第一部分 基础知识
第1章 Python概述
很多初学编程的朋友会有一个普遍性的问题，我要学什么编程语言？市面上的热门编程语言有好几种，这让初学者感到困惑，不知如何做出选择。初学编程的朋友也有一种普遍的想法：我要选择一门“最棒”“最热门”的编程语言，我就学好这一门计算机编程语言，愿意花费大量的时间和精力，持之以恒地学习这门语言。
对于上面普遍性的问题和想法，可以综合起来一并回答。如何选择一门适合自己的编程语言？这要初学者考虑两个问题。第1个问题是学习编程的目标是什么？你要解决什么问题？实际的应用是什么？当前热门的编程语言，或者有持久生命力的编程语言，都有它们存在的道理，每一门编程语言都有其擅长的领域和应用。第2个问题是初学者愿意花费多长的时间和精力来学习这门编程语言？如何制定一份有效的学习计划？如何有效地执行这份计划？如何将这门编程语言应用于你的工作和学习中？每一门编程语言都有自己的学习难度曲线。有的编程语言入门难，应用这门语言解决问题需要成百上千行代码，需要很高超的编程思维，这要求编程学习者投入大量的时间，做大量的编程实例，才能学好这门语言。有的编程语言入门简单，应用这门语言解决问题只需几行到十几行代码。初学者只要掌握必备的知识和基本的编程思维，就能灵活地应用这门语言。如果初学者的学习自制力稍微差一点，就不需要经历“某某编程语言从入门到放弃”的过程了。
关键的问题是：有没有入门简单、应用广泛、不需要花费大量时间就能学好的编程语言？这个世界上还真有这样一门编程语言，就是Python。
当然有的初学者很调皮，他们学习编程的理由就是为了好玩。如果是为了好玩，来学习Python，这些初学者可真是太聪明了，真是物超所值！学习任何一门学科，从来都是一个不可逆的过程。因为任何一门学科除了必备的知识以外，还有认知的角度和处理问题的思维方法，这也是“外行看热闹，内行看门道”的原因。学习Python编程更是一个不可逆的过程。学习Python的过程会提升你的能力，让初学者将以往的知识和经验做一个串联整理，对当前的工作和学习有另外一种处理问题的方法，让碎片化的知识和方法形成一个体系，对事物有另外一层的认识和理解，甚至改变你的思维方式。
如果你是个编程老手，那就无须多言，开始我们的学习吧！本章首先从宏观角度介绍Python的历史、发展及其技术优势、特性和语言风格。工欲善其事，必先利其器。学习Python编程语言，还需要读者着手一些开发的准备工作，本章手把手带领读者搭建一个Python编程开发环境。
1.1 Python的历史与发展
这个世界上存在着几百种计算机编程语言，实际上流行起来的也就十几种。1989年的圣诞节，Guido van Rossum感觉很无聊，就发明了Python编程语言。时隔30多年，这名荷兰人也未必预料到，Python会成为稳居前三位的编程语言。
1.1.1 Python简介
Python是一种跨平台、开源、免费、解释型的高级编程语言。Python编程语言的设计哲学是优雅、明确、简单。用通俗的语言解释这种设计哲学就是：用较少的代码，更快、更有效率地解决问题。Python始终坚持这一理念，这让很多程序开发人员获益匪浅，以至于网络上流传着“人生苦短、我用Python”的说法。
为什么Python可以用较少的代码，更快、更有效率地解决问题呢？这因为Python是一种扩充性强大的语言。Python语言具有丰富和强大的“武器库”，能够把其他语言制作的模块联结在一起，并且具有整合内化成Python语言的能力。例如，用于数学运算的NumPy模块、用于符号运算的SymPy模块、用于绘图的Matplotlib模块、用于HTML解析的Beautiful Soup模块、用于绘制向量图的Pygal模块、用于网络请求的Urilib3模块等。这些模块相当于强大的“武器库”，大大扩展了Python的能力边界。
Python是一门高级编程语言。相对于汇编语言更接近机器的操作命令，Python更接近人的思维。明确、简单的设计理念，让初学者可以更快地学会Python语言。
Python语言还有一个强大的团队在维护和更新这门语言，不断地推陈出新，对Python进行更新换代。Python自发布以来，主要有3个版本。第1个版本是1994年发布的Python 1.0版本，目前这个版本已经过时。第2个版本是2000年发布的Python 2.0版本，2020年4月20日这个版本更新到Python 2.7.18，这是Python官方发布的最后一个Python 2.0版本，如图1-1所示。
事实上，Python 2.7原计划在2015年就退役，但因为当时Python 2有大量Web用户，Python基金会讨论后决定延期5年，同时将Python 3.4的OpenSSL模块（可以保护互联网用户之间安全通信，防止窃听）下放到Python 2.7，以免过期版本对互联网的潜在危害。
