開發(fā)環(huán)境語言特征編程實(shí)踐《Python程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（微課版）》Python概述認(rèn)識(shí)Python了解Python的發(fā)展歷程、設(shè)計(jì)者及語言特點(diǎn)了解Python的特點(diǎn)了解Python的應(yīng)用領(lǐng)域探索Python在Web開發(fā)、數(shù)據(jù)分析、人工智能等領(lǐng)域的應(yīng)用了解Python的運(yùn)行機(jī)制掌握字節(jié)碼編譯和Python虛擬機(jī)執(zhí)行過程安裝Python搭建開發(fā)環(huán)境導(dǎo)入第三方庫掌握使用包管理工具導(dǎo)入和管理第三方庫的方法2/14知識(shí)目標(biāo)能力目標(biāo)知識(shí)與能力目標(biāo)掌握Python的的簡(jiǎn)潔語法、可擴(kuò)展性好、函數(shù)功能強(qiáng)大等掌握在Windows操作系統(tǒng)中安裝Python解釋器的方法學(xué)習(xí)配置集成開發(fā)環(huán)境，提高Python開發(fā)效率Python的轉(zhuǎn)折點(diǎn)吉多的愿景??

普及編程："ComputerProgrammingforEverybody"3/14Python的誕生荷蘭人吉多·范羅蘇姆(GuidovanRossum)在20世紀(jì)80年代末創(chuàng)建了Python吉多在阿姆斯特丹的荷蘭國(guó)家數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)研究學(xué)會(huì)工作時(shí)，為了打發(fā)假期的無聊時(shí)間，決心開發(fā)一個(gè)新的解釋型編程語言名稱由來Python這個(gè)名稱來源于"蟒蛇"(Python)吉多希望他的新語言名稱簡(jiǎn)短、新穎、神秘，因此以Python命名了這個(gè)語言首個(gè)公開版本1991年，Python第一個(gè)公開發(fā)行版本發(fā)布從誕生起，Python就具有類、函數(shù)、異常處理機(jī)制、核心數(shù)據(jù)類型及模塊拓展系統(tǒng)版本演變Python版本主要分為Python2和Python3兩個(gè)系列Python3計(jì)劃每年發(fā)布一個(gè)新的子版本，每次只增加兩三種新語法?

設(shè)計(jì)哲學(xué)：優(yōu)雅、明確、簡(jiǎn)單??

社區(qū)與生態(tài)：開放與包容Python的發(fā)展歷程??

終極目標(biāo)：提升開發(fā)效率2020年，Python官方停止了對(duì)Python2的維護(hù)Python3.9及其之后版本不支持Windows7及其之前的Windows操作系統(tǒng)從Python2到Python3是大版本升級(jí)，兩者之間有很多不向下兼容的差異??

