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1.1 认识Python
计算机目前已应用在人类日常生活的各个场景，计算机通过程序控制，程序通过编程语言编写，对于初次接触编程的小伙伴而言，Python无疑是最为简洁、易上手的编程语言。
1989年圣诞节期间，阿姆斯特丹的Guido（Guido van Rossum）自觉假日无趣，想起自己曾参与设计的一种优美与强大并存，但最终惨遭失败的语言ABC，寻思不如开发一个新的脚本解释程序作为ABC语言的继承，于是Python诞生了。
1.1.1 Python的前世今生
Python语法很多来自C语言，但又受到ABC语言的强烈影响。自诞生开始，Python已经具有了类（class）、函数（function）、异常处理（exception）、包括列表（list）和词典（dict）在内的核心数据类型，以及以模块为基础的拓展系统。
1.1.2 Python语言的特点
黑格尔说，存在即合理。一件事物能存在必有其合理性，而若该事物同时被大多数人接收与欣赏，那它必定具备许多独到之处与优点。Python作为一种比较优秀的编程语言，其优点主要有以下几点：
**简洁。**Python代码的行数往往只有C、C++、Java代码数量的1/5~1/3**语法优美。**Python语言是高级语言，它的代码接近人类语言，只要掌握由英语单词表示的助记符，就能大致读懂Python代码**简单易学。**Python是一门简单易学的编程语言，它使编程人员更注重解决问题，而非语言本身的语法和结构**开源。**Python是FLOSS（自由/开放源码软件）之一，用户可以自由地下载、拷贝、阅读、修改代码**可移植。**Python语言编写的程序可以不加修改地在任何平台中运行。**扩展性良好。**Python不仅可以引入.py文件，还可以通过接口和库函数调用由其它高级语言（如C语言、C++、Java等）编写的代码**类库丰富。**世界各地的程序员通过开源社区又贡献了十几万个几乎覆盖各个应用领域的第三方函数库**通用灵活。**Python是一门通用编程语言，可被用于科学计算、数据处理、游戏开发、人工智能、机器学习等各个领域**模式多样。**Python既支持面向对象编程，又支持面向过程编程**良好的中文支持。**Python 3.x解释器采用UTF-8编码表达所有字符信息，编码支持英文、中文、韩文、法文等各类语言
Python因自身的诸多优点得到广泛应用，但Python的缺点也不可忽视。Python主要具有以下缺点：
**执行效率不够高**，Python程序的效率只有C语言程序的1/10。
Python 3.x和Python 2.x**不兼容**。
1.2 安装Python解释器
Python解释器有多个版本，考虑到主要的Python标准库更新只针对3.x系列，且当下企业也正从Python 2.x向3.x过渡，因此对于初学Python 的读者而言，Python3.x无疑是明智的选择。
1.访问Python官网的下载页面：https://www.python.org/downloads/。
2. 进入Windows版本软件下载页面，根据操作系统版本选择相应软件包。这里使用的是Windows 7 64位操作系统，此处选择3.7.2版本、.exe形式的安装包。
3.勾选“Add Python 3.8 to PATH”，选择“Install Now”开始自动安装Python解释器、配置环境变量。片刻后安装完成。
4.在【开始】菜单栏中搜索“python”，找到并单击打开Python 3.8(64 bit)。
5.在控制台中输入Python，按下Enter键进入Python环境
1.3 常用的Python编辑器
工欲善其事，必先利其器。虽然安装Python解释器、配置环境变量之后，便可开始Python程序的开发，但使用好的编辑器能大大提升开发效率。常用的Python编辑器有PyCharm、Jupyter Notebook等等。
PyCharm常用于编辑Python项目，它具备非常齐备的功能，如调试、语法高亮、Project管理、代码跳转、智能提示、自动完成、单元测试、版本控制等，使用PyCharm可以实现程序编写、运行、测试的一体化。
访问PyCharm官方网址http://www.jetbrains.com/pycharm/download/，进入PyCharm的下载页面。
1.3.1 PyCharm
Professional和Community是PyCharm的两个版本，这两个版本的特点如下。
1.3.2 Jupyter Notebook
Jupyter Notebook（简称Jupyter）便于创建和共享文档，支持实时代码，它本质上是一个Web应用程序，与PyCharm相比，它调试方便、小巧灵活、方便图表展示。
使用pip工具可以方便地安装Jupyter，pip工具是Python包管理工具，3.4+版本的Python解释器内嵌了pip管理工具，打开Windows命令行，使用pip命令安装Jupyter。
安装命令：pip install jupyter notebook
1.4 开发第一个Python程序