第3个版本是2008年发布的Python 3.0版本，截至2022年6月，Python 3.0稳定版本已经更新到Python 3.10.5，Python 3.0内测版已经更新到Python 3.11.0b3。Python 2.x版本和Python 3.x版本差异比较大，所以Python 2.x版本的代码不能直接在Python 3.x环境下运行。如果要Python 2.x版本的代码能够在Python 3.x版本的环境下运行，则需要修改源代码。针对这一棘手问题，Python官方提供了一个将Python 2.x代码转换为Python 3.x代码的小工具2to3.py。2to3.py文件就保存在Python安装路径下的Tools\Scripts子目录中，具体的用法将在后面的章节中论述。虽然Python 3早在2008年就发布了，但Python的大客户Facebook、Instagram、Dropbox等公司，花费了数年的时间才完成代码的迁移，即便如此，Python官方还是坚持推出全新的Python 3.x版本，坚持优雅、简单、明确的设计理念，舍弃与时代、行业发展不符合的部分。这本书对于Python的论述，主要选用Python 3.x版本，如图1-2所示。
图1-1 Python 2.7.18安装包
图1-2 Python 3.x最新版本安装包
Python语言的特色和独特的设计理念，让Python变得越来越出色，很难不被人发现它的才华出众。从2004年开始，Python的使用率呈指数级增长，逐渐受到编程者的欢迎和青睐。这种趋势从2018年开始，越来越明显，如图1-3所示。
图1-3 编程语言流行趋势图
1.1.2 Python与Java、C语言的对比
从图1-3所示编程语言流行趋势图可以看出，从2018年以来，Python与Java、C语言常常位列编程语言前三位。将Python与Java、C语言做一个对比，见表1-1。
表1-1 Python与Java、C语言的对比
C语言在编译运行时，首先将程序代码一次性地转换成机器指令码，简称为机器码（用于指挥计算机应做的操作和操作数地址的一组二进制数）。运行过程中，机器码会保存，下次运行时，直接运行机器码，因此C语言的运行速度非常快。C语言的内置函数（编程语言预先定义的函数）很少，代码量比较大。C语言常常应用在贴近硬件的开发中，例如单片机的开发、嵌入式开发等领域。C语言的编译运行流程图如图1-4所示。
图1-4 C语言的编译运行流程图
Java语言在编译运行时，首先将程序代码转换成字节码，然后运行程序。字节码是一种包含执行程序并由一序列op代码/数据对组成的二进制文件，是一种中间码。字节是计算机里的数据量单位。字节码由Java虚拟机解释执行，并且在虚拟机中把代码转换成平台能够识别的机器码来运行程序，因此，Java语言的运行速度比较快。Java语言中有一些内置函数，代码量比较大。Java语言的编译运行流程图如图1-5所示。
图1-5 Java语言的编译运行流程图
Python语言的运行方式是边解释边执行，是将Python代码逐行转换为机器码并运行的过程。运行过程中，机器码不会保存，因此，相对于C语言和Java语言，Python的执行速度比较慢。由于Python语言有丰富的模块和内置函数，因此Python语言的代码量较小。另外，Python的代码不能加密。整体来看，Python语言是一门优势和缺点很突出的计算机编程语言。Python语言的编译流程图如图1-6所示。
图1-6 Python语言的编译流程图
由于Python语言的优势和缺点同样突出，因此Python语言有不适合的应用领域。例如贴近硬件的开发，首选C语言；手机App的开发，iOS系统的开发使用Object C或Swift语言，安卓系统（Android）使用Java语言或Kotlin语言，鸿蒙操作系统（HarmonyOS 3.0）使用C/C++语言或JavaScript语言。游戏的开发需要高速渲染，一般使用C/C++语言。
既然Python语言的运行速度比较慢，为什么Python的使用率还这么高？为什么很多开发人员喜欢使用Python语言？这是因为随着计算机硬件技术的发展，CPU的性能越来越优越，固态硬盘的出现，大幅提高了硬盘的读取和写入速度。现在制约Python运行速度的主要因素是网络传输的速度，如同你有一辆性能优异的豪车，却行驶在拥挤的高速路上，优越的性能并不能发挥出来。另外，这些程序开发人员的时间很宝贵，公司的任务很繁重，使用Python可以方便、高效地解决问题，为什么不使用Python呢？余生太短，只用Python！
1.1.3 Python的应用领域
由于Python语言的特点，Python的应用范围非常广泛，主要有以下几个领域。