讓編程從專業(yè)工具變?yōu)橥ㄓ帽磉_(dá)方式Python簡(jiǎn)單易學(xué)語法簡(jiǎn)潔明了，類似偽代碼，易于初學(xué)者理解和掌握，使開發(fā)者能專注于解決問題而非語言本身免費(fèi)開源自由發(fā)布軟件副本、閱讀源代碼并可改動(dòng)，基于團(tuán)體分享知識(shí)的理念誕生，鼓勵(lì)開發(fā)者創(chuàng)造與改進(jìn)可移植高級(jí)語言，無需考慮底層細(xì)節(jié)，解釋器將源碼轉(zhuǎn)為字節(jié)碼再轉(zhuǎn)為機(jī)器碼，程序易于在不同計(jì)算機(jī)間復(fù)制跨平臺(tái)由于開源特性，Python被移植到多種平臺(tái)，大多數(shù)程序無需修改即可在Linux、Windows、macOS等平臺(tái)上運(yùn)行面向?qū)ο笸耆嫦驅(qū)ο蟮恼Z言，函數(shù)、模塊、數(shù)字、字符串都是對(duì)象，支持繼承、多態(tài)、重載和多重繼承可擴(kuò)展語言核心設(shè)計(jì)為可擴(kuò)展的，提供了豐富的API和工具，便于使用C或C++編寫擴(kuò)充模塊可嵌入Python編譯器可被集成到其他程序中，可用作腳本語言或"膠水語言"對(duì)用其他語言編寫的程序進(jìn)行集成豐富的庫內(nèi)置強(qiáng)大標(biāo)準(zhǔn)庫，提供眾多第三方庫（如NumPy、SciPy、Matplotlib等），大大提高了開發(fā)效率4/14的主要特點(diǎn)Web應(yīng)用開發(fā)開源、跨平臺(tái)特性定義WSGI標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用接口Django等框架助力快速開發(fā)豐富的免費(fèi)數(shù)據(jù)庫和模板工具數(shù)據(jù)分析Matplotlib、NumPy等庫支持實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜數(shù)學(xué)運(yùn)算高質(zhì)量2D和3D圖像繪制應(yīng)用范圍更廣，處理更多類型數(shù)據(jù)人工智能滿足AI的即時(shí)性需求提供豐富的AI和機(jī)器學(xué)習(xí)庫語法簡(jiǎn)單、文檔優(yōu)質(zhì)借助scikit-learn等工具實(shí)現(xiàn)機(jī)器學(xué)習(xí)云計(jì)算具有很強(qiáng)的靈活性和模塊化特點(diǎn)基于Python構(gòu)建的OpenStack平臺(tái)提供多種計(jì)算服務(wù)自動(dòng)化運(yùn)維獲得運(yùn)維工程師普遍認(rèn)可大多數(shù)Linux發(fā)行版、OpenBSD和macOS集成Python可讀性、性能優(yōu)于Shell腳本更好的代碼重用度及擴(kuò)展性跨領(lǐng)域優(yōu)勢(shì)Python憑借其簡(jiǎn)潔的語法、強(qiáng)大的庫支持和跨平臺(tái)兼容性，成為各領(lǐng)域開發(fā)人員的首選語言，尤其適合快速開發(fā)和解決復(fù)雜問題。5/14Python的應(yīng)用領(lǐng)域源代碼.py文件字節(jié)碼編譯逐行編譯源代碼字節(jié)碼.pyc文件Python虛擬機(jī)執(zhí)行字節(jié)碼Python解釋器將源代碼逐行轉(zhuǎn)譯為字節(jié)碼字節(jié)碼保存在.pyc文件中，用于提高運(yùn)行速度解釋器檢查.py和.pyc文件的時(shí)間戳，判斷是否需要重新編譯未修改源代碼時(shí)，直接加載.pyc文件跳過編譯步驟PVM是Python的運(yùn)行引擎，執(zhí)行字節(jié)碼的抽象機(jī)PVM以大循環(huán)方式迭代執(zhí)行字節(jié)碼，直到程序結(jié)束PVM是一種高層次的虛擬機(jī)，遠(yuǎn)離真實(shí)計(jì)算機(jī)底層Python可在交互模式下運(yùn)行，如命令行直接下達(dá)操作指令6/14字節(jié)碼編譯Python虛擬機(jī)(PVM)Python的運(yùn)行機(jī)制開發(fā)工具（DevelopmentTool）：用于幫助開發(fā)人員編寫、測(cè)試和調(diào)試代碼的軟件工具開發(fā)工具通常提供多種功能，例如：代碼編輯與語法高亮自動(dòng)補(bǔ)全與智能提示代碼調(diào)試與分析單元測(cè)試與版本控制軟件開發(fā)環(huán)境（SoftwareDevelopmentEnvironment,SDE）：圍繞軟件開發(fā)目標(biāo)組織的一組相關(guān)軟件工具的有機(jī)集合開發(fā)工具獨(dú)立軟件程序需安裝在計(jì)算機(jī)上與Python解釋器配合使用提供編程輔助功能開發(fā)環(huán)境綜合性工具集合包括開發(fā)工具與其他軟件提供集成開發(fā)服務(wù)提升開發(fā)效率與體驗(yàn)PyCharmJetBrains開發(fā)的PythonIDE，提供強(qiáng)大的代碼分析、智能補(bǔ)全、調(diào)試和測(cè)試功能VisualStudioCode微軟開發(fā)的免費(fèi)開源編輯器，支持Python開發(fā)，具有輕量級(jí)和可擴(kuò)展性強(qiáng)的特點(diǎn)SublimeText跨平臺(tái)文本編輯器，支持多種編程語言，具有高效的操作和自定義功能命令行工具如pip、virtualenv等，用于包管理、環(huán)境創(chuàng)建等基礎(chǔ)開發(fā)任務(wù)7/14開發(fā)工具概念開發(fā)工具與開發(fā)環(huán)境的區(qū)別常見的Python開發(fā)工具Python開發(fā)工具概述Python開發(fā)工具提供多種功能，提升編程效率和代碼質(zhì)量，是Python開發(fā)的重要組成部分。