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1. 课程目标

虽然 Python 能干很多的事情，但课堂时间有限，在后面的课程中主要介绍这几部分内容：

1. Python 环境搭建
2. Python 基础语法
3. Python 代码案例

整体课程的定位，是偏基础为主，不依赖其他方面的背景知识。

2. 计算机基础概念

2.1 什么是计算机?

很多老一辈的人，管下面这个叫做计算机。

然而，它只是“计算器”，和计算机是有很大区别的。

现在我们所说的计算机，不光能进行算术运算，还能进行逻辑判断，数据存储，网络通信等等功能，以至于可以自动的完成非常复杂的工作。

以下这些都可以称为“计算机”：

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总的来说，一台计算机，主要由以下这几个重要的组件构成

• CPU
• 存储器（内存、硬盘等）
• 输入设备（键盘、鼠标等）
• 输出设备（显示器、音响等）

PS：CPU 是目前人类科技的巅峰之作，科技含量能和 CPU 相提并论的，只有氢弹了。

美国限制向中国出口“芯片”，这里的芯片主要指的就是 CPU。

目前国内虽然有自主研发 CPU 的能力，但是整体的水平，相比于国际一线的 Intel、AMD 等厂商相比，还是有一定的差距的。

PSS：有的同学可能说，重要的硬件不是还有显卡嘛？都老贵了！

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其实显卡（GPU）是和 CPU 类似的计算芯片。

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• CPU 是“通用计算芯片”，可以处理各种场景下的各种问题。

就像高校培养的学生，可以在各个行业各个领域贡献力量。

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• GPU 是“专用计算芯片”，特别擅长处理浮点数运算。

就像比特培养的学生，专注于互联网软件技术。

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GPU（显卡）属于锦上添花，不属于必要器件，CPU是最核心的必要器件。

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以上的组成结构，称为“冯诺依曼体系结构”。

冯诺依曼大佬，正是计算机的祖师爷。

PS：冯诺依曼除了是计算机祖师爷之外，还是一位数学家、物理学家、化学家、“博弈论”的创始人，参与过曼哈顿计划（担任原子弹制造顾问）。

据传闻，冯诺依曼大佬六岁心算八位数除法，八岁掌握微积分，十岁通读了世界史，十七岁发表了第一篇数学方面的论文。

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PSS：计算机的祖师爷，除了冯诺依曼之外，还有一位图灵大佬，也在二战中发挥了至关重要的作用。

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2.1 什么是编程?

计算机需要硬件赋予之躯体，也需要软件赋予之灵魂。

软件：又叫程序，指挥了计算机要按照什么样的规则来执行任务。

制作软件，就是在明确这个软件要完成什么样的任务，这个过程就称为“编程”。

例如：张三给我说，让我去买三个包子，如果遇到卖西瓜的，就买一个。

这个交代任务的过程就是“编程”。

只不过执行这个程序的是我，不是计算机。

PS：换个角度看，人脑也能算术运算，能逻辑判断，能数据存储，能输入输出..... 也可以视为是一个广义的计算机。

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编程本身，并不是一件很容易的事情，因此就衍生出了一个专门负责编程的职业，也就是程序员。 

程序员进行编程的过程中，需要使用一个专门的方式和计算机沟通，就是“编程语言”。

使用编程语言编写软件的具体过程，就称为“软件开发”，俗称“敲代码”。

计算机是一个铁憨憨，不能直接理解人类的语言。

像上面买包子的例子，其实这句话对于计算机的理解来说，是存在歧义的——见到卖西瓜的，是就买一个包子，还是买一个西瓜。

如果给计算机的信息存在歧义，就会报错，所以和计算机交流需要严谨的编程语言。

2.3 编程语言有哪些?

编程语言大体可以分成三个大类

• 机器语言
• 汇编语言
• 高级语言

机器语言就是01序列，是计算机能直接理解的语言。

汇编语言就是把执行特定功能的一串01序列用一个助记符代替，形成汇编指令。

一句高级语言，就是几句到十几句汇编指令。

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其中机器语言和汇编语言都是更贴近计算机的，人类理解起来并不容易。

