第2章 搭建Python开发环境

2.1 安装Python

2.1.1 下载Python

Python官网地址：https://www.python.org/

1. Installer（标准安装版）

• 你就是一个Python程序员：想在自己的电脑上写代码、装库、做项目。你应该下载这个。通常包含完整的 Python 标准库、解释器以及一些辅助工具（如 pip 用于安装第三方库）等，安装完成后占用的磁盘空间相对较大。
• 工作流程：Windows平台下载 .exe -> 运行安装 -> 在终端输入 python 或 pip 即可使用。

2. Embeddable Package（可嵌入包）

• 你是一个C++游戏引擎开发者：你想让用户能用Python写游戏逻辑脚本。你需要把Python运行时“埋”在你的游戏引擎里一起发布。它只包含最核心的 Python 解释器以及一些必要的基础组件，不包含完整的标准库，也不包含pip等工具，通常只有几兆。
• 场景：你的应用程序内部会调用 embed/python.exe 来执行用户写的 .py 脚本。对最终用户来说，他们甚至不知道引擎里有个Python。

2.1.2 安装Python

• 双击下载好的⽂件，开始安装（强烈建议以管理员身份运⾏）

• 选择自定义安装并勾选添加环境变量

环境变量：环境（python程序运行的操作系统环境，这里是windows系统），变量（用一个标识符，通常是一个单词，来代表一个数据值，例如：age代表年龄值，或path代表路径值）path环境变量是指windows操作系统，去哪个路径下找程序（例如：python.exe）。

• 直接next，保持默认选择

• 修改安装路径，其他保持默认，点击Install开始安装。

• 点击Disable python length limit（禁用系统的路径长度自动限制，以避免因路径过长而导致的错误），点击close，完成安装。

• 安装完成后检测。同时按下 Win键 和 R ，输入 cmd ，点击确定，进入命令提示符。

• 输入以下命令

python --version

2.1.3 卸载Python

2.2 第一个Python程序

2.2.1 交互式命令行模式（了解）

（1）同时按下 Win键 和 R ，并输入 cmd ，进入命令提示符。

（2）在命令提示符中输入python，进入Python交互模式。

（3）输入print(“hello”)，按下回车，控制台会打印hello。

2.2.2 脚本模式

（1）在 D:根目录下新建一个文件，将其重命名为 Hello.py 。

（2）双击此文件，选择使用记事本打开，在其中写入print(“hello”)，并保存。

（3）在资源管理器上方输入 cmd 并回车，就会打开命令提示符并进入当前路径。

（4）在命令提示符中输入python Hello.py执行程序。

2.2.3 区别

模式	说明	适合场景	能写复杂代码吗
交互式 Shell（REPL）	输入一行执行一行，立即看到结果	快速测试、实验 API、计算、学习语法	❌ 不适合（没有保存、难以修改、无法调试）
脚本文件（.py）	写完整程序，一次性或反复执行	复杂逻辑、函数、类、模块、大型项目	✅ 完全支持

2.3 安装Pycharm

2.3.1 什么是IDE

集成开发环境（简称：IDE；英文名：Integrated Development Environment ）是用于提供程序开发环境的应用程序，一般包括代码编辑器、编译器、调试器和图形用户界面等工具。集成了代码编写功能、分析功能、编译功能、调试功能等多种功能。

虽然我们也可以使用记事本编写代码，并通过命令行调用Python解释器来执行Python程序。但这样比较繁琐，会降低开发效率。而使用IDE后，很多工作可以交给IDE帮我们去做，让我们可以专注于代码的编写。

Python的IDE我们选择使用PyCharm。

2.3.2 下载Pycharm

PyCharm官方地址：https://www.jetbrains.com/pycharm/download

专业版可试用30天，社区版完全免费。

新版本不叫专业版了，叫做统一版本（Unified Product）。适用30天之后，仍然可以打开，就是只能使用基础功能。之前专业版适用30天之后就打不开了，必须激活才能打开。

