2.2 機(jī)器學(xué)習(xí)的環(huán)境準(zhǔn)備

本節(jié)主要介紹如何搭建機(jī)器學(xué)習(xí)的環(huán)境。實(shí)際上，搭建機(jī)器學(xué)習(xí)環(huán)境并不復(fù)雜，其順序如下：①安裝編譯語言Python；②安裝包；③安裝適用于Python的集成開發(fā)環(huán)境（Integrated Development Environment，IDE）。

2.2.1 安裝編譯語言Python

Python是一種面向?qū)ο蟮慕忉屝陀?jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語言，由荷蘭人Guido van Rossum于1989年發(fā)明，第一個(gè)公開發(fā)行版發(fā)行于1991年。

Python是純粹的自由軟件，源代碼和解釋器CPython遵循GPL（GNU General Public License）協(xié)議。Python語法簡潔清晰，強(qiáng)制用空白符作為語句縮進(jìn)是其特色之一。

Python具有豐富和強(qiáng)大的庫。它常被昵稱為膠水語言，能夠?qū)⑹褂闷渌Z言制作的各種模塊（尤其是C/C++）很輕松地聯(lián)結(jié)在一起。常見的一種應(yīng)用情形是，使用Python快速生成程序的原型（有時(shí)甚至是程序的最終界面），而對其中有特別要求的部分則用更合適的語言改寫。例如，3D游戲中的圖形渲染模塊性能要求特別高，可以用C/C++重寫，而后封裝為Python可以調(diào)用的擴(kuò)展類庫。需要注意的是，在使用擴(kuò)展類庫時(shí)需要考慮平臺問題，因?yàn)槟承U(kuò)展庫可能不提供跨平臺的實(shí)現(xiàn)。

其安裝也特別簡單，在https://www.python.org即可下載相應(yīng)版本的安裝包，筆者推薦3.x版的Python。

Windows環(huán)境下

（1）在https://www.python.org/downloads/windows下載Python-3.x的.msi文件，單擊安裝包。

（2）配置環(huán)境變量，在環(huán)境變量path之后加上Python的安裝目錄。

（3）調(diào)用cmd，輸入Python，如果出現(xiàn)Python的命令行頁面，則安裝成功。

Mac OS環(huán)境下

（1）在https://www.python.org/downloads/mac-osx下載Python-3.x的.pkg文件，單擊安裝包即可。

（2）打開終端，輸入命令Python3，如果出現(xiàn)Python的命令行界面，則安裝成功。

或者通過命令行方式進(jìn)行安裝。

（1）在終端窗口中，輸入如下命令：

（2）安裝完成后，輸入命令Python3，如果出現(xiàn)Python的命令行界面，則安裝成功。

Linux環(huán)境下

（1）在https://www.python.org/downloads/source下載Python-3.x的.tgz文件，單擊安裝包即可。

（2）解壓并進(jìn)入解壓目錄下，輸入如下命令：

（3）安裝完成后，輸入命令python，如果出現(xiàn)Python的命令行界面，則安裝成功。

2.2.2 安裝包

Python安裝完成之后，但并不是全部，因?yàn)樵趯?shí)際Python編程中會(huì)用到一些擴(kuò)展包，而這些擴(kuò)展包還需要安裝，其安裝命令也十分簡單。

·安裝包的基本用法如下：

·如果對安裝包的版本有要求，則可以使用如下命令：

·如果某些包需要更新，則可以使用如下命令：

當(dāng)然，讀者在搭建Python環(huán)境時(shí)與互聯(lián)網(wǎng)可能是斷開的，這個(gè)時(shí)候使用以上命令安裝包可能無法成功，但這并非無法解決，可以通過下載指定的包（其格式為.whl），并復(fù)制到需要安裝包的環(huán)境下，輸入如下命令即可：

至此，Python的基本環(huán)境搭建完成。

2.2.3 安裝適用于Python的集成開發(fā)環(huán)境

雖然Python的基本環(huán)境已搭建完成，但是為了程序開發(fā)的便捷性，還需要安裝一些集成開發(fā)環(huán)境。鑒于Python的社區(qū)十分強(qiáng)大，目前已有很多功能強(qiáng)大的集成開發(fā)環(huán)境，本節(jié)主要介紹一些目前主流的集成開發(fā)環(huán)境。

Jupyter Notebook

Jupyter Notebook是一個(gè)開放源碼的Web應(yīng)用程序，可以創(chuàng)建和共享包含實(shí)時(shí)代碼、方程式、可視化和敘述性文本的文檔。其用途主要包括數(shù)據(jù)清洗和轉(zhuǎn)換、數(shù)值模擬、統(tǒng)計(jì)建模、數(shù)據(jù)可視化、機(jī)器學(xué)習(xí)等。Jupyter Notebook的界面如圖2-3所示。

Jupyter Notebook的安裝過程如下。

（1）輸入如下命令：

（2）安裝完成后，輸入如下命令并啟動(dòng)：

（3）在瀏覽器中輸入http://<YOUR_IP>：<YOUR_PORT>即可進(jìn)入Jupyter Notebook的界面。

PyCharm

PyCharm是一種Python IDE，帶有一整套可以幫助用戶在使用Python語言開發(fā)時(shí)提高其效率的工具，如調(diào)試、語法高亮、Project管理、代碼跳轉(zhuǎn)、智能提示、自動(dòng)完成、單元測試、版本控制等。此外，該IDE提供了一些高級功能，主要用于支持Django框架下的專業(yè)Web開發(fā)。PyCharm的界面如圖2-4所示。

PyCharm的安裝也十分方便，目前該IDE只支持Windows和iOS兩套系統(tǒng)，在獲得安裝包之后，單擊“安裝”按鈕。安裝完畢后，開啟PyCharm指定Python安裝路徑即可使用。PyCharm的操作界面如圖2-5所示。