1.4.1 使用PyCharm编写Python程序
1.单击桌面上PyCharm的快捷方式打开PyCharm，初次打开PyCharm时会弹出JetBrains Privacy Policy窗口，用户需在该窗口中勾选同意用户协议；之后会进入PyCharm的主题选择窗口，在该窗口中选择PyCharm的主题后方可启动PyCharm，进入PyCharm的欢迎窗口。
2.单击“Create New Project”进入Create Project窗口。
3.在Create Project窗口可以设置项目的存储路径，这里设置项目存储路径为F:\python\first_proj，设置完成后单击“Create”按钮，进入项目界面。
4.经以上操作后我们创建了一个空Python项目，之后还需要在项目中添加Python文件。右击项目名称，在弹出的下拉菜单中选择【New】→【Python File】。
5.单击下拉列表中的“Python File”将弹出“New Python file”窗口。
6.这里输入的文件名为“first”，文件添加完成后的PyCharm窗口。
在first.py文件中输入：print(“Hello World!”)单击工具栏的运行Run按钮来启动项目，执行结果将在窗口下方显式。
1.4.2 使用Jupyter编写Python程序
在命令行中输入 “jupyter notebook” 命令，Jupyter将在浏览器中启动。这里在F:\python目录下打开命令行窗口，执行Jupyter的启动命令，浏览器中呈现的Jupyter主界面。
与PyCharm类似，在编写Python程序之前需先创建Python文件。单击Jupyter主界面文件列表右上角的“New”，选择下拉列表中的“Python 3”，可创建一个Python文件。
创建Python文件后Jupyter会在浏览器中打开一个新的页面，在该页面中“Untitled”是文件名；文件名下方是菜单栏，提供保存、打开、新建文件等功能；菜单栏下方是工具栏，提供执行、剪切、粘贴等于代码相关的操作功能。
在Jupyter文件页面的“In [ ]:”后的文本框中输入print(“hello world!”),单击文本框上方的运行按钮，程序执行结果将会在文本框下方直接输出。
使用快捷键Ctrl+S（或修改文件页面的文件名）可以将当前页面中编辑的代码和代码的运行结果都保存在以“.ipynb”的文件中，保存后的文件将会出现在Jupyter主页的文件列表中，双击列表中的文件，可在浏览器中打开并继续使用文件。
1.5 模块的安装、导入与使用
在编写代码的过程中，随着程序复杂度的提高，代码量也会同步增长，这时若还是在一个文件中编写代码，该文件中代码的维护就会越来越困难。为了保证代码的可维护性，开发人员通常将一些功能性代码放在其他文件中，这样用于存放功能性代码的文件就是模块。
以模块形式组织代码不仅可保证代码的可维护性，也可提高代码的可复用性。Python内置了一些标准模块，Python的使用者也贡献了许多丰富且强大的第三方模块。标准模块可以直接导入与使用，第三方模块则需先行安装。
1.5.1 模块的安装
利用Python内置的pip工具可以非常方便地安装Python第三方模块，该工具可在命令行中使用，使用该工具在命令行中安装第三方模块的命令为：pip install 模块名。例如安装用于开发游戏的pygame模块，具体命令为：pip install pygame。
**注意：**需要的是pip是在线工具，pip命令执行后，它需要联网获取模块资源，若没有网络或网络不佳，pip将无法顺利安装第三方模块。
1.5.2 模块的导入与使用
在使用模块中定义的内容之前，需先将模块导入到当前程序。Python使用import关键字导入模块，其语法格式如下：import 模块1,模块2,…模块导入后，可通过点字符“.”调用模块中的内容，其语法格式如下：模块.函数``模块.变量
通过点字符调用模块中的内容可避免多个模块中存在同名函数时代码产生歧义，但若不存在同名函数，可使用from…import…语句直接将模块的指定内容导入程序，并在程序中直接使用模块中的内容。
例如将pygame模块的init()函数导入程序，并直接使用该函数，具体
代码如下：
from pygame import init
init()
使用from…import…语句也可将指定模块的全部内容导入当前程序，此时可使用“*”指代模块中的全部内容，虽然from…import *可以方便地导入一个模块中的所有内容，但考虑到代码的可维护性，此种方式不应被过多地使用。
例如将pygame模块的init()函数导入程序，并直接使用该函数，具体
代码如下：
from pygame import *
代码的组织方式——模快、包与库：
模块（module）、包（package）和库（lib）是Python组织代码的三种方式。模块是最基础的代码组织方式，每个包含有组织的代码片段的.py文件都是一个模块，文件名就是模块名。包以类似目录的结构组织模块文件或子包，简单来说，一个包含__init__.py文件的目录就是一个包。包中必有__init__.py文件，可以有多个模块或子包。库是一个抽象概念，它是指具有相关功能的模块的集合。