开发环境搭建

《论语•魏灵公》曰:“工欲善其事,必先利其器”,做好一件事,准备工作非常重要。在开始学习Python技术之前,先介绍如何搭建Python开发环境是非常重要的一件事件。

就开发工具而言Python官方只提供了一个解释器和交互式运行编程环境,而没有IDE(Integrated
Development
Environments,集成开发环境)工具,事实上开发Python的第三方IDE工具也非常的多,这里列举几个Python社区推荐使用的几个工具:

  • PyCharm。JetBrains公司开发的Python IDE工具。

  • Eclipse+PyDev插件。PyDev插件,下载地址www.pydev.org。

  • Visual Studio Code。微软公司开发的,能够开发多种语言的,跨平台IDE工具。

这几款工具都有免费版本,可以跨平台(Windows、Linux和macOS)。从编程程序代码、调试、版本管理等角度看PyCharm和Eclipse+PyDev都很强大,但Eclipse+PyDev安装有些麻烦,需要自己安装PyDev插件。Visual
Studio Code风格类似于Sublime
Text文本的IDE工具,同时又兼顾微软的IDE易用性,只要是安装相应的插件它几乎声明都可以开发。PyCharm与Visual
Studio Code相比,Visual Studio
Code内核小,占用内存少,开发Python需要安装扩展(插件),更适合有一定开发经验的人使用。而PyCharm只要是下载完成,安装成功就可以使用了,需要配置工作非常的少。

提示
Eclipse工具虽然是跨平台开发工具,但是它编写源代码文件的字符集默认是平台相关的,即在Windows平台下默认字符集是GBK,Linux和macOS平台下默认是UTF-8。这样在Windos下编写的源代码文件如果其中有中文字符,当在其他平台打开时,则会发生中文乱码。

综上所述,笔者个人推荐使用PyCharm,但考虑到广大读者不同喜好,本章会分别介绍这三个工具的安装和配置过程。

提示
本书提供给读者的示例源代码主要都基于PyCharm工具编写的项目,因此打开这些代码需要PyCharm工具。

搭建Python环境

无论是否使用IDE工具,首先应该先安装Python环境。由于历史的原因,能够提供Python环境产品有多个,包括:

  • CPython。CPython是Python官方提供,一般情况下提到的Python就是指CPython,CPython是基于C语言编写的,它实现的Python解释器能够将源代码编译为字节码(Bytecode),类似于Java语言,然后再由虚拟机执行,这样当再次执行相同源代码文件时,如果源代码文件没有修改过,那么它会直接解释执行字节码文件,这样会提高程序的运行速度。

  • PyPy。是基于Python实现的Python环境。速度要比Cpython快,但兼容性不如CPython。官网www.pypy.org。

  • Jython。是基于Java实现的Python环境。可以将Python代码编译为Java字节码,可以在Java虚拟机下运行。官网www.jython.org。

  • IronPython。是基于.NET平台实现的Python环境,可以.NET Framework链接库。官网
    www.ironpython.net。

考虑到兼容性和性能,本书使用Python官方提供CPython作为Python开发环境。Python官方CPython有多个不同平台版本(Windows、Linux/UNIX和macOS),其中大部分Linux、UNIX和macOS操作系统都已经安装了Python,只是版本有所不同。

提示
考虑到大部分读者使用的还是Windows系统,因此本书重点介绍Windows平台下Python开发环境的搭建。

截止本书编写完成为止,Python官方对外发布的最新是Python 3.6。图2-1所示是Python
3.6下载界面,它的下载地址是https://www.python.org/downloads。其中有Python
3和Python 3多种版本可以下载,另外还可以选择不同的操作系统Linux、UNIX和Mac OS
X[^1]和Windows。如果在当前页面单击Download Python 3.6.x按钮,则会下载Python
3.6.x安装文件。注意这里下载的Windows安装文件都是32位的,如果想下载64位安装的文件,可以单击图2-1中①所示的Windows超链接,进入如图2-2所示页面,在该页面中单击Windows
x86-64 executable installer超链接,下载Python Windows 64位安装的文件。

[^1]: Mac OS X是苹果桌面操作系统,基于UNIX操作系统,现在改名为macOS。

图2‑1 下载Python

图2‑2 下载Windows 64位版本

笔者下载的是载Windows
64位python-3.6.4-amd64.exe。下载完成后就可以安装了,双击该文件就可以安装了,安装过程中会弹出如图2-3所示的内容选择对话框,选中复选框Add
Python 3.6 to
PATH,选中该复选框可以将Python的安装路径添加的环境变量PATH中,这样就可以在任何文件夹下使用Python命令了。Customize
installation可以自定义安装,本例选择Install Now这会进行默认安装,单击Install
Now开始安装,直到安装结束关闭对话框,即可安装成功。
图2‑3 安装内容选择对话框

