1.3　熟悉Python解釋器與IDE

學(xué)習(xí)Python編程，首先需要把Python軟件安裝到計(jì)算機(jī)中，這樣就有了Python解釋器簡(jiǎn)單的開(kāi)發(fā)環(huán)境。集成開(kāi)發(fā)環(huán)境（Integrated Development Environment, IDE）是用于提供程序開(kāi)發(fā)環(huán)境的應(yīng)用程序，一般包括代碼編輯器、編譯器或解釋器、調(diào)試器和圖形用戶界面工具，同時(shí)還具有對(duì)所開(kāi)發(fā)程序的運(yùn)行、調(diào)試、打包、發(fā)布等功能。

舉個(gè)例子，下載了一部電視劇，不同格式的視頻需要具有對(duì)應(yīng)解碼器的播放器來(lái)播放，這個(gè)播放器就相當(dāng)于“開(kāi)發(fā)環(huán)境”。如果想給這個(gè)片子配上字幕，剪輯一下或再加點(diǎn)兒特效等操作，就需要用到功能更為強(qiáng)大的視頻剪輯工具，而不是僅僅具有播放功能的播放器了。這種功能超強(qiáng)的工具，就是超強(qiáng)工具集，相當(dāng)于“集成開(kāi)發(fā)環(huán)境”。

1.3.1　Python解釋器

完成Python程序代碼編寫(xiě)時(shí)，將獲得以.py為擴(kuò)展名的Python代碼文本文件。要讓計(jì)算機(jī)讀懂并運(yùn)行這些代碼，就需要在Python解釋器的幫助下執(zhí)行.py文件。安裝Python軟件后，就直接獲得了一個(gè)官方版本的解釋器：CPython解釋器。這個(gè)解釋器是用C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的，所以叫CPython。在命令行下運(yùn)行Python就是啟動(dòng)CPython解釋器。CPython是使用最廣的Python解釋器。

由于Python語(yǔ)言從規(guī)范到解釋器都是開(kāi)源的，所以理論上，只要水平夠高，任何人都可以編寫(xiě)Python解釋器來(lái)執(zhí)行Python代碼（當(dāng)然難度很大）。事實(shí)上，確實(shí)除了CPython解釋器外還存在多種Python解釋器，常見(jiàn)的還有如下解釋器。

1. IPython解釋器

IPython是基于CPython之上的一個(gè)交互式解釋器，比默認(rèn)的Python Shell好用很多，支持變量自動(dòng)補(bǔ)全，自動(dòng)縮進(jìn)，支持bash shell命令，內(nèi)置了許多很有用的功能和函數(shù)。IPython只是在交互方式上有所增強(qiáng)，但是執(zhí)行Python代碼的功能和CPython是完全一樣的。好比很多瀏覽器雖然外觀不同，但內(nèi)核其實(shí)都是調(diào)用了IE。

2. PyPy解釋器

PyPy是另一個(gè)Python解釋器，執(zhí)行速度快。PyPy采用JIT技術(shù)，對(duì)Python代碼進(jìn)行動(dòng)態(tài)編譯（注意不是解釋），所以可以顯著提高Python代碼的執(zhí)行速度。PyPy比CPython更加靈活，易于使用和試驗(yàn)，以制定具體的功能在不同情況的實(shí)現(xiàn)方法，可以很容易實(shí)施。

雖然絕大部分Python代碼都可以在PyPy下運(yùn)行，但是PyPy和CPython有一些是不同的，這就導(dǎo)致相同的Python代碼在兩種解釋器下執(zhí)行可能會(huì)有不同的結(jié)果。如果代碼要放到PyPy下執(zhí)行，就需要了解PyPy和CPython的不同點(diǎn)。

3. Jython解釋器

Jython是運(yùn)行在Java平臺(tái)上的Python解釋器，可以直接把Python代碼編譯成Java字節(jié)碼執(zhí)行。它是一個(gè)Python語(yǔ)言在Java中的完全實(shí)現(xiàn)。Jython也有很多從CPython中繼承的模塊庫(kù)。Jython不僅提供了Python的庫(kù)，還提供了所有的Java類。

4. IronPython解釋器

IronPython和Jython類似，只不過(guò)IronPython是運(yùn)行在微軟.NET平臺(tái)上的Python解釋器，可以直接把Python代碼編譯成.NET的字節(jié)碼。

