1.1.2　Python编程环境的建立

编写Python程序，可以在Python自带的交互式界面开发环境中进行，由于自带的开发环境的提示功能和操作功能不强大，Python程序可以在第三方提供的专业开发环境中编写，例如PyCharm，然后调用Python的解释器运行程序。本书介绍的内容，既可以在Python自带的开发环境中进行，也可以在第三方开发环境中进行，由读者根据自己的爱好自行决定。

1．安装Python

Python是开源免费软件，用户可以到Python的官网上直接下载Python安装程序。登录Python的官方网站https://www.python.org/downloads/，其下载页面如图1-1所示，可以直接下载不同平台上不同版本的安装程序。最新版本是3.9.6。Python的安装程序占用空间不大，最新3.9.6版只有24.83MB。单击Downloads，可以找到不同系统下的各个版本的Python安装程序。下载Python安装程序时，根据自己的计算机是32位还是64位，选择相应的下载包，例如单击Windows installer（64-bin）可以下载64位的可执行安装程序，一般选择该项即可；单击Windows embeddable package（64-bit）表示使用zip格式的绿色免安装版本，可以直接嵌入（集成）到其他的应用程序中；单击web-based installer表示通过网络安装，也就是说下载的是一个空壳，安装过程中还需要联网下载真正的Python安装包。Python安装程序也可以在国内的一些下载网站上找到，例如在搜索引擎中输入“Python下载”，就可以找到下载链接。

以管理员身份运行Python的安装程序python-3.9.6-amd64.exe，在第1步中，如图1-2所示，选中AddPython 3.9 to PATH，单击Customize installation项；在第2步中，勾选所有项，其中pip项专门用于下载第三方Python包。单击Next按钮进入第3步，勾选Install for al lusers项，如图1-3所示，并设置安装路径，不建议安装到系统盘中，单击Install按钮开始安装。安装路径会自动保存到Windows的环境变量PATH中，Python多个版本可以共存在一台机器上。安装完成后，在Python的安装目录Scripts下出现pip.exe和pip3. exe文件，用于下载其他安装包。

安装完成后，需要测试一下Python是否能正常运行。从Windows的已安装程序中找到Python自己的集成开发环境IDLE，如图1-4所示，在“>>>”提示下输入“1+2”或者“print（'hello'）”并按Enter键，如果能返回3或者hello，说明Python运行正常。

2．安装科学计算包

安装完Python后，接下来需要安装与科学计算有关的包。本书中用到的包有NumPy、matplotlib、SciPy、SymPy、openpyxl、PyQt5和pyinstaller，每个包可以单独安装，也可以一次安装多个。下面介绍Windows系统中安装NumPy的步骤。以管理员身份运行Windows的cmd命令窗口，输入“pip install numpy”后按Enter键就可以安装NumPy包，如图1-5所示。也可以用“pip install numpy matplotlib scipy sympy openpyxl pyqt5 pyinstaller”命令一次安装多个包。如果要卸载包，可以使用“pip uninstall numpy”命令。

有些安装包比较大，例如PyQt5有53MB，如果直接从国外的网站上下载PyQt5可能比较慢，可以使用镜像网站下载，例如清华大学的镜像网站，格式如下：

     pip install pyqt5-i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple

3．安装PyCharm

如果只是编写简单的程序，在Python自带的开发环境中写代码是可以的。但对于专业的程序员来说，其编写的程序比较复杂，在Python自带的开发环境中编写代码就有些捉襟见肘了，尤其是编写面向对象的程序，无论是代码提示功能还是出错信息的提示功能远没有专业开发环境的功能强大。PyCharm是一个专门为Python打造的集成开发环境（IDE），带有一整套可以帮助用户在使用Python语言开发时提高其效率的工具，比如调试、语法高亮、项目管理、代码跳转、智能提示、自动完成、单元测试、版本控制等。PyCharm可以直接调用Python的解释器，运行Python程序，极大提高Python的开发效率。

PyCharm由Jetbrains公司开发，可以在https://www.jetbrains.com/pycharm/ download上下载PyCharm，如图1-6所示，PyCharm有两个版本，分别是Professional（专业版）和Community（社区版）。专业版是收费的；社区版是完全免费的，单击Community下的Download按钮可以下载社区版PyCharm。在搜索引擎中输入“PyCharm下载”，也可以在其他下载平台找到PyCharm下载链接。

以管理员身份运行下载的安装程序pycharm-community-2021.1.3.exe（读者下载的版本可能与此不同），在第1个安装对话框中单击Next按钮，在第2个安装对话框中设置安装路径，如图1-7所示。单击Next按钮，在第3个安装对话框中勾选“.py”项，如图1-8所示，将py文件与PyCharm关联。如果读者的计算机是64位系统，则勾选64-bit launcher。单击Next按钮，在第4个安装对话框中，单击Install按钮开始安装。最后单击Finish按钮完成安装。