第1个是数学运算，包括各种数学函数的数值计算，以及线性代数的矩阵运算、高等数学的微积分运算，以及解复杂的微分方程。不仅是数值的计算，更有代数式的运算，不过，代数式的运算在计算机看来是符号运算。
第2个是绘制图像，包括印刷级别的散点图、折线图、饼图、柱状图、频率直方图，以及显示在浏览器上的向量图，例如折线图、圆环图、柱状图、饼图、雷达图等。很多公司的大屏数据可视化，都有Python语言写成的可视化模板。
第3个是办公自动化，包括简单的文件操作、目录操作、压缩文件操作、Excel电子表格的操作、Word文档的操作、PDF文档的操作、PPT演示文稿的操作、数据库的增、删、改、查等。现在图形化操作系统给人们的工作和学习带来了很大方便，如果处理一个稍微大数据量的事情，就意识到了办公自动化带来的好处。例如给计算机中的文件修改名字，如果修改几十个文件，人们还不会感到麻烦；如果修改1000个文件的名字，甚至修改10 000个文件的名字，则这个工作量可是够大的。当遇到这样简单而又需要大量重复性的工作时，办公自动化便显示出它的优势了。如果学会了Python语言，则在处理这样的问题时可以创建一些脚本工具，批量化地处理此类问题。
第4个是创建GUI。GUI是Graphical User Interface的缩写，即图形用户界面。Python语言提供了很多工具包帮助开发。本书会选择两个典型工具包来讲解。
第5个是网络应用。例如使用Python编写网络爬虫，简单高效。使用Python编写好的程序，对网站进行安全测试和维护。
第6个使用Python处理一些大问题。例如创建网站，Python提供了很多Web开发框架：轻量级的Flask框架、重量级的Django框架、异步高并发的Tornado框架。学习这些知识，需要预先学习网站的架构及数据库等必备知识，有一些门槛，否则学起来会感觉云山雾罩，不知所以。还有计算机视觉处理、机器学习、大数据处理，处理这些问题需要学习相应学科的必备知识，这些问题是有门槛的大问题。
注意：Web开发框架是为了帮助开发者更快地开发出动态网站所提供的框架，支持开发者方便、快捷地创建动态网站，创建网络应用程序，以及提供网络服务。做一个简单的类比，创建一个动态网站，就像建造一栋大楼，这是一个很大的工程。如果使用Python语言从头开发，无异于从打地基开始一砖一瓦地进行建造，非常耗费时间和精力。Web开发框架相当于已经帮你建造了大楼的框架，开发者所需要做的是对大楼的毛坯房进行装修。
Python语言同样受到了各大互联网公司的青睐和使用。国外的视频网站YouTube是使用Python语言开发的，国内的搜狐邮箱和豆瓣网是采用Python语言开发的，著名的云计算平台OpenStack是使用Python语言开发的，谷歌的机器学习框架TensorFlow是采用Python语言开发的，使用Python语言可以对这个学习框架进行二次开发。
1.2 搭建Python开发环境
工欲善其事，必先利其器。在正式学习Python之前，需要搭建Python开发环境。Python语言是个跨平台的开发工具，可以在Windows、Linux、Mac等系统上运行。如果使用Linux系统，则可能已经预装了Python开发环境。只需在Linux系统终端中输入python，按Enter键便可以验证。例如著名的Kali Linux系统预装了Python 2.x版本和Python 3.x版本，分别如图1-7和图1-8所示。
图1-7 Python 2.7运行在Linux系统上
图1-8 Python 3.6运行在Linux系统上
注意：Kali Linux系统是基于Debian的Linux发行版开发的系统。Kali Linux预装了许多渗透测试软件。Python在渗透测试方面有优势，因此预装了两个版本的Python语言。
1.2.1 安装Python
大部分个人计算机使用的是Windows系统。下面主要演示如何在Windows系统上创建Python开发环境。
1．下载Python安装包
（1）打开浏览器，登录Python的官方网站，输入网址www.python.org，如图1-9所示。
图1-9 Python的官方网站
（2）选择Downloads，网页会显示一个下拉菜单选项，如图1-10所示。单击Windows，进入适合Windows系统的Python安装包下载页面。
（3）如果使用的是64位的Windows操作系统，则下载64位的安装包；如果使用的是32位的Windows操作系统，则下载32位的安装包。如果使用的是Windows 7系统或更早的版本，就选择一个可以运行于你的Windows系统版本上的安装包，如图1-11所示。
图1-10 安装包下载界面
图1-11 适合Windows系统的Python安装包下载页面
