《Python程序設(shè)計》 課件 項目1 搭建Python編程環(huán)境

項目1搭建Python編程環(huán)境了解Python語言發(fā)展歷程01了解Python語言主要特點02了解Python語言應(yīng)用領(lǐng)域03知識目標熟悉Python程序的運行方式04熟悉Python程序常見的開發(fā)環(huán)境05能夠完成Python解釋器的安裝01能夠完成PyCharm集成開發(fā)環(huán)境的安裝02能夠熟練使用Python命令交互模式03能力目標能夠熟練使用PythonIDLE工具04能夠熟練使用PyCharm編寫簡單的代碼05能夠?qū)ython程序編譯為可執(zhí)行文件06任務(wù)提出01任務(wù)分析02知識準備03任務(wù)1打印樹形圖案任務(wù)實現(xiàn)04任務(wù)總結(jié)05任務(wù)1打印樹形圖案任務(wù)提出Part.01任務(wù)提出1.編寫程序，通過print()函數(shù)控制輸出信息，實現(xiàn)打印樹形圖案的功能，如圖所示。2.將程序打包成EXE可執(zhí)行文件。任務(wù)分析Part.02任務(wù)分析1.下載、安裝、運行Python。2.下載、安裝、配置與運行PyCharm開發(fā)工具。3.運用PyCharm開發(fā)工具編寫任務(wù)源代碼tree.py。4.在開發(fā)環(huán)境中運行測試任務(wù)源代碼tree.py。5.優(yōu)化任務(wù)源代碼tree.py并測試運行。6.運用PyInstaller工具將tree.py編譯成EXE可執(zhí)行文件。7.測試運行可執(zhí)行文件tree.exe，查看運行結(jié)果。

