. 下载最新稳定版（如Python 3.11.4）
3. 运行安装程序，勾选"Add Python to PATH"
4. 选择"Customize installation"，确保勾选所有可选功能
5. 完成安装后验证：

python --version
# 应显示类似：Python 3.11.4

MacOS系统安装：

# 推荐使用Homebrew安装
brew install python

# 验证安装
python3 --version

2. 开发工具选择与配置

VS Code配置Python开发环境：

1. 安装VS Code
2. 安装Python扩展（Microsoft官方扩展）
3. 配置Python解释器路径（Ctrl+Shift+P → "Python: Select Interpreter"）
4. 推荐安装的扩展： Pylance（类型检查） Python Docstring Generator Python Test Explorer

PyCharm专业版配置：

1. 创建新项目时选择Python解释器
2. 配置代码风格（PEP 8）：

3. 虚拟环境管理

venv模块使用：

# 创建虚拟环境
python -m venv myenv

# 激活环境（Windows）
myenv\Scripts\activate

# 激活环境（Mac/Linux）
source myenv/bin/activate

# 退出环境
deactivate

虚拟环境目录结构：

myenv/
│
├── Include/        # C头文件
├── Lib/            # Python库
├── Scripts/        # 可执行文件
│   ├── activate    # 激活脚本
│   ├── pip.exe     # 包管理工具
│   └── python.exe  # 解释器
└── pyvenv.cfg      # 环境配置

4. 包管理工具pip

常用命令：

# 安装包
pip install package_name

# 指定版本安装
pip install package_name==1.2.3

# 升级包
pip install --upgrade package_name

# 卸载包
pip uninstall package_name

# 导出环境
pip freeze > requirements.txt

# 从文件安装
pip install -r requirements.txt

pip配置镜像源：

# 临时使用清华源
pip install -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple package_name

# 永久配置
pip config set global.index-url https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple

三、第一个Python程序

1. Hello World示例

# hello.py
def greet(name: str) -> str:
    """返回问候语
    
    Args:
        name: 要问候的人名
        
    Returns:
        问候字符串
    """
    return f"Hello, {name}! Welcome to Python world."

if __name__ == "__main__":
    user_name = input("请输入你的名字: ")
    print(greet(user_name))

2. 代码执行方式

三种运行方式对比：

表1.2 Python代码执行方式

3. 代码风格检查（PEP 8）

使用flake8进行检查：

# 安装
pip install flake8

# 检查当前目录
flake8 .

# 典型输出示例：
# ./hello.py:1:1: F401 'os' imported but unused
# ./hello.py:5:1: E302 expected 2 blank lines, found 1

常见PEP 8规范要点：

1. 缩进：4个空格（非Tab）
2. 行长度：不超过79字符
3. 导入分组和顺序：# 标准库
   import os
   import sys
   
   # 第三方库
   import flask
   
   # 本地应用/库
   from . import mymodule
4. 命名约定： 变量/函数：lower_case_with_underscores 常量：ALL_CAPS 类名：CapitalizedWords

四、常见问题解决方案

1. 环境问题排查表

表1.3 常见环境问题及解决

2. 多版本Python管理（pyenv）

安装与使用：

# Linux/Mac安装
curl https://pyenv.run | bash

# 常用命令
pyenv install 3.11.4      # 安装指定版本
pyenv global 3.11.4       # 设置全局版本
pyenv local 3.10.6        # 设置当前目录版本
pyenv versions           # 查看已安装版本

五、学习资源推荐

1. 官方文档

Python官方文档：https://docs.python.org/3/
PEP 8风格指南：https://peps.python.org/pep-0008/
Python标准库参考：https://docs.python.org/3/library/index.html

2. 实用工具推荐

1. Jupyter Notebook：交互式编程环境
2. Black：自动化代码格式化工具
3. isort：自动排序import语句
4. pipenv：更高级的包和环境管理

3. 练习项目建议

1. 温度转换器（℃/℉互换）
2. 简易计算器
3. 文件重命名工具
4. 密码生成器

小结要点

通过本小节学习，我们能够：

1. 理解Python语言的特性和优势
2. 独立完成开发环境搭建和配置
3. 使用虚拟环境管理项目依赖
4. 编写符合PEP 8规范的Python代码
5. 解决常见的环境配置问题

持续更新Python编程学习日志与技巧，敬请关注！

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