注意：图1-11中，Stable Releases指稳定版，Pre-releases指内测版。初学者和编程开发者选择稳定版即可。Windows embeddable package是指Windows系统的可嵌入式安装包，可以集成在其他应用中。初学者选择Windows installer进行下载即可。如果是编程开发者，由于最新版本的安装包对某些模块的支持不好，建议选择稍微旧一点的版本或者32位的安装包，进行下载并安装。
（4）选择适合的Windows操作系统版本的安装包，单击Download后面的安装包进行下载。本书选择的是64位的Windows系统的Python 3.10.5版本（不适合运行在Windows 7或更早版本的Windows系统上），如图1-12所示。
图1-12 下载Python安装包
（5）下载完成后，会得到一个名称为python-3.10.5-amd64.exe的可执行文件。
2．在Windows 64位系统中安装Python
在Windows 64位系统上安装Python 3.10.5的步骤如下。
（1）双击下载的Python安装文件python-3.10.5-amd64.exe，之后计算机会显示安装向导对话框，选中Add Python 3.10 to PATH复选框，表示将自动配置环境变量，如图1-13所示。
图1-13 Python安装向导
注意：在图1-13中，Install Now是指默认安装，Python的安装路径不能修改，默认安装路径在系统盘，不建议单击此选项。环境变量是Windows系统中一个非常重要的设置。由于它在Windows系统中非常隐蔽，所以一般用户很少接触到与它相关的知识，但这并不影响环境变量的实用性和便利性。最简单的一个应用就是，可以直接在Windows命令行窗口输入环境变量中已经设置好的变量名称，快速打开指定的文件夹或者应用程序。
（2）单击Customize installation按钮，选择自定义安装模式。自定义安装模式可以自己设置安装路径，不建议安装在系统盘下。单击按钮后，会继续弹出安装选项对话框，保持默认设置，如图1-14所示。
图1-14 设置安装选项对话框
注意：在图1-14中，勾选Documentation复选框，表示安装Python帮助文档；勾选pip复选框，表示安装用来下载Python包的工具pip；勾选tcl/tk and IDLE复选框，表示安装Tkinter模块和IDLE开发环境；勾选Python test suite复选框，表示安装标准库测试套件；勾选py launcher和for all users（requires elevation）复选框，表示安装所有用户都可以启动的Python发射器。
（3）单击Next按钮，将进入高级选项对话框。在该对话框中，将安装路径设置为D：\program files\python（读者根据自己的需求，自行设置安装路径），其他的设置采用默认设置，如图1-15所示。
（4）单击Install按钮，开始安装Python。安装完成后，如图1-16所示。
图1-15 高级选项对话框
图1-16 安装完成对话框
1.2.2 第1个Python程序
通过上面的步骤，已经成功地安装了Python开发环境。Python的开发环境，不仅安装了Python的解释器，而且还安装了一个自带的编辑器IDLE。读者可以使用IDLE进行简单的编程。
1．使用IDLE创建Python程序
编程是程序员与计算机之间的交流，计算机通过屏幕向程序员打印输出信息，准确地说就是将文字、数字显示在计算机屏幕上。任何编程语言都有打印输出信息的内置函数，Python打印输出的内置函数是print()。下面使用IDLE创建Python程序。
（1）单击Windows 10系统的开始菜单，在显示的菜单中，选择IDLE（Python 3.10 64-bit）菜单项，即可打开IDLE窗口，如图1-17所示。
图1-17 IDLE窗口
（2）在当前Python提示符“＞＞＞”右侧输入以下代码，然后按Enter键。
print(＂优雅明确简单＂)
运行结果如图1-18所示。
图1-18 IDLE窗口运行结果（1）
（3）在当前Python提示符“＞＞＞”右侧输入以下代码，然后按Enter键。
100＋23
运行结果如图1-19所示。
从上面的例子读者可以体会到Python的编译运行过程，即一行一行地将代码编译成机器码并执行，中间并不保存机器码。读者可以利用IDLE编辑器进行一些数学计算。
注意：如果在中文状态下输入代码中的小括号或者双引号，将会导致语法错误，初学者切记。学过其他编程语言的读者会发现，不同于C语言等编程语言，每行Python代码的结尾没有分号。
图1-19 IDLE窗口运行结果（2）
2．使用Windows命令行窗口创建Python程序
