1.3　Python IDE和Anaconda介紹

集成開發環境（Integrated Development Environment，IDE）是用于提供程序開發環境的應用程序，一般包括代碼編輯器、編譯器、調試器和圖形用戶界面等工具。

IDE集成了代碼編寫功能、分析功能、編譯功能、調試功能等一體化的開發軟件服務套。所有具備這一特性的軟件或者軟件套（組）都可以叫集成開發環境。例如微軟的Visual Studio系列，Borland的C++ Builder、Delphi系列等。該程序可以獨立運行，也可以和其他程序并用。

對于Python學習者來說，如果想做一些項目，持續學習Python，必須掌握IDE。在本書的后續學習中將重點使用Python IDE和PyCharm這兩款產品。此外，本節最后還簡要介紹了Python開發工具Anaconda。

1.3.1　Python IDE

在安裝Python后，會自動安裝一個IDLE，它是一個Python Shell（可以在打開的IDLE窗口的標題欄上看到），程序開發人員可以利用Python Shell與Python交互。這里以在Windows 10環境下安裝Python 3.10.0為例，詳細介紹如何使用IDLE開發Python程序。

單擊Windows 10系統的開始菜單，然后依次選擇Python 3.10→IDLE (Python 3.10 64-bit)菜單項，即可打開IDLE窗口，如圖1-8所示。

前面已經提及Python的命令行和腳本，下面說明如何在Python 3.10 IDLE中生成Python腳本。具體步驟如下：

　在IDLE主窗口的菜單欄上執行File→New File命令，在打開的新窗口中，可以直接編寫Python代碼，如圖1-9所示。

　在untitled文件中輸入一行代碼后，按<Enter>鍵，將自動換到下一行，等待繼續輸入。例如輸入以下代碼，可以看到文件名untitled上方有“*”，這表示文件已經被修改，還沒有進行保存，如圖1-10所示。

　按快捷鍵Ctrl+S保存文件，選擇保存路徑并保存，這里將文件名稱設置為demo.py。其中，“.py”是Python文件的擴展名。

　在菜單欄中執行Run→Run Module命令（也可以直接按快捷鍵F5），運行程序，如圖1-11和圖1-12所示。

　運行程序后，將打開IDLE Shell窗口顯示運行結果，如圖1-13所示。

在程序開發過程中，合理使用快捷鍵不但可以減少代碼的錯誤率，而且可以提高開發效率。在IDLE中，可通過執行菜單欄中的Options→Configure IDLE命令，在打開的Settings對話框的Keys選項卡中查看快捷鍵，如圖1-14所示。

常用的Python快捷鍵如表1-1所示。

1.3.2　PyCharm

PyCharm是由JetBrains打造的一款Python IDE。PyCharm具備一般Python IDE的功能，如調試、語法高亮、項目管理、代碼跳轉、智能提示、自動完成、單元測試、版本控制等。另外，PyCharm還提供了一些很好的功能用于Django開發，同時還支持Google App Engine和IronPython。

可選擇PyCharm官網下不同操作系統環境（Windows、macOS、Linux）的軟件進行安裝，如圖1-15所示。其中Professional（專業）版是專用許可證下發布的，需要購買授權后才能使用，但新用戶可以試用30天，很顯然，專業版提供了更為強大的功能和對企業級開發的各種支持；Community（社區）版是免費版本，但是對于初學者來說，社區版已經足夠強大和好用了。

專業版的PyCharm是需要激活的，強烈建議讀者在條件允許的情況下支付費用來支持優秀的產品，如果不用做商業用途或者不需要使用PyCharm的高級功能，可以暫時選擇試用30天或者使用社區版的PyCharm。接下來將重點使用PyCharm IDE進行Python代碼的編寫和學習。

1．安裝及首次使用的設置

在PyCharm官網下載對應系統的軟件安裝包，以在Windows 10環境的安裝為例進行介紹。

（1）下載完成后雙擊.exe文件進行安裝，如圖1-16所示。

（2）單擊Next按鈕進入下一步，如圖1-17所示。

（3）繼續單擊Next按鈕進入下一步，如圖1-18所示。各選項的含義如下：

·　Create Desktop Shortcut：創建桌面快捷方式。

·　Update PATH Variable(restart needed)：更新路徑變量（需要重新啟動），建議勾選。

·　Update Context Menu：更新上下文菜單。

·　Add "Open Folder as Project"：添加打開文件夾作為項目。

·　Create Associations：創建關聯，關聯.py文件，雙擊都是以PyCharm形式打開的。

（4）繼續單擊Next按鈕進入下一步，如圖1-19所示。

（5）單擊Install按鈕進行安裝，等待一會兒，會出現如圖1-20所示的安裝進度圖。

（6）安裝結束后會出現如圖1-21所示的安裝完成界面。

（7）安裝完成后單擊Finish（結束）按鈕關閉安裝向導。

通過雙擊桌面的快捷方式即可運行PyCharm。第一次使用PyCharm時，會有一個導入設置的向導，如果之前沒有使用PyCharm或者沒有保存過設置，就直接選擇Do not import settings進入下一步。