Python的解釋器很多，但使用最廣泛的還是CPython。如果要與Java或.NET平臺(tái)交互，最好的辦法不是用Jython或IronPython，而是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)調(diào)用來(lái)進(jìn)行交互，確保各程序之間的獨(dú)立性。

1.3.2　Python集成開(kāi)發(fā)環(huán)境

Python是一種功能強(qiáng)大、語(yǔ)言簡(jiǎn)潔的編程語(yǔ)言。Python包括高效的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，提供簡(jiǎn)單且高效的面向?qū)ο缶幊獭?/p>

Python的學(xué)習(xí)過(guò)程少不了代碼編輯器或者集成的開(kāi)發(fā)編輯器（IDE）。高效的代碼編輯器或者IDE通常會(huì)提供插件、工具等，用于幫助開(kāi)發(fā)者提高使用Python開(kāi)發(fā)的速度，提高效率。Python軟件常用集成開(kāi)發(fā)環(huán)境如表1-2所示。

1.3.3　安裝PyCharm IDE

為了使讀者對(duì)IDE有個(gè)感性認(rèn)識(shí)，在這里選擇PyCharm集成開(kāi)發(fā)環(huán)境進(jìn)行基本介紹。PyCharm是一個(gè)跨平臺(tái)的Python開(kāi)發(fā)工具，是JetBrains公司的產(chǎn)品。其特征包括：自動(dòng)代碼完成、集成的Python調(diào)試器、括號(hào)自動(dòng)匹配、代碼折疊。PyCharm支持Windows、Mac OS以及Linux等系統(tǒng)，而且可以遠(yuǎn)程開(kāi)發(fā)、調(diào)試、運(yùn)行程序等。安裝使用PyCharm請(qǐng)執(zhí)行如下操作。

【例1-3】安裝PyCharm IDE。

步驟1：在瀏覽器中打開(kāi)http://www.jetbrains.com/pycharm/download下載頁(yè)面。提供Professional專業(yè)版（需購(gòu)買(mǎi)注冊(cè)或者使用免費(fèi)30天）和Community社區(qū)版（免費(fèi)）兩個(gè)版本，在功能方面有所差異。根據(jù)自己的需求下載（這里以Windows專業(yè)版為例），如圖1-18所示。

步驟2：直接雙擊下載好的pycharm-professional-2017.2.4.exe文件進(jìn)行安裝，如圖1-19所示。

步驟3：?jiǎn)螕鬘ext按鈕，在設(shè)置軟件安裝路徑文本框中使用默認(rèn)或者選擇指定新的安裝路徑后，單擊Next按鈕繼續(xù)安裝，如圖1-20所示。

步驟4：在新的安裝界面中，復(fù)選創(chuàng)建桌面快捷方式模式和設(shè)置關(guān)聯(lián)文件的擴(kuò)展名文件。單擊Next按鈕繼續(xù)安裝，如圖1-21所示。

步驟5：?jiǎn)螕鬘ext或Install按鈕就可以完成軟件的安裝，如圖1-22所示。

1.3.4　運(yùn)行PyCharm IDE

完成PyCharm軟件的安裝后，需要進(jìn)行必要的設(shè)置和項(xiàng)目新建才能運(yùn)行。具體操作方法如下。

【例1-4】運(yùn)行PyCharm IDE開(kāi)發(fā)環(huán)境。

步驟1：首次啟動(dòng)PyCharm軟件，可以在應(yīng)用菜單或桌面中單擊PyCharm圖標(biāo)。初次啟動(dòng)軟件會(huì)顯示一個(gè)提示界面，詢問(wèn)是否導(dǎo)入前一版本的PyCharm設(shè)置。由于是初次安裝，直接使用默認(rèn)選項(xiàng)單擊OK按鈕即可，如圖1-23所示。

步驟2：進(jìn)入PyCharm軟件激活界面。如果暫時(shí)還沒(méi)有購(gòu)買(mǎi)該軟件，可以先免費(fèi)試用30天，如圖1-24所示。