在安装Python文件包过程的第1步时，已经给Python设置了环境变量。读者可以使用Windows命令行窗口创建Python程序，步骤如下：
（1）按快捷键Win＋R，打开Windows运行窗口。Win键是指键盘上有微软公司图标的那个键盘，如图1-20所示。
图1-20 Windows运行窗口（1）
（2）在Windows运行窗口中，输入命令cmd，按Enter键，进入Windows命令行窗口，如图1-21和图1-22所示。
图1-21 Windows运行窗口（2）
（3）在Windows命令行窗口中，输入python，按Enter键后就进入了Python的交互命令行窗口中。读者可以在这个窗口中创建并运行Python程序代码。运行效果和IDLE类似，如图1-23所示。
图1-22 Windows命令行窗口
图1-23 Python命令交互窗口
注意：在Windows命令行窗口中输入python后，如果显示“'Python'不是内部或外部命令，也不是可运行的程序或批处理文件”，则说明读者在安装Python时没有勾选“Add Python 3.10 to PATH”复选框。对于这个问题，有两种解决方法：第1种方法，卸载Python软件，重新安装，切记一定要勾选Add Python 3.10 to PATH复选框。第2种方法，给计算机配置环境变量，具体步骤如下：右击“我的计算机”，选择“属性”，选择“高级系统设置”，选择“环境变量”，选择path，单击“编辑”按钮，在弹出的窗口中单击“新建”按钮，输入安装Python的路径D：\program files\Python\；D：\program files\Python\Scripts：\。注意不同版本的Windows操作系统添加环境变量的步骤稍有不同，一定要添加自己计算机下的Python路径。对比一下，第1种方法更简单一些，操作计算机有这点好处，如果安装软件时犯错了，则可以退回到原点重新安装。
（4）在当前Python提示符“＞＞＞”右侧输入以下代码，然后按Enter键。
print(＂优雅明确简单＂)
运行结果如图1-24所示。
图1-24 Python命令交互窗口运行结果（1）
（5）在当前Python提示符“＞＞＞”右侧输入以下代码，然后按Enter键。
100＋23
运行结果如图1-25所示。
图1-25 Python命令交互窗口运行结果（2）
（6）在当前Python提示符“＞＞＞”右侧输入exit()，然后按Enter键，就可退出Python的命令交互窗口，进入Windows的命令交互窗口。exit()是Python的内置函数，用来中断并退出Python的程序。
运行结果如图1-26所示。
图1-26 退出Python命令交互窗口
有些读者可能习惯了使用图形操作系统，对于这样的命令行操作感觉比较陌生。对于这个问题，可以分为两个层次思考。第1个层次，以计算机用户为主体，以计算机为客体。使用图形操作或命令行操作各有优势。如果你熟悉命令行操作，则会意识到在处理某些事件上，命令行操作更有优势。第2个层次，以计算机为主体，以计算机用户为客体。使用图形操作系统需要耗费计算机大量的软、硬件资源，如果使用命令行操作，则只需要耗费很少的软、硬件资源，从而提高运行效率。这也是为什么大量网站的服务器不使用图形操作系统的原因。
如果读者对命令行操作比较陌生，建议改变一下命令行窗口文字的颜色。将文字设置成绿色。在搜索引擎上搜索一下简单的伪装成黑客代码命令行，简单运行一下，体会一下作为黑客的感觉。或者输入命令行代码“ping www.xxx.com-t”（中间是某网站的网址），体会一下用命令行窗口不间断访问网站的效果。可以同时按快捷键Ctrl＋C中断访问网站的进程。熟悉并使用命令行操作计算机的方法会给读者带来意想不到的改变。
1.2.3 文本编辑器
1.2.2节讲解了如何使用IDLE和Python命令交互窗口创建Python程序。这两种方法是有缺点的，只能写一行代码，然后执行一行代码。为了提高开发效率，需要将代码写在一起，然后整体执行。对于Python，读者只需使用文本编辑器，就可以实现这一目标。
1．使用TXT文档创建Python程序
使用TXT文档来创建Python程序？读者可能会感到不可思议。实际上，完全可以做到，步骤如下：
（1）在计算机的D盘下，创建一个文件夹，命名为practice，寓意练习、锻炼。打开该文件夹，在该文件夹下创建一个TXT文档，命名为1-1.txt，如图1-27所示。
图1-27 在D盘practice文件夹中的TXT文档
（2）打开该TXT文档，输入以下代码，并单击保存（使用快捷键Ctrl＋S可以方便、快捷地保存）。
print('问刘十九')
print('作者:白居易')
print('绿蚁新醅酒,')
print('红泥小火炉.')
print('晚来天欲雪,')
print('能饮一杯无?')