安装成功后,安装文件位于\<用户文件夹\>\AppData\Local\Programs\Python\Python36下面,在Windows开始菜单中打开Python
3.6文件夹,会发现4个快捷方式文件,如图2-4所示。这4个文件说明如下:

  • IDLE (Python 3.6 64-bit).lnk。打开Python
    IDLE工具,IDLE是Python官方提供的编写Python程序的交互式运行编程环境工具。

  • Python 3.6 (64-bit).lnk。打开Python解释器。

  • Python 3.6 Manuals (64-bit).lnk。打开Python帮助文档。

  • Python 3.6 Module Docs (64-bit).lnk。打开Python内置模块帮助文档。
    图2‑4 4个快捷方式文件

PyCharm开发工具

PyCharm是Jetbrains公司(www.jetbrains.com)研发的开发Python的IDE开发工具。Jetbrains是一家捷克公司,它开发的很多工具都好评如潮,如图2-5所示JetBrains开发的工具,这些工具可以编写C/C++、C#、DSL、Go、Groovy、Java、JavaScript、Kotlin、Objective-C、PHP、Python、Ruby、Scala、SQL和Swift语言。

图2-5 Jetbrains公司工具

下载和安装

在图2-5所示的页面中单击PyCharm或通过地址https://www.jetbrains.com/pycharm/download/,进入如图2-6所示下载页面,可见PyCharm有两个版本:Professional和Community。Professional是收费的,可以免费试用30天,如果超过30天,则需要购买软件许可(License
key)。Community成为社区版,它是完全免费的,对于学习Python语言社区版已经足够了。在图2-6页面下载PyCharm工具,完成之后即可安装了。

图2-6 下载PyCharm

下载安装文件成功后,既可以安装了,安装过程非常简单,这里不再赘述。

设置Python解释器

启动刚刚安装成功的PyCharm,需要根据个人喜好进行一些基本的设置,这些设置过程非常简单,这里不再赘述。基本设置完成进入PyCharm欢迎界面,如图2-7所示。单击欢迎界面底部的Configure按钮,在弹出菜单中选择Settings,选择左边Project
Interpreter(解释器)打开解释器配置对话框,图2-8所示,如果右边的Project
Interpreter没有设置,可以单击下拉按钮选择Python解释器(见编号①),下拉列表中没有Python解释器,可以单击配置按钮添加Python解释器(见编号②)。

图2-7 PyCharm欢迎界面

图2-8 配置Python解释器

在图2-8中单击配置按钮会弹出一个菜单如图2-9所示,单击Show
All菜单可以显示所有可用的Python解释器,如果没有可以单击Add
Local菜单添加Python解释器,弹出如图2-10所示对话框,其中有三个Python解释器虚拟环境:

  • Virtuallenv
    Environment是Python解释器虚拟环境,当有多个不同的Python版本需要切换时,可以使用该选项。

  • Conda Environment是配置Conda环境,
    Conda是一个开源的软件包管理系统和环境管理系统。安装Conda一般是通过安装Anaconda实现的,Anaconda
    是一个Python语言的免费增值发行版,用于进行大规模数据处理、预测分析和科学计算,
    致力于简化包的管理和部署。

  • System
    Interpreter是配置当前系统安装的Python解释器,本例中需要选中该选项,选中该选项在右边的Interpreter选择当前系统安装的Python解释器文件夹,如图2-11所示。

图2-9 配置Python解释器菜单

图2-10 添加Python解释器

图2-11 添加系统解释器

选择Python解释器完成回到图2-8所示对话框,此时可见添加完成的解释器,如图2-12所示。

图2-12 添加完成解释器

在图2-12所示对话框单击OK按钮关闭对话框,回到欢迎界面。

Eclipse+PyDev开发工具

Eclipse是著名的跨平台IDE工具,最初Eclipse是IBM支持开发的免费Java开发工具,2001年11月贡献给开源社区,现在它由非营利软件供应商联盟Eclipse基金会管理。Eclipse的本身也是一个框架平台,它有着丰富的插件,例如C++、Python、PHP等开发其他语言的插件。另外,Eclipse是绿色软件不需要写注册表,卸载非常方便。

安装Eclipse插件要比PyCharm麻烦,可分为三个步骤:

