1.3　熟悉Python解釋器與IDE

學習Python編程，首先需要把Python軟件安裝到計算機中，這樣就有了Python解釋器簡單的開發環境。集成開發環境（Integrated Development Environment, IDE）是用于提供程序開發環境的應用程序，一般包括代碼編輯器、編譯器或解釋器、調試器和圖形用戶界面工具，同時還具有對所開發程序的運行、調試、打包、發布等功能。

舉個例子，下載了一部電視劇，不同格式的視頻需要具有對應解碼器的播放器來播放，這個播放器就相當于“開發環境”。如果想給這個片子配上字幕，剪輯一下或再加點兒特效等操作，就需要用到功能更為強大的視頻剪輯工具，而不是僅僅具有播放功能的播放器了。這種功能超強的工具，就是超強工具集，相當于“集成開發環境”。

1.3.1　Python解釋器

完成Python程序代碼編寫時，將獲得以.py為擴展名的Python代碼文本文件。要讓計算機讀懂并運行這些代碼，就需要在Python解釋器的幫助下執行.py文件。安裝Python軟件后，就直接獲得了一個官方版本的解釋器：CPython解釋器。這個解釋器是用C語言開發的，所以叫CPython。在命令行下運行Python就是啟動CPython解釋器。CPython是使用最廣的Python解釋器。

由于Python語言從規范到解釋器都是開源的，所以理論上，只要水平夠高，任何人都可以編寫Python解釋器來執行Python代碼（當然難度很大）。事實上，確實除了CPython解釋器外還存在多種Python解釋器，常見的還有如下解釋器。

1. IPython解釋器

IPython是基于CPython之上的一個交互式解釋器，比默認的Python Shell好用很多，支持變量自動補全，自動縮進，支持bash shell命令，內置了許多很有用的功能和函數。IPython只是在交互方式上有所增強，但是執行Python代碼的功能和CPython是完全一樣的。好比很多瀏覽器雖然外觀不同，但內核其實都是調用了IE。

2. PyPy解釋器

PyPy是另一個Python解釋器，執行速度快。PyPy采用JIT技術，對Python代碼進行動態編譯（注意不是解釋），所以可以顯著提高Python代碼的執行速度。PyPy比CPython更加靈活，易于使用和試驗，以制定具體的功能在不同情況的實現方法，可以很容易實施。

雖然絕大部分Python代碼都可以在PyPy下運行，但是PyPy和CPython有一些是不同的，這就導致相同的Python代碼在兩種解釋器下執行可能會有不同的結果。如果代碼要放到PyPy下執行，就需要了解PyPy和CPython的不同點。

3. Jython解釋器

Jython是運行在Java平臺上的Python解釋器，可以直接把Python代碼編譯成Java字節碼執行。它是一個Python語言在Java中的完全實現。Jython也有很多從CPython中繼承的模塊庫。Jython不僅提供了Python的庫，還提供了所有的Java類。

4. IronPython解釋器

IronPython和Jython類似，只不過IronPython是運行在微軟.NET平臺上的Python解釋器，可以直接把Python代碼編譯成.NET的字節碼。

Python的解釋器很多，但使用最廣泛的還是CPython。如果要與Java或.NET平臺交互，最好的辦法不是用Jython或IronPython，而是通過網絡調用來進行交互，確保各程序之間的獨立性。

1.3.2　Python集成開發環境

Python是一種功能強大、語言簡潔的編程語言。Python包括高效的數據結構，提供簡單且高效的面向對象編程。

Python的學習過程少不了代碼編輯器或者集成的開發編輯器（IDE）。高效的代碼編輯器或者IDE通常會提供插件、工具等，用于幫助開發者提高使用Python開發的速度，提高效率。Python軟件常用集成開發環境如表1-2所示。

1.3.3　安裝PyCharm IDE

為了使讀者對IDE有個感性認識，在這里選擇PyCharm集成開發環境進行基本介紹。PyCharm是一個跨平臺的Python開發工具，是JetBrains公司的產品。其特征包括：自動代碼完成、集成的Python調試器、括號自動匹配、代碼折疊。PyCharm支持Windows、Mac OS以及Linux等系統，而且可以遠程開發、調試、運行程序等。安裝使用PyCharm請執行如下操作。

【例1-3】安裝PyCharm IDE。

步驟1：在瀏覽器中打開http://www.jetbrains.com/pycharm/download下載頁面。提供Professional專業版（需購買注冊或者使用免費30天）和Community社區版（免費）兩個版本，在功能方面有所差異。根據自己的需求下載（這里以Windows專業版為例），如圖1-18所示。