TXT文档如图1-28所示。
图1-28 输入代码的TXT文档
（3）对文档1-1.txt进行重命名，将文档的格式更改为.py，计算机会弹出一个对话框，单击“是”按钮，最终更改为1-1.py，分别如图1-29和图1-30所示。
图1-29 是否更改格式的对话框
图1-30 更改格式后的文档
注意：计算机的操作系统是通过文件的后缀名来识别文件的，如果文件的后缀名是.txt，则将被计算机系统识别为TXT文档；如果文件的后缀名是.doc，则将被计算机系统识别为Word文档。在计算机安装了Python程序后，如果文件的后缀名是.py，则将被计算机系统识别为Python程序文件。如此说来，计算机的操作系统还是比较容易被蒙骗的，不像人，人有反思的能力，也有逆反心理。
（4）按快捷键Win＋R，打开运行窗口。在运行窗口中输入命令cmd，按Enter键，进入Windows命令行窗口，如图1-31所示。
图1-31 Windows命令行窗口
（5）由于当前的Windows命令行窗口的工作目录在C：\Users\thinkTom文件夹下，所以需要将该窗口的工作目录切换到D盘下的practice文件夹。在Windows命令行窗口下输入D：，按Enter键，然后输入cd practice，按Enter键，其中，cd是英文change direction的缩写，分别如图1-32和图1-33所示。
（6）在当前Windows命令行窗口中，输入python 1-1.py，按Enter键。读者就可以看到Python代码运行的结果，如图1-34所示。
图1-32 切换到D盘工作目录的命令行窗口
图1-33 工作目录切换到practice文件夹下的命令行窗口
图1-34 运行1-1.py后的命令行窗口
2．使用Sublime Text编辑器创建Python程序
通过上面的步骤，读者已经学会了使用TXT文档创建Python程序的方法。总体来讲，用TXT文档编写Python代码还是比较简陋的。代码只有一种颜色，功能比较单一，长时间盯着TXT文档编辑器，也比较伤害眼睛。工欲善其事，必先利其器。为了提高开发效率，需要更专业的文本编辑器，例如Sublime Text编辑器。
Sublime Text具有漂亮的用户界面和强大的功能，Sublime Text支持多种编程语言的语法高亮、拥有优秀的代码自动完成功能，还拥有调用代码片段的功能，可以将常用的代码片段保存起来，在需要时随时调用。这款强大的文本编辑器，虽然官方名义上是收费的，但支持用户无限期试用，所以读者完全可以放心、大胆地使用Sublime Text编辑器。下面详细介绍如何下载并安装Sublime Text编辑器。
（1）打开浏览器，登录Sublime Text的官方网站https：//www.sublimetext.com，单击DOWNLOAD FOR WINDOWS按钮下载即可，如图1-35所示。
图1-35 Sublime Text编辑器官方网站
（2）下载Sublime Text安装文件，如图1-36所示。
（3）双击安装文件sublime_text_build_4126_x64_setup.exe，将显示安装向导对话框。在该对话框中，将安装路径设置为D：\program files\sublime text\Sublime Text（读者可自行设置路径），然后单击Next按钮，如图1-37所示。
（4）勾选Add to explorer context menu复选框。这样Sublime Text就能够被添加到右键快捷菜单中，当右击某文件时，就能够直接使用Sublime Text打开，然后单击Next按钮，如图1-38所示。
图1-36 下载Sublime Text的安装文件
图1-37 Sublime Text安装向导对话框
（5）单击Install按钮，如图1-39所示。
（6）单击Finish按钮，表示安装完成，如图1-40所示。
（7）Sublime Text编辑器安装完成后，在安装路径D：\program files\sublime text\Sublime Text下（读者需打开自己计算机的安装路径）找到sublime_text.exe文件。右击该文件，在显示的菜单栏中，选择“发送到”→“桌面快捷方式”。这样，读者就可以方便、快捷地使用Sublime Text编辑器了，分别如图1-41和图1-42所示。
图1-38 Sublime Text安装选项对话框
图1-39 Sublime Text安装对话框
图1-40 Sublime Text安装结束对话框
图1-41 安装路径下的sublime_text.exe文件
图1-42 设置Sublime Text的桌面快捷方式
安装好Sublime Text编辑器后，读者就可以使用该编辑器创建Python程序了，步骤如下：
（1）双击Sublime Text的桌面图标，打开Sublime Text编辑器，如图1-43所示。
（2）在Sublime Text的编辑器窗口的顶层菜单栏中有File选项。单击File后会显示下拉菜单，单击下拉菜单中的New File选项，表示创建一个新文件，分别如图1-44和图1-45所示。
图1-43 Sublime Text窗口
图1-44 Sublime Text创建新文件
（3）在新建的文件中，输入Python代码，代码如下：
print('江雪')
print('作者:柳宗元')
print('千山鸟飞绝,')
print('万径人踪灭.')
print('孤舟蓑笠翁,')
print('独钓寒江雪.')