1.
安装JRE(Java运行环境)或JDK(Java开发工具包),Eclipse是基于Java的开发工具的,必须有Java运行环境才能运行。至于任何安装JRE或JDK超出本书的介绍访问,本书不再赘述,读者可以参考其他资料或参考笔者另外著作《Java从小白到大牛》第2章内容。

  1. 下载和安装Eclipse。

  2. 安装PyDev插件。

Eclipse下载和安装

本书采用Eclipse 4.6^2版本作为IDE工具,Eclipse
4.6下载地址是http://www.eclipse.org/downloads/,如图2-13所示是Windows系统的下载Eclipse下载页面,单击“DOWNLOAD
64 bit”按钮页面会跳转到,如图2-14所示的选择下载镜像地址页面,单击Select Another
Mirror连接可以改变下载镜像地址,然后单击DOWNLOAD按钮开始下载。

4.6开发代号是Neon(氖气),Eclipse开发代号的首字母是按照字母顺序排列的。Eclipse
4.7开发代号是Oxygen(氧气)。

图2‑13 Eclipse 4.6下载页面

图2‑14 选择下载镜像地址

下载完成后的文件是eclipse-inst-win64.exe,事实上eclipse-inst-win64.exe是安装各种Eclipse版本客户端,双击eclipse-inst-win64.exe弹出如图2-15所示的界面,选择Eclipse
IDE for Java Developers进入如图2-16所示的界面,在该界面中Installation
Folder可以改变安装文件夹,选中create start menu
entry可以添加快捷方式到开始菜单,选中create desktop
shortcut可以在桌面创建快捷方式,设置完成后单击INSTALL按钮开始安装,安装完成如果2-17所示,单击LAUNCH按钮启动Eclipse。

图2‑15安装各种Eclipse版本客户端

图2‑16 Eclipse安装

图2‑17 Eclipse安装完成

在Eclipse启动过程中,会弹出如图2-18所示,选择工作空间(workspace)对话框,工作空间是用来保存工程的文件夹。默认情况下每次Eclipse启动时候都需要选择工作空间,如果你觉得每次启动时都选择工作空间比较麻烦,可以选中Use
this as the default and to not ask
again选项,设置工作空间默认文件夹。初次启动Eclipse成功后,会进入如图2-19所示的欢迎界面。

图2‑18 选择工作空间

图2‑19 Eclipse欢迎界面

安装PyDev插件

PyDev插件的网站是http://www.pydev.org,不过需要直接在网站上下载插件。在Eclipse工具中可以在线安装插件。

安装插件过程如下,首先启动Eclipse,选择菜单Help→Install New
Software弹出如图2-20所示的对话框。单击Add按钮弹出如图2-21所示对话框,在Location中输入插件在线安装地址http://pydev.org/updates,如图2-22所示。

图2‑20 安装插件

图2‑21插件地址

图2‑22 输入插件地址

确定输入内容后单击OK按钮关闭对话,Eclipse通过刚刚输入的网址查找插件,如果能够找到插件,则出现如图2-23所示对话框,从中选择PyDev插件按钮。选择完成后单击Next按钮进行安装,安装过程需要从网上下载插件,这个过程需要等一段时间。安装插件后重新启动Eclipse插件才能生效。

图2‑23 选择插件安装

设置Python解释器

PyDev插件按钮安装成功后,也需要设置Python解释器。具体步骤:打开Eclipse,选择菜单Window→Preferences,弹出设置对话框,选择PyDev→Interpreters→Python
Interpreter,如图2-24所示。如果系统安装好了Python解释器,可以单击右边窗口的Quick
Auto-Config按钮,如果能够成功找到Python解释器,可见如图2-25所示的对话框。但是如果找不到合适的Python解释器,则可以单击New按钮自己手动指定Python解释器的安装文件夹。

图2‑24 设置Python解释器

图2‑25 设置Python解释器完成

设置UTF-8编码

在Windows下使用Eclipse还有一个麻烦的问题,在本章的开始提到过:Eclipse在Windows平台下默认字符集是GBK,如果在Windows平台下Eclipse编写Python程序代码,如果代码中有中文则无法解释运行,会出现如下错误。如果在其他平台打开该代码文件则会出现中文乱码问题。

File "XXX.py", line 2
SyntaxError: Non-UTF-8 code starting with '\xc4' in file XXX.py on line 3, but no encoding declared; see http://python.org/dev/peps/pep-0263/ for details

解决上述问题有两种方案:

  1. 在代码文件的开通添加如下代码指令,告诉解释器采用GBK编码进行解释。
    # -*-coding:gbk -*-
    或
    # coding=gbk
  2. 设置Eclipse编辑文本文件的默认字符集为UTF-8。这种方案不涉及到代码,本节介绍这种方案的设置过程。