（1）選擇UI主題，根據個人喜好進行選擇，深色的主題比較護眼，而淺色的主題對比度更好。

（2）創建可以在“終端”或“命令行提示符”中運行PyCharm的啟動腳本，當然也可以不做任何勾選，直接單擊Next: Featured plugins按鈕進入下一環節。

（3）單擊右下角的Start using PyCharm（開始使用PyCharm）就可以開啟PyCharm的Python學習之旅。

2．用PyCharm創建項目

啟動PyCharm之后會來到一個啟動頁，在啟動頁上可以選擇Create New Project（創建新項目）、Open（打開已有項目）和Get from Version Control（從版本控制系統中檢出項目），如圖1-22所示。

如果選擇了Create New Project來創建新項目，就會打開一個創建項目的向導頁。圖1-23所示是PyCharm專業版創建新項目的向導頁，可以看出專業版支持的項目類型非常多，而社區版只能創建純Python項目（Pure Python），沒有這一系列的選項。

接下來，要為項目創建專屬的虛擬環境，每個Python項目最好都在自己專屬的虛擬環境中運行，因為每個項目對Python解釋器和第三方庫的需求并不相同，虛擬環境對不同的項目進行了隔離。

在圖1-23所示的界面中選擇新建虛擬環境（New Virtualenv Environment），這里的Virtualenv是PyCharm默認選擇的創建虛擬環境的工具，只保留這個默認的選項就可以了。

項目創建完成后，就可以開始新建各種文件來書寫Python代碼了，如圖1-24所示。左側是項目瀏覽器，可以看到剛才創建的項目文件夾以及虛擬環境文件夾。

在項目上右擊，在彈出的快捷菜單中選擇New，然后選擇Python File來創建Python代碼文件，此時創建了一個名為torch_start.py的Python文件。

在工作窗口右擊，可以在上下文菜單中找到Run選項，例如要運行torch_start.py文件，右鍵菜單會顯示Run 'torch_start'選項，單擊該命令即可運行Python代碼，運行結果顯示在屏幕下方的窗口，如圖1-25所示。

3．常用操作和快捷鍵

PyCharm為寫Python代碼提供了自動補全和高亮語法功能，這也是PyCharm作為集成開發環境（IDE）的基本功能。執行PyCharm的File→Settings菜單命令（macOS上位于PyCharm→Preferences…菜單下），可以打開設置窗口，用于對PyCharm進行設置，如圖1-26所示。

在Settings窗口下選擇Appearance & Behavior→Appearance選項卡，可以選擇自己喜歡的主題進行編程，如圖1-27所示。

PyCharm的菜單項中有一個非常有用的Code菜單，菜單中提供了自動生成代碼、自動補全代碼、格式化代碼、移動代碼等選項，這些功能對開發者來說非常有用，讀者可以嘗試使用這些菜單項或者記住它們對應的快捷鍵。

除此之外，Refactor菜單提供了一些重構代碼的選項。所謂重構，是在不改變代碼執行結果的前提下調整代碼的結構，這也是資深程序員的一項重要技能。

還有一個值得一提的菜單是VCS（Version Control System，版本控制系統），該菜單提供了對代碼版本管理的支持。

表1-2列出了一些Windows環境下PyCharm中常用的快捷鍵，通過設置窗口中的Keymap菜單也可以自定義快捷鍵，PyCharm本身針對不同的操作系統和使用習慣對快捷鍵進行了分組。

1.3.3　Anaconda介紹

如果讀者將Python用于數據處理或想要從事人工智能方面的工作，建議安裝Python開發工具Anaconda。Anaconda是一個流行的Python數據科學包其中不僅包括了Python軟件本身，內置了大量Python包和科學計算庫，包括NumPy、Pandas、SciPy和Scikit-learn等常用工具，并且也包含了Jupyter Notebook、Spyder等常用Python IDE工具。在將Anaconda安裝成功后，可以直接調用這些包或庫，而不必在需要時再次安裝。

讀者可以登錄官網（Https:\\www.anaconda.com）下載Anaconda，完成后一直單擊Next按鈕安裝即可。