图1-45 Sublime Text新文件窗口
在Sublime Text编辑器中输入的代码如图1-46所示。
图1-46 Sublime Text窗口
（4）按快捷键Ctrl＋S，保存写好的Python代码。在弹出的对话框中将文件命名为1-2.py，然后将文件保存在D盘下的practice文件夹下，分别如图1-47和图1-48所示。
注意：Sublime Text编辑器的使用，也可以先保存文件，设置好代码文件的格式，然后输入代码。按照这样顺序操作有很大的好处，Sublime Text编辑器可以根据Python语言的特点，自动设置代码缩进、代码高亮显示、自动识别输入错误等信息。
（5）打开D盘的practice文件夹，可以看到保存的1-2.py文件，如图1-49所示。
图1-47 保存文件对话框（1）
图1-48 保存文件对话框（2）
读者可以打开Windows命令行窗口，将该窗口的工作目录切换到D盘的practice文件夹下，输入python 1-2.py，按Enter键后就可以看到该代码的运行结果了，如图1-50所示。
图1-49 保存在D盘practice文件夹下的Python文件
图1-50 代码1-2.py的运行结果
3．其他文本编辑器
除了Sublime Text编辑器，还有一些比较好用的文本编辑器。例如Notepad++软件。Notepad++是Windows操作系统下的一套文本编辑器。Notepad++除了可以用来制作一般的纯文字说明文件，也十分适合编写计算机程序代码。Notepad++不仅有语法高亮度显示功能，也有语法折叠功能，并且支持宏及扩充基本功能的外挂模组。读者可自行从网络搜索并下载该软件。
相信读者已经对使用Windows命令行方式运行Python程序有了一个初步的了解。本书主要采用文本编辑器和Windows命令行窗口结合的方式，创建、解释运行Python程序。
1.2.4 集成开发环境
有的读者喜欢使用集成开发环境，下面介绍几个Python的集成开发工具。
1．Spyder
Spyder是一款使用Python语言创建的集成开发工具。读者只需在Windows命令行窗口中输入pip install-i https：//pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple spyder，按Enter键，便可以安装Spyder集成开发工具，如图1-51和图1-52所示。
图1-51 安装Spyder集成开发工具
图1-52 安装Spyder集成开发工具过程
注意：pip install-i https：//pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple spyder表示使用了清华大学的软件镜像。读者也可以使用阿里云的软件镜像，需要在Windows命令行窗口中输入pip install-i https：//mirrors.aliyun.com/pypi/simple spyder，然后按Enter键。如果读者要体会慢一点的速度来安装Spyder软件，则需要在Windows命令行窗口中输入pip install spyder，然后按Enter键。如果要卸载Spyder软件，则需要在Windows命令行窗口中输入pip uninstall spyder，然后按Enter键。
安装完成后，在Windows命令行窗口中输入spyder，然后按Enter键即可启动Spyder软件，如图1-53和图1-54所示。
第1次启动Spyder软件时会有一个英文版的简单介绍，告诉使用者如何使用该集成开发环境。
2．Geany
Geany是一款Python语言的集成开发工具。读者只需登录网站https：//www.geany.org进行下载、安装。具体步骤与下载并安装Sublime Text编辑器类似。启动Geany软件后窗口如图1-55所示。
图1-53 启动Spyder集成开发工具
图1-54 Spyder集成开发工具
3．PyCharm
PyCharm是JetBrains公司开发的一款Python程序的集成开发工具。在Windows、macOS、Linux系统上都可以使用。语法高亮显示，项目管理出色，支持在Django框架下进行Web开发。社区版是免费的，专业版是付费的。对于初学者来讲，两者的差异很小，使用社区版就足够了。读者只需登录网站https：//www.jetbrains.com.cn/en-us/pycharm/，进行下载、安装。具体步骤与下载并安装Sublime Text编辑器类似。