編輯器和IDE提供語法高亮、自動(dòng)補(bǔ)全功能支持代碼調(diào)試、代碼重構(gòu)幫助減少冗余操作，提高編程效率包管理工具集成pip等工具方便安裝、更新第三方庫和模塊簡(jiǎn)化依賴管理，提高開發(fā)效率調(diào)試工具設(shè)置斷點(diǎn)、單步執(zhí)行功能查看變量值、調(diào)用棧信息幫助定位和解決代碼中的錯(cuò)誤靜態(tài)代碼分析工具集成pylint、flake8等工具檢查代碼中的潛在問題和不規(guī)范寫法提供優(yōu)化建議，提高代碼質(zhì)量版本控制工具進(jìn)行代碼版本管理、合并和分支操作有助于團(tuán)隊(duì)協(xié)作和代碼追蹤提高代碼可維護(hù)性和協(xié)作效率8/14Python開發(fā)工具的重要性Python開發(fā)環(huán)境由三個(gè)核心部分組成，它們相互配合，為Python開發(fā)提供全方位支持這三大組成部分相互配合，共同構(gòu)成完整的Python開發(fā)環(huán)境，為后續(xù)學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)9/14Python運(yùn)行環(huán)境Python程序運(yùn)行的基礎(chǔ)，所有Python程序需要依賴其才能夠執(zhí)行提供Python解釋器包含標(biāo)準(zhǔn)庫負(fù)責(zé)代碼執(zhí)行PythonIDE集成開發(fā)環(huán)境，提供代碼編寫、分析、編譯、調(diào)試等功能代碼編輯功能語法高亮與自動(dòng)補(bǔ)全調(diào)試與測(cè)試工具第三方庫擴(kuò)展Python功能的庫，可以在Python官方查找包頁面找到豐富功能模塊數(shù)據(jù)處理與科學(xué)計(jì)算Web開發(fā)與人工智能Python開發(fā)環(huán)境組成部分安裝步驟1下載Python安裝包從Python官方網(wǎng)站下載適用于Windows的安裝包(.exe文件)2運(yùn)行安裝向?qū)щp擊下載的安裝包，啟動(dòng)Python安裝向?qū)?選擇安裝選項(xiàng)選擇"添加Python3.x到PATH"選項(xiàng)，確保Python可從命令行訪問4安裝第三方庫安裝過程中可選擇安裝常用的第三方庫5驗(yàn)證安裝安裝完成后，打開命令提示符，輸入"python--version"驗(yàn)證安裝注意事項(xiàng)系統(tǒng)兼容性Python3.9及以上版本不支持Windows7及更早版本安裝位置默認(rèn)安裝位置通常為"C:\Python39\"，可自定義安裝目錄環(huán)境變量確保Python安裝目錄已添加到系統(tǒng)PATH環(huán)境變量中安裝開發(fā)工具建議同時(shí)安裝pip包管理工具，便于后續(xù)導(dǎo)入第三方庫10/14在Windows中安裝Python安裝主流PythonIDEPyCharm專業(yè)級(jí)PythonIDE，提供語法高亮、自動(dòng)補(bǔ)全、代碼調(diào)試、單元測(cè)試等功能1訪問JetBrains官網(wǎng)下載PyCharm2運(yùn)行安裝程序并選擇"AddtoPATH"選項(xiàng)3按照安裝向?qū)瓿砂惭b過程VisualStudioCode輕量級(jí)但功能強(qiáng)大的代碼編輯器，需安裝Python擴(kuò)展1訪問VSCode官網(wǎng)下載安裝包2安裝完成后，打開VSCode3在擴(kuò)展市場(chǎng)搜索并安裝"Python"擴(kuò)展開發(fā)環(huán)境配置建議提高開發(fā)效率的配置步驟集成終端配置IDE內(nèi)置終端，無需切換窗口即可運(yùn)行Python程序版本控制集成集成Git等版本控制系統(tǒng)，便于代碼管理與團(tuán)隊(duì)協(xié)作第三方庫管理配置虛擬環(huán)境和包管理工具，便于安裝和管理第三方庫代碼分析工具集成靜態(tài)代碼分析工具，如pylint、flake8等，提升代碼質(zhì)量11/14安裝Python開發(fā)工具第一個(gè)Python程序小貼士Python程序以.py為擴(kuò)展名使用print()函數(shù)輸出內(nèi)容Python代碼簡(jiǎn)潔易讀，注重縮進(jìn)Python開發(fā)流程12/14hello.pyprint('HelloWorld!你好，世界！')$pythonhello.pyHelloWorld!你好，世界！!4查看結(jié)果程序執(zhí)行后會(huì)顯示輸出結(jié)果，可根據(jù)需要修改代碼1編寫代碼使用文本編輯器或IDE創(chuàng)建Python源文件2保存文件將文件保存為.py格式，如hello.py3運(yùn)行程序在命令行或終端中執(zhí)行Python解釋器運(yùn)行程序?qū)崿F(xiàn)第一個(gè)Python程序使用pip工具安裝庫pipinstalllibrary_name列出已安裝庫piplist在Python腳本中導(dǎo)入importlibrary_name導(dǎo)入特定功能fromlibrary_nameimportfunction_nameNumPy科學(xué)計(jì)算基礎(chǔ)庫，提供多維數(shù)組對(duì)象和各種數(shù)學(xué)函數(shù)SciPy科學(xué)計(jì)算庫，包含線性代數(shù)、積分、優(yōu)化等高級(jí)功能Matplotlib繪圖庫，可創(chuàng)建2D和3D高質(zhì)量圖表OpenCV計(jì)算機(jī)視覺庫，提供圖像處理和計(jì)算機(jī)視覺算法VTK三維可視化庫，用于科學(xué)數(shù)據(jù)可視化和3D建模scikit-learn機(jī)器學(xué)習(xí)庫，提供多種算法和工具進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘和分析應(yīng)用實(shí)例數(shù)據(jù)分析使用Pandas和Matplotlib進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和可視化Web開發(fā)使用Django框架快速搭建Web應(yīng)用人工智能使用scikit-learn實(shí)現(xiàn)機(jī)器學(xué)習(xí)算法13/14安裝第三方庫導(dǎo)入第三方庫常用第三方庫第三方庫的使用主要知識(shí)點(diǎn)回顧Python特點(diǎn)簡(jiǎn)單易學(xué)的語法免費(fèi)開源跨平臺(tái)可移植面