步驟3：選擇PyCharm預(yù)設(shè)的快捷鍵方案，如Eclipse、Visual Studio等；也可以設(shè)置PyCharm主題，包括字體、背景顏色這些等。如果沒(méi)有特別偏好的主題，也可以直接單擊OK按鈕接受系統(tǒng)默認(rèn)設(shè)置，如圖1-25所示。

步驟4：創(chuàng)建新項(xiàng)目。單擊Create New Project創(chuàng)建新項(xiàng)目項(xiàng)，如圖1-26所示。

步驟5：在“新建項(xiàng)目”窗口中，設(shè)置項(xiàng)目文件夾的位置與使用的Python解釋器。根據(jù)工作需要可能計(jì)算機(jī)中安裝不止一個(gè)版本的Python運(yùn)行環(huán)境，在這里可以管理、選擇不同的Python環(huán)境來(lái)開(kāi)發(fā)或調(diào)試程序。這里選擇在D:\pythonCode文件中創(chuàng)建新項(xiàng)目，單擊Create按鈕，接下來(lái)就可以創(chuàng)建新項(xiàng)目了，如圖1-27所示。

步驟6：新建一個(gè)Python文件。右擊剛建好的項(xiàng)目文件夾，在彈出的快捷菜單中執(zhí)行New→Python File菜單命令，創(chuàng)建一個(gè)名稱為“hello.py”的Python文件，單擊OK按鈕完成文件新建，如圖1-28所示。

步驟7：在新文件代碼窗口中，編寫(xiě)“Hello World”程序并執(zhí)行。執(zhí)行程序可以單擊文件名右側(cè)的按鈕或右擊，在彈出的快捷菜單中選擇Run 'hello'菜單命令，程序運(yùn)行的結(jié)果會(huì)顯示在下面的窗體中，如圖1-29所示。

步驟8：至此，便完成了在PyCharm中完整文檔的新建及運(yùn)行操作。

1.3.5　設(shè)置PyCharm IDE

完成PyCharm的安裝后，可以根據(jù)自己的喜好對(duì)界面風(fēng)格、主題色彩、字體、顏色以及Python文檔模板等進(jìn)行設(shè)置。

1. 設(shè)置背景主題

背景主題的具體設(shè)置方法如下。

在菜單欄中執(zhí)行File→Settings菜單命令打開(kāi)設(shè)置對(duì)話框，并展開(kāi)Appearance & Behavior→Appearance選項(xiàng)。在打開(kāi)的外觀設(shè)置對(duì)話框中，單擊UI Options下UI選項(xiàng)欄下Theme主題對(duì)應(yīng)的下拉菜單，選擇一個(gè)喜歡的主題，如圖1-30所示。

注意：此時(shí)位于對(duì)話框右上角有一個(gè)Reset按鈕，如果想撤銷(xiāo)當(dāng)前設(shè)置，可以通過(guò)單擊這個(gè)按鈕來(lái)恢復(fù)之前的設(shè)置。同時(shí)當(dāng)光標(biāo)移動(dòng)至Apply按鈕時(shí)，它將變?yōu)榭捎脿顟B(tài)，如圖1-31所示。

在該外觀設(shè)置對(duì)話框中，也可以更改其他外觀選項(xiàng)的設(shè)置，例如，字體和字號(hào)、窗口屬性等。

2. 設(shè)置新建模板默認(rèn)信息

在PyCharm使用過(guò)程中，對(duì)于正式文檔需要有聲明行和關(guān)于代碼編寫(xiě)者的一些個(gè)人信息，使用模板的方式可以實(shí)現(xiàn)方便快捷填寫(xiě)。具體設(shè)置方法如下。

步驟1：在菜單欄中執(zhí)行File→Settings菜單命令打開(kāi)設(shè)置對(duì)話框。選擇Editor→Color Style→File and Templates→Python-Script菜單項(xiàng)，如圖1-32所示。

步驟2：在Python-Script代碼區(qū)域，可以根據(jù)自己的需要輸入和編輯內(nèi)容。完成設(shè)置后單擊OK按鈕，確認(rèn)設(shè)置，如圖1-33所示。

常見(jiàn)預(yù)定義模板文件變量如表1-3所示。

步驟3：在PyCharm中新建一個(gè)文檔，代碼區(qū)域便可自動(dòng)顯示所設(shè)置的模板變量信息，如圖1-34所示。