本任務(wù)為首次運用Python編程，需要先搭建Python編程環(huán)境，再編寫代碼實現(xiàn)樹形圖案的打印輸出，具體的任務(wù)實施分析如下：知識準備Part.03初識Python01下載、安裝和運行Python02常用PythonIDE03知識準備安裝和配置PyCharm04編譯可執(zhí)行文件05發(fā)展歷程01主要特點02應(yīng)用領(lǐng)域031.1初識Python發(fā)布時間：1991年創(chuàng)始人：吉多·范羅蘇姆發(fā)布機構(gòu)：Python軟件基金會（PythonSoftwareFoundation，PSF）語言類型：面向?qū)ο蟮慕忉屝愿呒壵Z言軟件平臺：Windows、Linux、UNIX、MacOS等操作系統(tǒng)軟件版本：python2.x、python3.xPython發(fā)展歷程Python發(fā)展歷程吉多·范羅蘇姆于1991年初公開發(fā)布第一個正式版本。1994年1月，Python新版本1.0發(fā)布。2000年10月，Python2.0發(fā)布。2001年，Python軟件基金會（PSF）成立2008年12月，Python3.0版本發(fā)布，并被作為維護的主要系列。2010年，Python2.x系列發(fā)布最后一個版本，其主版本號為2.7。2011年1月，Python被TIOBE編程語言排行榜評為2010年度語言。2018年3月，Python宣布Python2.7將于2020年1月1日終止支持。2021年10月，Python被TIOBE編程語言排行榜評委最受歡迎的編程語言。語法簡單Python主要特點Python可以讓程序員專注于解決問題，而不是語法。Python使用的關(guān)鍵字比較少，棄用了花括號、begin和end等標記，直接使用空格或制表符來區(qū)分代碼塊，語句末尾也不需要使用分號，語法結(jié)構(gòu)易讀、易維護。交互模式在Python命令提示符下可以直接輸入代碼，按回車鍵即可解釋運行代碼并直接查看運行結(jié)果。解釋性語言Python語言寫的程序不需要編譯成二進制代碼，可以直接從源代碼運行程序?？缙脚_性Python主要特點Python支持包括Linux、Windows、FreeBSD、Macintosh、Solaris、OS/2、WindowsCE、PocketPC、Android等幾乎全部的操作系統(tǒng)?？蓴U展性Python不僅可以引入.py文件，還可以通過接口和庫函數(shù)調(diào)用由其它高級語言（如C語言、C++、Java等）編寫的代碼。類庫豐富Python擁有強大的標準庫和大量的第三方模塊可供調(diào)用。Python主要特點數(shù)字華容道吃豆人Python可以僅用一兩行代碼完成數(shù)字華容道、吃豆人等游戲的開發(fā)。Web應(yīng)用開發(fā)：Python提供了豐富的Web開發(fā)框架比如Django、flask、TurboGears、web2py等，支持方便的開發(fā)Web應(yīng)用。Python應(yīng)用領(lǐng)域自動化運維：Python編寫的系統(tǒng)管理腳本，無論是可讀性，還是性能、代碼重用度以及擴展性方面，優(yōu)于普通的shell腳本。Python應(yīng)用領(lǐng)域人工智能領(lǐng)域：Python在人工智能領(lǐng)域內(nèi)的機器學習、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、深度學習等方面，都是主流的編程語言。Python應(yīng)用領(lǐng)域網(wǎng)絡(luò)爬蟲：Python提供了豐富Web抓取工具和框架，可以有效地采集在線數(shù)據(jù)和網(wǎng)頁內(nèi)容。Python應(yīng)用領(lǐng)域科學計算Python提供了很多模塊幫助用戶在計算巨型數(shù)組、矢量分析等方面高效完成任務(wù)。游戲開發(fā)Python支持進行二維和三維圖像處理，可用于編寫游戲軟件。數(shù)據(jù)庫編程Python支持與MicrosoftSQLServer，Oracle，Sybase，DB2，MySQL、SQLite等數(shù)據(jù)庫通信。Python應(yīng)用領(lǐng)域網(wǎng)絡(luò)編程提供豐富的模塊支持sockets編程，能方便快速地開發(fā)分布式應(yīng)用程序。下載Python01安裝Python02運行Python031.2下載、安裝和運行Python下載網(wǎng)址：/downloads/Python下載可選擇不同版本下載Python下載Python安裝Python安裝Python安裝IDLE(Python3.1064-bit)：簡單的Python集成開發(fā)環(huán)境。Python3.10(64-bit)：Python命令解釋器。Python3.10Manuals(64-bit)：Python說明文檔。Python3.10ModuleDocs(64-bit)：Python的模塊幫助文檔。Python安裝運行Python命令行解釋器Python運行1）通過快捷方式運行：單擊“開始”菜單按鈕，依次選擇“Python3.10”“Python3.10（64bit）”菜單命令，打開如下圖所示的窗口。運行Python命令行解釋器Python運行退出解釋器，可以在命令行提示符下輸入quit()，或者使用快捷鍵Ctrl+Z運行Python命令行解釋器Python運行2）通過命令方式運行：運行cmd.exe，打開控制臺窗口，在這里運行Python命令即可。Python命令格式如下：Python運行Python[選項][-c命令|-m模塊名稱|腳本|-][參數(shù)]常用的選項和參數(shù)說明如下：-c命令：表示以字符串形式傳入命令-m模塊名：將庫模塊作為腳本運行腳本：運行腳本程序-：從stdin中讀取程序查看完整用法，輸入命令python-hPython運行運行程序文件，輸入命令pythontree.pyPython運行運行Python集成開發(fā)環(huán)境IDLE：Python的IDLE集成開發(fā)環(huán)境具有文本編輯、語法加亮顯示、代碼自動完成、段落縮進、Tab鍵控制、程序調(diào)試等功能。單擊單擊“開始”菜單按鈕，依次選擇“Python3.10”“IDLE(Python3.1064-bit)”菜單命令，打開集成開發(fā)環(huán)境窗口。Python運行1.3常用PythonIDEPyCharm常用開發(fā)工具PyCharm是開發(fā)者最常使用的開發(fā)工具，具有調(diào)試、語法高亮、Project管理、代碼跳轉(zhuǎn)、智能提示、單元測試、版本控制等，使用PyCharm可以實現(xiàn)程序編寫、運行、測試的一體化。VisualStudioCode常用開發(fā)工具由Microsoft開發(fā)的輕量級、跨平臺的源代碼編輯器，支持Python的開發(fā)和調(diào)試。具有代碼高亮、智能代碼補全、調(diào)試等功能。JupyterNotebookJupyterNotebook本質(zhì)上是一個Web應(yīng)用程序，允許用戶創(chuàng)建和共享包含代碼、文本和可視化內(nèi)容的文檔。Spyder常用開發(fā)工具Spyder一個Python科學計算環(huán)境，集成了交互式控制臺、編輯器、集成的調(diào)試器和變量瀏覽器等功能，特別適用于數(shù)據(jù)分析和科學計算。AnacondaAnaconda包含Python發(fā)行版和多個常用的數(shù)據(jù)科學包，如NumPy、Pandas等。Anaconda自帶SpyderIDE，也支持其他IDE，如JupyterNotebook和PyCharm。Thonny常用開發(fā)工具Thonny是為初學者設(shè)計的IDE，具有實時反饋程序運行過程、調(diào)試時顯示變量值和函數(shù)調(diào)用過程等特點，可以幫助初學者更好地理解和調(diào)試代碼。Eclipse+PyDevEclipse+PyDev通常被用于創(chuàng)建和開發(fā)交互式的Web應(yīng)用。Eclipse支持多種編程語言；PyDev是Eclipse中用于開發(fā)Python程序的IDE。Vim常用開發(fā)工具Vim是Linux系統(tǒng)中的高級文本編輯器，也是Linux程序員廣泛使用的編輯器，它具有代碼補全、編譯及錯誤跳轉(zhuǎn)等功能，并支持以插件形式進行擴展，實現(xiàn)更豐富的功能。SublimeTextSublimeText功能豐富、支持多種語言、有自己的包管理器，開發(fā)者可通過包管理器安裝組件、插件和額外的樣式，以提升編碼體驗，是開發(fā)者群體中最流行的編輯器之一。PyCharm下載與安裝01PyCharm配置與運行021.4安裝和配置PyCharmPyCharm下載與安裝PyCharm操作簡捷、功能齊全，既適用于新手，也可滿足開發(fā)人員的專業(yè)開發(fā)需求。PyCharm下載與安裝1）下載PyCharm訪問PyCharm官方網(wǎng)址/pycharm/download/，進入PyCharm的下載頁面。選擇免費開源的Commnuity社區(qū)版下載PyCharm下載與安裝2）安裝PyCharm（1）雙擊下載好的安裝包，打開PyCharm安裝向?qū)В煽吹健癢elcometoPyCharmCommunityEditionSetup”界面。PyCharm下載與安裝2）安裝PyCharm（2）進入“ChooseInstallLocation”界面，用戶可在此界面設(shè)置PyCharm的安裝路徑，此處使用默認路徑。PyCharm下載與安裝2）安裝PyCharm（3）進入“InstallationOptions”的界面，在該界面可配置安裝選項，如右圖所示。PycharmCommunityEdition:創(chuàng)建桌面快捷方式。Add“bin”foldertoPATH:添加pycharm的bin目錄到系統(tǒng)環(huán)境變量path中。addopenfolderasproject