步驟2：直接雙擊下載好的pycharm-professional-2017.2.4.exe文件進行安裝，如圖1-19所示。

步驟3：單擊Next按鈕，在設置軟件安裝路徑文本框中使用默認或者選擇指定新的安裝路徑后，單擊Next按鈕繼續安裝，如圖1-20所示。

步驟4：在新的安裝界面中，復選創建桌面快捷方式模式和設置關聯文件的擴展名文件。單擊Next按鈕繼續安裝，如圖1-21所示。

步驟5：單擊Next或Install按鈕就可以完成軟件的安裝，如圖1-22所示。

1.3.4　運行PyCharm IDE

完成PyCharm軟件的安裝后，需要進行必要的設置和項目新建才能運行。具體操作方法如下。

【例1-4】運行PyCharm IDE開發環境。

步驟1：首次啟動PyCharm軟件，可以在應用菜單或桌面中單擊PyCharm圖標。初次啟動軟件會顯示一個提示界面，詢問是否導入前一版本的PyCharm設置。由于是初次安裝，直接使用默認選項單擊OK按鈕即可，如圖1-23所示。

步驟2：進入PyCharm軟件激活界面。如果暫時還沒有購買該軟件，可以先免費試用30天，如圖1-24所示。

步驟3：選擇PyCharm預設的快捷鍵方案，如Eclipse、Visual Studio等；也可以設置PyCharm主題，包括字體、背景顏色這些等。如果沒有特別偏好的主題，也可以直接單擊OK按鈕接受系統默認設置，如圖1-25所示。

步驟4：創建新項目。單擊Create New Project創建新項目項，如圖1-26所示。

步驟5：在“新建項目”窗口中，設置項目文件夾的位置與使用的Python解釋器。根據工作需要可能計算機中安裝不止一個版本的Python運行環境，在這里可以管理、選擇不同的Python環境來開發或調試程序。這里選擇在D:\pythonCode文件中創建新項目，單擊Create按鈕，接下來就可以創建新項目了，如圖1-27所示。

步驟6：新建一個Python文件。右擊剛建好的項目文件夾，在彈出的快捷菜單中執行New→Python File菜單命令，創建一個名稱為“hello.py”的Python文件，單擊OK按鈕完成文件新建，如圖1-28所示。

步驟7：在新文件代碼窗口中，編寫“Hello World”程序并執行。執行程序可以單擊文件名右側的按鈕或右擊，在彈出的快捷菜單中選擇Run 'hello'菜單命令，程序運行的結果會顯示在下面的窗體中，如圖1-29所示。

步驟8：至此，便完成了在PyCharm中完整文檔的新建及運行操作。

1.3.5　設置PyCharm IDE

完成PyCharm的安裝后，可以根據自己的喜好對界面風格、主題色彩、字體、顏色以及Python文檔模板等進行設置。

1. 設置背景主題

背景主題的具體設置方法如下。

在菜單欄中執行File→Settings菜單命令打開設置對話框，并展開Appearance & Behavior→Appearance選項。在打開的外觀設置對話框中，單擊UI Options下UI選項欄下Theme主題對應的下拉菜單，選擇一個喜歡的主題，如圖1-30所示。

注意：此時位于對話框右上角有一個Reset按鈕，如果想撤銷當前設置，可以通過單擊這個按鈕來恢復之前的設置。同時當光標移動至Apply按鈕時，它將變為可用狀態，如圖1-31所示。

在該外觀設置對話框中，也可以更改其他外觀選項的設置，例如，字體和字號、窗口屬性等。

2. 設置新建模板默認信息

在PyCharm使用過程中，對于正式文檔需要有聲明行和關于代碼編寫者的一些個人信息，使用模板的方式可以實現方便快捷填寫。具體設置方法如下。

步驟1：在菜單欄中執行File→Settings菜單命令打開設置對話框。選擇Editor→Color Style→File and Templates→Python-Script菜單項，如圖1-32所示。

步驟2：在Python-Script代碼區域，可以根據自己的需要輸入和編輯內容。完成設置后單擊OK按鈕，確認設置，如圖1-33所示。

常見預定義模板文件變量如表1-3所示。

步驟3：在PyCharm中新建一個文檔，代碼區域便可自動顯示所設置的模板變量信息，如圖1-34所示。