青少年、零基础、初学者Python编程从入门到精通,“老马带小马 一块学Python”编程系列。
上一节谈到了Python环境的三大神器:“编辑器”、“解释器”和“调试器”,让大家明白了三大神器在Python编程及运行中的重要作用,这一节就让咱们一块来一步一步安装部署并试用起来,本节内容与上一节内容看起来好像很不一样,看似很枯燥、很复杂,但实际上是一节实操性非常强的课程,希望大家备好电脑和网络,跟着课程内容一步步实践操作,就非常好理解了。
下载Python
Python官网已经为我们准备好了汇聚三大神器的三合一IDLE(集成开发和学习环境)安装包,但在下载之前,先要弄清楚我们的操作系统及CPU的相关信息,上一节已经谈到,“解释器”是与操作系统及CPU的指令体系密切相关的,考虑到我们大家基本上以Windows操作系统为主,所以我们这里就以Windows系统为例,详细解释一下下载的方法。
- Windows操作系统下的Python IDLE下载链接为:https://www.python.org/downloads/windows/
- 需要说明的是,Python有两个重要分支,一个是2.x版,一个是3.x版,这两个版本是不兼容的,由于3.x版越来越普及,我们的教程也主要以最新的Python 3.x版本为基础,所以,为了便于后续讲解、案例运行环境及运行结果的统一,建议大家安装目前比较稳定的“3.7.5”版本,另外,需要提醒的是,该版本不支持Windows XP及更早版本的Windows操作系统。
- 确认计算机的系统类型:右键单击“计算机”,然后选择“属性”,会打开计算机的基本信息窗口,包括Windows版本、计算机名、Windows系统是否已**等等,我们在这里需要关注“系统类型”这一栏,可以查看计算机是32位还是64位的系统。这里说的32位或64位指的是CPU一次处理数据的能力,就像高速公路的车道数,车道越多,支持的车流量并发能力越大,64位系统支持更大的数据运算、支持更大范围的内存访问空间,理论上,CPU指令处理速度比32位系统也要快2倍。
- 安装包下载选择:若是64位的,选择“3.7.5”版本下的“Windows x86-64 executable installer”,点击下载;若是32位或者不清楚多少位的,则可选择“3.7.5”版本下的“Windows x86 executable installer”,点击下载。
安装Python
接下来以64位Windows环境(与32位安装过程一样)为例,介绍一下Python IDLE的安装过程。选中已成功下载到本地的“python-3.7.5-amd64.exe”,右键选择“以管理员身份运行”,特别要注意勾选“Add Python 3.7 to PATH”,然后点击“Install Now”即可完成安装。
如下为安装完成的提示界面:
打开电脑“开始”菜单,点击“Programs\Python 3.7\IDLE (Python 3.7 64-bit)”,若成功显示如下界面,则标志着安装成功!若有中间出现任何问题,建议卸载重装,或者根据提示的错误信息进行问题排查。
Python代码编辑
这里介绍三种Python代码的编辑方法:
- 采用上一节提到的“记事本”进行代码的编辑,适合对电脑操作不熟的入门者,再次提醒,程序文件的扩展名一定要保存为“.py”。
- 对于电脑操作比较熟悉的同学,建议可以安装“Notepad++”编辑器,这个高级的文本编辑器能对程序代码进行更友好、更直观的显示,功能更强大,操作也更方便,当然也更复杂一些。同样,Python程序文件的扩展名必须保存为“.py”。
- 直接采用Python IDLE自带的代码编辑器。如下图所示,运行Python IDLE,可以新建Python程序文件,也可以打开已经编写好的Python程序文件。
如下图右侧所示,在新打开的Python程序编辑器中,编写的我们前面学到的for循环程序样例(1加2、加3,一直加到100)。提醒一下大家,在代码编写过程中,大家一定要记得勤保存,避免电脑出现任何故障,导致辛辛苦苦编写的代码丢失了,这是大家经常遇到的,也是非常令人沮丧的事。
Python代码运行
激动人心的时刻到了,如何让电脑实际运行一下我们的Python程序呢?
