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。
简介和环境配置
变量和简单的数据类型
列表和元组
字典
if 条件语句
for / while循环语句
函数
类
文件和异常
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
makemake 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 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，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() 或 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：
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。
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
“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="/ 在 .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() 或 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 与 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
在 IDE Encoding 、Project Encoding 、Property 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。
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：
在 Editor → Font 选项下可以修改字体，调整字体大小等功能。
快捷键设置：
在 windows 下一些最常用的默认快捷键：
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emacs、vim、vs的同学，可以直接选择对应的方案。
同时，Pycharm 也提供了自定义快捷键的功能。
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：
简单介绍一下调试栏的几个重要的按钮作用：
Resume Program：断点调试后，点击按钮，继续执行程序；
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）；
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）；
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：
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。
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