具体步骤:打开Eclipse,选择菜单Window→Preferences,弹出设置对话框,选择General→Content
Types,打开右边的Content
Types设置窗口,如图2-26所示,首先Text文件类型,这种文件类型包含了所有的文本文件,然后在窗口底部的Default
encoding文本框中输入utf-8(或UTF-8)设置字符集,然后单击后面的Update按钮设置字符集。

图2‑26 设置文本文件字符集

Visual Studio Code开发工具

Visual Studio Code是由微软公司开发的IDE工具,与微软的其他的IDE,如Visual
Studio工具不同,Visual Studio
Code是跨平台的,可以安装在Windows、Linux和macOS平台上运行。Visual Studio
Code没有限定只能开发特定语言程序,事实上只要安装了合适的扩展(插件),它可以开发任何语言程序。

Visual Studio
Code下载地址是https://code.visualstudio.com/,打开下载页面如图2-27所示,单击Download
for Windows按钮可以下载Windows的Visual Studio
Code工具,如果下载其他平台工具可以单击Download for
Windows按钮后面的下拉按钮,在下拉框中选择不同平台的安装文件,如图2-28所示。

图2‑27 下载Visual Studio Code

图2‑28 下载Visual Studio Code

下载Visual Studio
Code安装文件成功后,既可以安装了,安装过程非常简单,这里不再赘述。安装完成后启动Visual
Studio Code,欢迎界面如图2-29所示。刚刚安装成功的Visual Studio
Code是没有Python扩展的,可以在欢迎界面中安装Python扩展,如图2-29中编号①所示单击Python超链接,即可安装Python扩展。

另外,也可以通过单击如图2-29中编号②所示扩展按钮,打开如图2-30所示扩展窗口,在扩展窗口文本框中输入python关键字,如图2-30中编号①所示,这是在扩展商店搜索Python相关的扩展,当找到合适的扩展,就可以安装了,如图2-30中编号②所示。本例中需要Python
0.9.1进行安装,这是Python的调试工具。

图2‑29 Visual Studio Code欢迎界面<br/>

图2‑30安装扩展

安装完成之后可以通过“文件”→“新建文件”,然后保存文件为xxx.py,这样Visual Studio
Code工具会识别出来这是一个Python源代码文件,此时Visual Studio
Code提示PyLint没有安装,如图2-31所示。PyLint是用来检查 Python
代码中的错误工具。如图2-31所示单击Install pylint进行安装。

图2‑31安装PyLint

文本编辑工具

也有一些读者喜欢使用单纯的文本编辑工具编写Python源程序代码,然后再Python解释器运行。这种方式客观上可以帮助初学者记住Python的一些关键字,以及常用的函数和类,但是这种方式用于实际项目开发,效率是很低的。为了满足不同人的喜好,本节还是为读者推荐一些开发Python的文本编辑工具。

考虑跨平台开发可以使用的文本编辑工具:

  • Sublime
    Text。近年来发展和壮大的文本编辑工具,所有的设置没有图形界面,在JSON格式[^3]的文件中进行的,初学者入门比较难,官网www.sublimetext.com。

    [^3]: JSON(JavaScript Object Notation, JS对象标记)
    是一种轻量级的数据交换格式,采用键值对形式,如:{"firstName": "John"}。

  • UltraEdit。历史悠久强大的文本编辑工具,可支持文本列模式等很多有用的功能,官网www.ultraedit.com。

如果只考虑Windows平台开发,可以选择的文本编辑工具就很多了,常用如下:

  • Notepad++。Notepad++本意是Windows平台Notepad(记事本)的升级,但其功能非常强大,能够很好地支持中文等多种语言,内置支持多达27种语言的语法高亮度显示。更重要的是它是免费的。官网www.notepad-plus-plus.org。

  • EditPlus。历史悠久强大的付费文本编辑工具,小巧、轻便、灵活,官网www.editplus.com。

这些工具下载和安装都很简单,并且都支持Python语言的高亮显示,不需要任何配置工作,因此每一种软件的下载、安装和配置过程本节不再赘述。

本章小结

通过对本章的学习,读者可以掌握Python环境的搭建过程。熟悉Python开发的几个IDE工具的下载、安装和配置过程。

配套视频

http://edu.51cto.com/topic/1507.html

配套源代码

http://www.zhijieketang.com/group/8

电子书:

https://yuedu.baidu.com/ebook/5823871e59fafab069dc5022aaea998fcc2240fc