因此目前程序员使用的编程语言主要是高级语言。

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高级语言的种类有很多很多。

排行榜，仅供参考，排在前列只能说这个语言比较火（热度比较高）。

以上列出的都是实际开发中常用的编程语言。

可以看到，Python 在这个走势中是名列前茅的。

3. Python 背景知识

3.1 Python 是咋来的?

吉多·范罗苏姆（Guido van Rossum）是一个荷兰程序员（人称龟叔，名字前三个字母是 Gui）。

龟叔在 1989 年圣诞节的时候（当时 33 岁），因为在家里待着无聊，为了打发时间，开始了 Python 的开发。

第一个正式版本发布于 1991 年。

1991 年是一个神奇的年份。

Python、万维网WWW、Linux、Vim、Qt、第一台笔记本电脑，都诞生于 1991 年。

3.2 Python 都能干啥?

经历了多年的发展，Python 目前是一个应用场景非常广泛的编程语言。

• 科学计算&数据分析
• Web 开发(搭建网站)
• 自动化运维
• 人工智能
• 爬虫程序
• 自动化测试

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3.3 Python 的优缺点

3.3.1 优点

• 语法言简意赅，容易上手。
• 功能强大，用途广泛。
• 生态丰富，具有海量的成熟第三方库。实现某个功能，不需要从零开始，有成熟的第三方库。
• 方便调用 C/C++ 编写的代码，进行 高性能/系统级 操作。

3.3.2 缺点

• 编写（开发）效率高，但执行（运行）效率比较慢。
• 对于多核心并发程序支持偏弱。
• 动态类型系统对于大型项目不太友好。

开发性能要求高的场景，就可以使用python，在里面对运行效率要求高的版块，可以使用C++，然后用python来调用。

3.4 Python 的前（钱）景咋样?

虽然 Python 的应用场景很多，但是纯粹使用 Python 的岗位是比较少见的。

以知名互联网招聘网站拉钩网为例，设置工作地点为北京，工作年限为3年以下。

• 搜索 Python 关键字得到的岗位个数为 88 个。
• 搜索 C 关键字得到的岗位个数为 159 个。
• 搜索 Java 关键字得到的岗位个数为 297 个。

上述数据只是简单采样，并不能精确反应岗位的整体情况。

更常见到的情况是，把 Python 作为一个辅助性质的语言。

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在工作中，Python 更像是一个工具，需要用到的时候随手拿起来就用，能够方便的解决不少问题。

这就像一局王者荣耀，有人打的是 carry，有人打的是辅助。

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PS：网上很多信息把 Python 往往吹的天花乱坠，但是在我看来，是有些过火了。

Python 和其他的编程语言本质上并没有啥区别，并不存在某个场景是“非得 Python 能做，其他语言做不了”这样的情况。

编程语言只是工具，作为一个程序猿，要做到十八般兵器都能样样精通。

4. 搭建 Python 环境

要想能够进行 Python 开发，就需要搭建好 Python 的环境。

需要安装的环境主要是两个部分:

• 运行环境：Python
• 开发环境：PyCharm

Python（解释器）：用来读取、执行代码。

PyCharm（编辑器）：用来编辑、调试代码。

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【关于PyCharm】

为什么选择PyCharm编辑器？

事实上所有python代码在其他编辑器或开发环境中，也是能够正常运行的，之所以选择pycharm，是因为它是目前市场上占有率最高的python集成开发环境（IDE），功能全面，环境配置简单，免费使用，是初学者的最佳选择。

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【关于Python】

本次课程使用的Python版本是3.13版本，是目前官方最新的稳定版。

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【关于Python Launcher】

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4.1 安装 Python

（1）找到官方网站

在搜索引擎中搜索 python 关键字，带有 "官网" logo 的结果即为 Python 官方网站。

【注意】不要点到带有“广告字样”的结果。

PS：下载安装软件，最靠谱的方法就是去官网上下载。

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安装过程中，尤其要注意勾选"Add python.exe to PATH"。

（2）找到下载页面

选择“Download for Windows”

【注意】Python 的版本在持续迭代更新中，同学们看到的版本不一定和我这里完全一致，但是基本不影响学习使用。

下载完成后，会得到一个 exe 的安装程序。

ps：我已经安装了3.13.9，这里就以安装3.14.3为例。

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在最新的Python官网，是这样的：

直接点击Downloads，来到下载页面，可以看到顶部有一张图表。

这张图表给出了各个Python版本的目前的状态。

蓝色竖线指示了当前的时间，绿色部分表示处于bug修复阶段，黄色部分表示安全使用阶段。

目前最稳定的版本是3.11和3.12。

3.13版本目前正处于一个bugfix的状态，对基础语法的支持是没问题的，预计在2026年底进入安全使用阶段。

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这张图表下面就是下载表格：

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下载对应操作系统的版本，可以点击Download-Windows。

也可以直接点击Python 3.14.3，可以直接匹配当前系统一键安装。

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进入到对应的界面，点击下载对应的稳定版本。

左侧是稳定发行版，右侧是预发行版。

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（3）双击安装包

双击安装包，安装 Python。

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【注意】

• 最好勾选下 "Add Python 3.10 to PATH" 这个选项.
• 要记得 Python 的安装目录（后面可能会用到）。

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点击 Install Now 之后，稍等片刻，就安装完毕了。