：在Windows的右鍵彈出菜單中添加菜單項。.py：關(guān)聯(lián)擴展名為py的文件。PyCharm下載與安裝2）安裝PyCharm（4）勾選前圖所示界面中的所有選項，單擊【Next>】按鈕進入“ChooseStartMenuFolder”界面，如右圖所示。PyCharm下載與安裝2）安裝PyCharm（5）單擊【Install】按鈕安裝PyCharm，如右圖所示，顯示安裝進度和安裝內(nèi)容。PyCharm下載與安裝2）安裝PyCharm（6）PyCharm安裝完成后，界面如右圖所示。單擊【Finish】按鈕可結(jié)束安裝。PyCharm配置與運行1）單擊桌面上的PyCharm快捷方式，打開PyCharm，初次運行需同意用戶協(xié)議、確認是否數(shù)據(jù)分享；之后會進入PyCharm的歡迎窗口。PyCharm配置與運行2）單擊“Customize”可修改用戶界面。此處修改了顏色主題為亮色（IntelliJLight）、字體大小為16.0。PyCharm配置與運行2）單擊“CreateNewProject”按鈕進入新建項目窗口。設(shè)置項目文件夾配置新的虛擬環(huán)境指定虛擬環(huán)境所在文件夾指定Python解釋器版本及位置PyCharm配置與運行3）單擊【Create】按鈕完成項目創(chuàng)建并進入PyCharm主界面，如下圖所示。PyCharm配置與運行4）在該項目中添加Python文件。右擊項目名稱，在彈出的下拉菜單中選擇【New】→【PythonFile】。在【NewPythonfile】對話框中輸入文件名“First”，類別為Pythonfile。PyCharm配置與運行5）在左側(cè)的項目文件列表中，雙擊打開“First.py”，在右側(cè)的代碼窗口中輸入：print(‘Hello,Python!’)，按Ctrl+Shift+F10，運行該代碼文件?？梢栽诘撞康慕Y(jié)果窗格中查看運行結(jié)果。PyInstaller簡介01PyInstaller安裝021.5編譯可執(zhí)行文件PyInstaller使用03編譯可執(zhí)行文件