首先,用Python IDLE自带的代码编辑器新建程序文件并编写完毕代码或者打开已有的程序文件;
接着,单击“Run\Run Module”菜单(也可直接采用快捷键“F5”),如下图所示:
此后,Python源码被送往Python IDLE的解释器执行(下图左侧),运行结果如下图所示:
Python代码调试
首先需要打开Python IDLE的调试器(单击“Debug\Debugger”菜单),如下图所示。
打开后的调试器如下图左侧所示,单击下图右侧代码编辑器中的“Run\Run Module”菜单(也可直接采用快捷键“F5”)。
此后,Python源代码被送往调试器(如下图左侧),开始供我们调试。建议把调试器“Source”前的勾选中,这样的话,右侧当前拟运行的代码行会以特别的背景色显示,更加直观。下图左侧红框中显示的是即将被执行的代码行,即第1行代码(尚未开始执行)。
接着,可以控制着代码一行行执行,点击调试器中的“Step”按钮,第1行执行完毕,从左侧红框中可以看到,下一步即将执行第2行。同时,可以看到,此时sum的值为0,因为此时第2行尚未执行,i还没有出现。
接着,再次点击调试器中的“Step”按钮,第2行执行完毕,i的取值为1,此时sum的值仍为0,下一步即将执行第3行。
继续点击调试器中的“Step”按钮,第3行执行完毕,此时sum的值由0加上1后,变为1,而i的值仍然为1;同时,从左侧红框中可以看到,又回到了第2行,即下一步将再执行第2行。
继续点击调试器中的“Step”按钮,第2行执行完毕,i新取的值为2,此时的sum仍然为1,下一步将执行第3行。
继续点击调试器中的“Step”按钮,第3行执行完毕,此时sum的值由原来的1加上新的i值(即2)后,变为3,而i的值仍然为2;同时,从左侧红框中可以看到,又回到了第2行,即下一步将再一次执行第2行。
…
如此循环,充分验证了电脑的实际执行过程跟我们前面讲到的for循环的流程完全一致。同时,通过大家的亲身实践调试,更能加深对for循环流程的理解、对计算机思维逻辑的清晰认识。
但一直如此单步走下去,效率太低,需要for循环100次呢!如何直接执行到第4行(即打印输出行)再暂停呢?当然可以,我们需要先设置“断点”。如下图所示,先把输入光标置到第4行,然后右键,在弹出的菜单中单击“Set Breakpoint”(即“设置断点”)。
接着,点击调试器中的“Go”按钮,运行结果如下图所示,可以看到,程序运行完毕所有的for循环,并直接执行到了第4行前(即:即将执行第4行),此时i的取值为100(即for循环中的最后一个取值),sum的值为5050,即已经算出了最终结果。
即将执行的第4行比较特殊,一方面,第4行是程序的最后一行,另一方面,本行存在一个函数(即print打印输出函数)调用。此时,要是点击调试器中的“Go”、“Over”或者“Out”按钮,都导致程序直接执行完毕;点击“Step”,则会进入到print函数内部继续单步调试;而任何时候点击“Quit”,都会立即终止运行的程序。
这里对调试器中的“Go”、“Step”、“Over”及“Out”操作做个简单的解释,不用死记,知道就行,后面大家在更复杂的程序调试(尤其涉及函数调用)过程中再逐步深入使用并熟练掌握。
- Go:直接运行至断点处,要是没有设置断点则直接执行完毕剩下所有的程序;
- Step:单步执行,遇到函数调用就进入函数内部并继续单步执行;
- Over:单步执行,遇到函数调用时不进入函数内部,而是将函数调用执行完毕再停止,也就是把整个函数调用作为一步来执行;
- Out:当执行到函数内部,用Out可以执行完函数剩余部分,并返回到上一层,即调用该函数的外面。
“工欲善其事,必先利其器”,对上述调试过程大家一定要多摸索、多试用、多练习,并在日常的编程过程中不断应用,达到熟练掌握,能够极大地提高编程的质量和效率。编程本身也是一样,“知道”和能熟练“应用”是完全两个不同的等级,希望在完成本节Python环境安装后,能把我们接下来的每个章节学到的案例代码在电脑中实操练习一下,既复习了所学的新知识,更能不断的强化计算机的“思维”模式。计算机编程本身是一门实操性非常强的技能,每当自己编写的一段代码在电脑上成功实践运行时,才能更深刻的体会到其中带来的乐趣和成就感。再一次重申,在计算机的学习过程中,一定不要死记硬背,而是通过不断的实践、不断的思考,让大家的思维能力、解决问题的能力、动手能力得到不断的提升。
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原文:06.IDLE集成开发和学习环境-Python环境搭建(二)