这个安装过程非常简单，一般只要不报错，就算安装成功。

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如果想指定安装路径，可以点击Customize installation。

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安装完成之后，直接点击close，就完成安装了。

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然后在控制台输入py -0就能看到当前机器下安装的所有python的版本：

（4）运行 hello world

打开 Python 的安装目录看看。

其中最关键的就是这个 python.exe，后续运行 Python 程序，全靠这个 python.exe。

【运行python】

• 法一：直接双击这个 python.exe，就会打开 Python 的交互式解释器（控制台程序）。
• 法二：在控制台输入python命令，就会打开 Python 的交互式解释器（控制台程序）。

法一：

法二（默认打开最新版本）：

退出pyhon，回到CMD终端，可以输入exit()。

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C:\Users\42407>py -3.13

Unable to create process using 'D:\Python\Python313\python.exe': ???????????

我之前3.13.9下载到'D:\Python\Python313\python.exe'，手动挪动到 'D:\soft\Python\Python313\python.exe'。然后系统找不到了。

安装包已经删了，又重新下载了最新的稳定版3.13.12。

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输入where python可以查看python安装路径：

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在这个交互式解释器中，就可以输入 Python 代码了。

直接输入 print('hello') 这句代码，按下 enter 键，则打印出了 hello 这样的结果。

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【注意】代码中的 ( ) 和 ' ' 都是英文，不要写中文标点符号。

编程语言中基本不会出现中文标点，大家在写代码的时候一定要仔细注意。

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虽然现在已经安装好了运行环境，虽然python代码已经可以跑起来了，但是在命令行里面敲代码并不方便，缺少必要的功能，例如：代码高亮、代码补全、语法检查。

所以，python这样的交互式解释器只适合运行一些非常简单的测试性的代码。

编写更复杂的程序，还需要更专业的编码环境。

4.2 安装 PyCharm

虽然通过交互式解释器可以执行 Python 代码了，但是代码写起来并不方便，就需要更专业的开发工具来编写 Python 代码。

目前业界常用的 Python 开发工具，主要有下列选项：

其中最主流的开发工具就是 PyCharm 和 VS Code 了。

咱们课堂上以 PyCharm 为例进行演示。

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（1）找到官方网站

【注意】这个搜索结果中没有标识出“官网”，但是大家要认准 jetbrains.com 这个域名。

（2）找到下载页面

2022界面：

2026界面：

【注意】进入官网之后不着急直接点这个下载，先把页面拖到最下面。

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2022界面：

2026界面：

点击方框圈起来的位置，进行下载。

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直接在最开始，点击下载，也是可以的，然后来到下面的界面，再点击下载——直接点击下载，就是最新版本2026.1。

之前分社区版（免费）和专业版（付费），现在只有统一版。

自动获得为期一个月的免费 Pro 试用。试用期结束后，您可以订阅 Pro 版本，或继续免费使用核心功能（现已包含 Jupyter 支持）。

但是可以进行破解，最新版本不太好破解，可以选择右侧的“其他版本”。

2024.1比2026.1少100MB左右。

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下载完成后，会得到一个 exe 程序。

（3）双击安装包

双击安装包，进行安装。注意选下安装路径。

建议把这个选项勾上，这样在任意目录鼠标右键，就都可以直接用 PyCharm 打开目录了。

这个安装过程非常简单，一般只要不报错，就算安装成功。

（4）运行 hello world

a）创建一个项目

b）选择项目所在的位置、选择使用的 Python 解释器。

这样就配置好了python的运行环境，即把pycharm和python关联起来了，毕竟pycharm只是一个用来编写代码的工具，要想真正编译运行python，还需要借助python解释器。

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c）创建文件

右键左侧的项目目录，选择 New -> Python File

填写文件名

d）编写代码

e）运行程序

右键文件，选择 Run 'hello' 

python控制台已经集成到pycharm里面了。

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（5）进行基本设置

 选择 File -> Settings

a）设置字体大小

PyCharm 默认的字体比较小，看起来很费眼睛，可以设置大一点。

找到 Editor -> Font

把字体 Size 和 Line height 都适当调整。

• Size：表示字体大小——数字越大，文字越大。
• Line height：表示行高——数字越大，两行文字之间的间隔就越大。

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b）设置语言

c）设置外观

16太大，13就够了。

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注：可以直接在编辑区右键，运行程序。

d）设置背景图

……

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完