第1章 初识Python
学习目标
· 了解Python的特点与应用领域
· 能在自己的计算机上安装Python
· 写出并运行第一个Python程序
· 学会使用VS Code编写代码
· 认识编程中的常见错误并学会排查
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1.1 为什么学Python
Python是世界上最流行的编程语言之一。它的语法接近英语，简洁优雅，特别适合初学者。同时它又非常强大，在数据分析、人工智能、Web开发、自动化办公、游戏开发等领域都有广泛应用。
学习Python，你不需要是数学天才，也不需要懂计算机底层原理。只要会基本电脑操作，就能在这本书的陪伴下走进编程世界。
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1.2 安装Python
1.2.1 在Windows上安装
1. 打开浏览器，访问 Python 官网：https://www.python.org
2. 鼠标移到 “Downloads”，点击出现的 “Python 3.x.x”（版本号会随时间更新，选择最新的稳定版即可）。
3. 下载完成后，双击运行安装程序。
4. 重要：勾选窗口底部的 “Add Python to PATH”，然后点击 “Install Now”。
5. 安装完成后，打开命令提示符（按 Win + R，输入 cmd 回车），输入以下命令并回车：
```bash
python --version
```
如果出现 Python 3.x.x，表示安装成功。
1.2.2 在macOS上安装
macOS 通常自带 Python，但版本较旧。推荐安装最新版。
1. 同样访问 python.org 下载 macOS 安装包。
2. 双击下载的 .pkg 文件，按照向导完成安装。
3. 打开终端（在“启动台” → “其他”中找到“终端”），输入：
```bash
python3 --version
```
显示版本号即安装成功。
本书统一使用 python 命令，如果你在macOS上必须使用 python3，请自行替换。
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1.3 第一个程序：Hello World
编程界有一个传统：学习任何语言，第一个程序都是在屏幕上打印 “Hello, world!”。
1.3.1 在交互式环境中运行
打开终端（或命令提示符），输入 python 并回车，你会看到 >>> 提示符。这是交互式解释器，你可以直接输入代码并立刻看到结果。
```python
>>> print("Hello, world!")
Hello, world!
```
你刚才写下了一条 Python 语句：print() 是一个函数，它能将括号里的内容显示到屏幕上。字符串必须用引号括起来。
要退出交互式环境，输入 exit() 并回车，或者按 Ctrl+Z（Windows）/ Ctrl+D（macOS）。
1.3.2 写成脚本文件运行
交互式环境适合试验，但代码无法保存。真正的程序要写成 .py 文件。
1. 新建一个文件夹，比如桌面上创建 python_work。
2. 在里面新建一个文本文件，改名为 hello.py（注意：必须显示文件扩展名，不要叫 hello.py.txt）。
3. 用记事本（或任何纯文本编辑器）打开该文件，输入：
```python
print("Hello, world!")
```
4. 保存文件。打开终端，将目录切换到该文件夹：
```bash
cd Desktop/python_work # 根据你的实际路径调整
```
5. 执行脚本：
```bash
python hello.py
```
你会看到输出 Hello, world!。
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1.4 运行Python的三种方式
① 交互式解释器
适合快速测试想法、练习语法。特点是输入一行，执行一行，代码不能保存。
② 命令行运行脚本
将代码写入 .py 文件，用 python 文件名.py 运行。这是开发真正程序的方式。
③ 集成开发环境（IDE）
IDE 是集代码编辑、运行、调试于一体的工具，极大提高效率。我们推荐 VS Code，下一节就会安装。
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1.5 安装与使用VS Code
1.5.1 安装VS Code
1. 访问 https://code.visualstudio.com ，下载对应系统版本。
2. 安装过程一路默认即可。
3. 打开 VS Code，点击左侧扩展图标（或按 Ctrl+Shift+X），搜索 “Python”，安装微软官方发布的 Python 扩展。
1.5.2 用VS Code编写第一个程序
1. 点击 “Open Folder”，选择我们之前创建的 python_work 文件夹。
2. 在该文件夹下新建文件 hello_vscode.py。
3. 输入代码：
```python
message = "Hello from VS Code!"
print(message)
```
4. 点击右上角的运行按钮（三角形），或者按 Ctrl+F5，下方终端窗口会显示运行结果。
现在你拥有了一套高效的学习环境，之后所有代码都可以在 VS Code 中编写和运行。
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1.6 编程中的常见错误与解决方法
初学编程，错误是必经之路。看到满屏红字不要怕，它是帮助你定位问题的线索。
1.6.1 语法错误
当代码不符合 Python 语法规则时发生。
```python
print("Hello)
```
错误信息：SyntaxError: EOL while scanning string literal
原因：字符串右边的引号缺失。
解决：检查引号、括号是否成对出现。
1.6.2 名称错误
使用了未定义的变量或函数名。
```python
prin("Hi")
```
错误信息：NameError: name 'prin' is not defined
原因：拼写错误，应该是 print。
解决：仔细核对单词拼写。
1.6.3 缩进错误
Python 靠缩进来划分代码块。不该有空格的地方多了空格，就会报错。
```python
print("Indented")
```
如果在交互式环境直接这样写，可能提示 IndentationError: unexpected indent。
培养好习惯：使用 VS Code 时，它会用竖线提示缩进。坚持使用四个空格缩进，不要混用Tab和空格。
1.6.4 故意制造错误练习
请打开交互式环境，试试以下操作，并观察错误提示：
```python
>>> 10 / 0
```
你会看到 ZeroDivisionError: division by zero —— 原来计算机不允许除以零。这一次，你读懂了错误类型和原因。
错误是进步的阶梯，每次遇到并解决问题，你的能力就提升一分。
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本章小结
· Python 在交互式环境可快速试验，脚本文件可保存程序。
· print() 是输出信息的函数，字符串用引号包围。
· 安装 VS Code 并配置 Python 扩展，为后续学习做好准备。
· 编程错误并不可怕：语法错误、名称错误、缩进错误都给出了定位线索，学会阅读错误信息是程序员的基本功。
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习题
1. 你好，世界！
在 VS Code 中编写一个程序，输出以下内容：
```
你好，Python！
我将从今天开始，每天练习编程。
```
2. 故意犯错
尝试在代码中制造一个错误（例如：故意写错函数名、少写一个引号、在行首多加一个空格），运行程序，仔细阅读错误提示，然后修复它。将错误提示和修复过程简单记录下来。
3. 探索交互式环境
打开终端，进入 Python 交互式模式，试试直接用 print 输出你的名字、做一个简单的数学运算（如 3 + 5），然后退出。
4. 环境检查
确认你的电脑已成功安装 Python 并能运行 .py 文件，将运行成功的截图或输出结果保存好。如果遇到问题，试着根据1.6节的思路排查。
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