以腳本模式運行Python程序文件時，系統(tǒng)中必須安裝有Python命令行解釋器或者Python集成開發(fā)環(huán)境，而這限制了Python程序的運行。為了方便運行Python開發(fā)的程序，可以將Python程序文件打包成可執(zhí)行文件，比如Windows系統(tǒng)中的EXE文件。PyInstaller簡介PyInstaller是一個在Windows、GNU/Linux、MacOS、FreeBSD、OpenBSD、Solaris和AIX下將Python程序打包為可執(zhí)行文件的工具軟件。PyInstaller可以與Python3.7-3.10一起使用，通過透明壓縮構(gòu)建更小的可執(zhí)行文件。它是完全多平臺的，并且能使用操作系統(tǒng)支持加載動態(tài)庫，從而確保完全兼容。PyInstaller簡介可以使用PyInstaller工具進行打包，PyInstaller可以在多個平臺使用，并通過操作系統(tǒng)支持加載動態(tài)庫，確保程序的兼容性。使用PyPI來安裝PyInstaller。PyPI使用pip包管理器來下載第三方庫。PyInstaller安裝使用PyPI來下載、安裝PyInstaller（1）更新pip包管理器到最新版本在Windows命令控制臺窗口輸入命令：Python-mpipinstall--upgradepipPyInstaller安裝使用PyPI來下載、安裝PyInstaller（2）安裝PyInstallerpipinstallpyinstaller（3）升級Pyinstaller到最新版本pipinstall–upgradepyinstallerPyInstaller命令的基本語法格式如下：PyInstaller使用Pyinstaller[選項]<Python源代碼文件>常用的選項和參數(shù)說明如下：-D，--onedir：默認選項，生成一個包含多個文件（含可執(zhí)行文件）的文件夾。-F，--onefile：在dist文件夾中生成單個的可執(zhí)行文件。-oDIR，--specpathDIR：指定spec文件的生成目錄（默認為當前目錄）。-nNAME，--nameNAME：分配給捆綁的應(yīng)用程序和規(guī)范文件的名稱（默認值：第一個腳本的基本名稱）。-c，--console，--nowindowed：指定使用命令控制臺窗口運行程序（僅對Windows有效）。任務(wù)實現(xiàn)Part.04分析代碼01編寫代碼02優(yōu)化代碼03任務(wù)實現(xiàn)編譯EXE文件04分析代碼特點1圖案全部都是由*號組成的*號出現(xiàn)的位置由空格數(shù)量來確定。第1-6行*號的個數(shù)分別為1、3、5、7、9、11個，依次遞增；第7-10行*號的個數(shù)都是1個。第1-6行*號前面的空格個數(shù)分別為5、4、3、2、1、0個，第7-10行*號前面的空格數(shù)都是5個觀察圖案，找到特點：特點2特點3分析代碼第一步：按照每行*號的規(guī)律，用print（）函數(shù)輸出初步的圖案；第二步：在打印每行*號的基礎(chǔ)上，優(yōu)化代碼，在*號前面的空格，調(diào)整*號的位置，最終得到樹形圖案。代碼思路：(1)啟動PyCharm，新建Python項目Tree，新建Python文件Tree.Py編寫代碼(2)打印輸出每行*號，輸入如下代碼：編寫代碼程序運行結(jié)果

每一行只打印了對應(yīng)的*號的個數(shù)，并沒有打印對應(yīng)的空格，所以打印出來的圖案不對。(3)每行*號前面，再輸出相應(yīng)的空格，調(diào)節(jié)控制位置。編寫代碼程序運行結(jié)果

優(yōu)化代碼，通過for循環(huán)完成。優(yōu)化代碼

每一行*號前面的空格個數(shù)與*號的數(shù)量存在聯(lián)系，可以用計算公式表示為：