2.3.3 安装Pycharm

（1）双击安装包进入安装。

（2）点击下一步。

（3）修改安装目录，点击下一步。

（4）酌情勾选安装选项，之后点击下一步。

（5）点击安装。

（6）完成安装

2.3.4 注册Pycharm

请看《pycharm卸载、安装和激活教程》

2.3.5 卸载Pycharm

2.4 Pycharm基础设置

2.4.1 语言和地区设置（可选）

2.4.2 外观主题（可选）

2.4.3 文件编码（统一UTF-8）

2.4.4 字体设置（可选）

2.4.5 代码自动补全（不区分大小写）

2.5 创建纯Python工程

• 新建项目

• 选择项目路径、填写项目名称、选择解释器类型、确认python版本

PyCharm 中创建 Python 项目时最常见的三种环境类型。

特性	Project venv (传统)	Base conda (科学计算)	uv (新一代极速工具)
核心机制	使用 Python 自带的 venv 模块创建隔离的虚拟环境，依赖安装使用 pip。	Conda 是一个跨语言的包和环境管理系统，不仅管 Python，还能管 C++/R 等库（如 CUDA）。	使用 Rust 语言编写，完全重写了包解析和安装逻辑，同时管理 Python 版本和项目依赖。
速度与性能	较慢。解析依赖（尤其是复杂项目）可能需要几十秒甚至几分钟。	较慢。Conda 的解析器（Solver）速度是著名的短板。	极快。依赖解析和安装速度比 pip 快 10-100 倍，几乎是秒级完成。
依赖锁定文件	通常用 requirements.txt（不够严格）或 pip-tools 生成 -lock.txt。	使用 environment.yml 锁定，但跨平台兼容性有时会出问题。	使用标准的 pyproject.toml + 自动生成的 uv.lock，锁定非常严格且可复现。
Python 版本管理	不支持。你需要手动去官网下载或使用 pyenv 安装不同 Python 版本。	支持。conda create -n py39 python=3.9 可以直接下载并创建指定版本环境。	支持。uv python install 3.12 即可一键安装并管理多版本 Python。
适用场景	标准 Python 项目，团队要求使用最原生的官方工具。	数据科学、机器学习项目，依赖大量非 Python 底层库（如 NumPy、PyTorch 的 C 依赖）。	几乎所有新项目，尤其是追求开发效率和环境稳定性的团队。

选择 Custom environment 后，下方会出现一个下拉框，通常有两项：

1. Existing environment（已存在的环境）
   • 这是最常见的选择。你需要点击右侧的 ... 浏览按钮，找到你电脑上已有的 Python 解释器路径（例如 D:ProgramFilesPython312python.exe ）。
   • 勾选 Make available to all projects：如果你勾选，这个环境会被添加到 PyCharm 的全局解释器列表中，方便其他项目复用（不勾选则仅供当前项目使用）。
2. New environment using（使用…新建环境）
   • 这看起来和上面的 Project venv 有点混淆，但这里是借用了 Custom environment 的界面来手动微调路径。
   • 比如，你可以在这里选择用 Virtualenv 创建，但手动指定环境文件夹的存放位置（默认在项目根目录下的 venv）。

2.6 在Pycharm中编写代码运行

• 创建目录（便于管理）

• 创建Python文件

• 命名Python文件

• 编写代码并运行

2.7 Pycharm的部分快捷键

快捷键	作用
Alt + Enter	万能修复：显示当前上下文下的所有建议操作，比如自动导入包、修复语法错误、实现接口方法等 。
Ctrl + D	复制行：直接复制光标所在的整行代码，并粘贴到下一行。
Ctrl + Y	删除行：删除光标所在的整行代码，无需费力选中。
Ctrl + /	单行注释：注释或取消注释光标所在的行。
Shift + Enter	开始新行：无论光标在行中的什么位置，都可以直接在当前行下方插入一个新行。
Ctrl + Alt + Enter	上方插入行：在当前行上方插入一个新行。
Ctrl +Shif + 回车	下方插入行：在当前行下方插入一个新行。
Ctrl + Shift+↑/↓	交换上下行代码
Ctrl + Alt + L	格式化代码：一键将代码格式化为符合PEP8规范的样式，让代码整洁美观。
Shift + F6	重命名：安全地重命名文件、类、变量或方法，所有引用处都会自动更新。
Alt + J	多行编辑：选中单词，按一次选中一个相同的单词，编辑后按Esc退出
Tab	往右增加缩进
Shift + Tab	往左减少缩进