另外，微软公司的Microsoft Visual Studio集成开发环境也支持Python应用开发。不过，这是一款重量级的开发环境，要占用8GB左右的硬盘空间。基于Java的可扩展开发平台Eclipse也支持Python编程开发，不过需要安装PyDev插件。安装PyDev插件后，读者完全可以使用Eclipse进行Python应用开发。
图1-55 Geany集成开发工具
1.3 人人都会编程
编程是人与计算机进行信息交流的有效手段，人作为主体通过键盘、鼠标向计算机输入信息，计算机作为客体，接收信息、存储信息、处理信息，然后将输出信息显示在计算机屏幕上。Python的打印输出函数是print()，下面讲解Python如何接收信息、存储信息。
1.3.1 input()函数和变量
input()函数是Python的内置函数，用来接收从屏幕得到的信息。人类是有记忆力的，从视觉、听觉、触觉等感官得到的信息存储在大脑中。计算机得到从键盘输入的信息后，也需要存储信息，变量就是Python等编程语言存储信息的单位。变量是将得到的信息存储在计算机内存中的某个位置，就像图书馆的员工将某本书放置在书架上。为变量赋值，可以通过等号（＝）实现，代码如下：
#＝＝＝第1章代码1－3.py＝＝＝#
print(＂请问您叫什么名字?＂)
name＝input() #赋值语句
print(＂他的名字是:＂＋name) #通过加号将两段信息拼接在一起
在Windows命令行窗口中运行这段代码，在Windows命令行窗口中随便输入一个名字，然后按Enter键，运行结果如图1-56所示。
注意：在Python中，使用“#”作为单行注释的符号。从符号“#”开始直到换行为止，“#”后面所有的内容都作为注释的内容，并被Python编译器忽视。
图1-56 代码1-3.py的运行结果
1.3.2 会说话就会编程
各位读者思考一个问题，计算机的编程语言，如C语言、Java语言、Python语言，这些都被称为语言；现实生活中的普通话、英语、德语、法语、日语也被称为语言。为什么它们都被称为语言？是不是它们之间有很大的通性？其实，一个心智正常的人，只要会说话，就会编程。编程的本质就是向别人描述一件事情。
如果能向别人描述清楚一件事情，你就会编程，只是很多人未曾意识到这一点。例如煮面条的过程：第1步，向锅中加适量水；第2步，将锅中的水烧开；第3步，向锅中加入适量面条；第4步，将锅中的水烧开。这就是一次完整的编程。例如去银行办理信用卡：第1步，到银行营业大厅挂一号码；第2步，在营业大厅等待；第3步，银行柜台叫到你的号码；第4步，到银行柜台办理信用卡。这也是一次完整的编程，所以只需一个文本编辑器、一个程序编译环境就可以编程了。千万不要被重量级的集成开发环境所迷惑，写出的编程代码本质上就是一段文本信息。
说话就是编程。假设你是一家宾馆的前台接待人员，见到男士后，会说“这位男士请走这边”；见到女士后，会说“这位女士请走这边”。由于人的潜意识，人可以判断其他人的性别，计算机就不能判断人的性别，所以可以输入信息，告诉计算机人的性别，然后执行这个流程，代码如下：
#＝＝＝第1章代码1－4.py＝＝＝#
print('您好,请问你的性别是:')
gender＝input() #变量gender接收输入信息
if gender＝＝'男': #＝＝是比较运算符
print('这位男士请走这边!')
else: #if else是条件语句
print('这位女士请走这边!')
运行结果如图1-57所示。
图1-57 代码1-4.py的运行结果
分析实例代码1-4，gender是一个变量，用来接收键盘输入的信息。gender＝＝'男'，是一个比较运算，如果结果是真，则输出“这位男士请这边走！”；如果结果是假，则输出“这位女士请这边走！”。if else：是流程控制结构中的条件语句。综上所述，这段代码包含了变量、运算、流程控制结构。如果要学会Python语言，就要掌握Python语言的变量、运算、流程控制结构；如果要读懂Python代码，就要读懂Python代码的变量、运算、流程控制结构。
1.4 小结
本章首先介绍了如何选择一门适合自己的编程语言，然后对比了C语言、Java语言和Python语言的特点，接下来介绍了Python语言的历史和发展，以及Python的应用领域。
其次介绍了如何搭建Python的开发环境，使用自带的IDLE和Windows命令行窗口创建Python程序，然后介绍了几款文本编辑器和集成开发环境。重点要掌握如何使用Sublime Text编辑器创建Python程序，以及如何使用Windows命令行窗口运行Python程序的方法。
最后介绍了编程的本质，就是向别人描述清楚一件事情，并以Python程序为例，讲解了编程的过程。另外介绍了Python的内置函数print()和input()。