Chapter 1
第1章初识Python
章节主张
第1章初识Python这一章真正要建立的，不是孤立知识点，而是围绕“环境与工具链先于语法细节”形成一套能反复练习、能迁移到真实任务里的 Python 学习路径。
中文释读
读 第1章初识Python 时，不要只把它当作语法或模块说明书。更有价值的读法，是问自己：这一章解决了我在编程、科学计算或数据分析流程中的哪个瓶颈？
这本书的强项在于把工具、基础语法、科学计算库和案例工作流连成一条线。章节页因此会把原书内容翻译成“知识点 -> 操作动作 -> 易错边界 -> 迁移练习”的学习结构。
本章知识路线
关键论据
- Python是一种非常简单实用的编程语言，在工业界与学术界得到广泛应用。
- 一些关于Python的小知识： ●Python的作者是荷兰人吉多·范罗苏姆（Guido van Rossum）。
- ●第一版Python的诞生时间是1989年圣诞节假期。
- ●Python是一种蟒蛇的名字，所以Python的标志上有蛇的样式。
- ●Python名字的由来，据说是因为作者本人当时是BBC电视剧《蒙提·派森的飞行马戏团》（Monty Python’s Flying Circus）的粉丝。
行动清单
- 先用最小代码样例跑通本章核心知识点。
- 把本章知识点接到一个真实小任务上，而不只停留在示例。
- 记录本章最容易报错的边界条件和调试方式。
- 复盘：这一章内容如何进入自己的长期 Python 学习系统。
本章图版学习路径
图版按知识点分组，适合拿来做复现、迁移和复盘练习，不只是“看一眼效果”。
源章节深读
1.1 人生苦短，我用Python
这节解决什么问题：这节要解决的不是背下“1.1 人生苦短，我用Python”，而是把这个知识点放进真正可运行、可调试、可迁移的 Python 学习流程里。
怎么用到自己的系统：把它写进自己的学习系统：先用最小例子跑通，再把“1.1 人生苦短，我用Python”迁移到一个实际小任务中，最后记录哪些边界条件最容易报错。
常见错误：常见误区是只记住 API 或代码片段，却没理解 1.1 人生苦短，我用Python 背后的对象模型、输入输出和适用边界。
Python是一种非常简单实用的编程语言，在工业界与学术界得到广泛应用。 一些关于Python的小知识： ●Python的作者是荷兰人吉多·范罗苏姆（Guido van Rossum）。 ●第一版Python的诞生时间是1989年圣诞节假期。 ●Python是一种蟒蛇的名字，所以Python的标志上有蛇的样式。 ●Python名字的由来，据说是因为作者本人当时是BBC电视剧《蒙提·派森的飞行马戏团》（Monty Python’s Flying Circus）的粉丝。 ●Python的设计哲学是优雅、明确、简单。 ●Python 3于2008年12月3日发布，不完全兼容Python 2。2020年1月1日起，Python不再提供对Python 2版本的官方支持。 Python是编程界的“全能战士”，拥有丰富的开源第三方模块支持，被广泛应用于网络编程、图形用户界面编程、科学计算、机器学习、数据挖掘等方面。从效率上看，纯Python代码的运行速度不如传统的C/C++、Java等语言，但Python的学习和使用要更为方便。一个需要花1h写100行的C/C++程序，用Python实现可能只需要花5min写10行。因此，在很多情况下，使用Python在开发速度上的收益要远大于运行速度上的损失。很多Python的第三方科学计算模块（如NumPy等）使用运行速度更快的C/C++/Fortran语言作为底层实现，而将Python作为上层接口调用。这种做法既能享受Python的开发速度，又能保证程序的运行速度。Python官方网址为 目前被广泛使用的Python版本是Python 2和Python 3。两个版本的Python不完全兼容，在使用上存在一定的差异。自2020年1月1日起，Python官方停止了对Pyth
1.2 安装Python环境
这节解决什么问题：这节要解决的不是背下“1.2 安装Python环境”，而是把这个知识点放进真正可运行、可调试、可迁移的 Python 学习流程里。
怎么用到自己的系统：把它写进自己的学习系统：先用最小例子跑通，再把“1.2 安装Python环境”迁移到一个实际小任务中，最后记录哪些边界条件最容易报错。
常见错误：常见误区是只记住 API 或代码片段，却没理解 1.2 安装Python环境 背后的对象模型、输入输出和适用边界。
为了运行Python，首先需要在计算机安装Python开发环境。 使用Python进行编程，通常需要搭建一个Python的集成开发环境。 集成开发环境 （Integrated Development Environment，IDE）是一种辅助进行程序开发的应用，通常包括代码编辑器、编译器、调试器和用户图形界面等。 对于初学者而言，本书推荐Anaconda作为首选的Python集成开发环境。Anaconda是一个优秀的Python科学计算环境，它不仅包含Python，还包含100多个常用的Python科学计算模块，如NumPy、SciPy、Pandas等。Anaconda可以在Windows、Mac、Linux上运行，其安装方法十分简单，只需要根据操作系统选择对应的版本即可，其下载地址为 根据操作系统的不同，可以选择Python 3对应的最新安装包进行下载和安装。安装完成后，后续Anaconda的更新升级不需要重新下载安装包，可以通过命令行界面使用以下两个conda命令完成更新。 命令行界面 （Command Line Interface）是一种用文本与操作系统交互的方式，在不同系统下打开的方式也不同。 ●Windows操作系统：单击开始菜单，选择Anaconda PowerShell Prompt（Anaconda3）或Anaconda Prompt（Anaconda3）。 ●Linux、Mac操作系统：从终端或Terminal来进入命令行界面。 Windows操作系统下，命令行界面如图1-1所示。 在本书中，所有命令行界面的输入都以“$”符号开头，并且省略最后的〈Enter〉键。 对于想要使用Python开发项目的读者，本书推荐使用JetBrains公司开发的PyCharm编辑器进行管理和开发
1.3 使用Python工具
这节解决什么问题：这节要解决的不是背下“1.3 使用Python工具”，而是把这个知识点放进真正可运行、可调试、可迁移的 Python 学习流程里。
怎么用到自己的系统：把它写进自己的学习系统：先用最小例子跑通，再把“1.3 使用Python工具”迁移到一个实际小任务中，最后记录哪些边界条件最容易报错。
常见错误：常见误区是只记住 API 或代码片段，却没理解 1.3 使用Python工具 背后的对象模型、输入输出和适用边界。
本节将介绍Python的一些基础工具的使用方法。 本书不推荐读者使用Python自带的解释器，推荐使用另一个功能更强大的解释器——IPython解释器。Anaconda中已经包含了IPython解释器，可以从命令行界面进入： 其初始界面如图1-3所示。 图1-3 IPython解释器的初始界面 相对于Python解释器，IPython解释器在功能上要更加强大，使用也更加方便。Python解释器中可以执行的命令，在IPython解释器中都可以执行。因此，本书使用IPython解释器代替Python解释器进行演示。 在IPython解释器执行第一行Python代码： 与Python解释器不同，IPython解释器用“In []：”来提示输入新的内容。按〈Enter〉键之后，可以得到与Python解释器类似的结果： 其中，“In []：”中的数字会随着输入按顺序增加。 使用IPython解释器进行简单的赋值操作： 在解释器中输入刚才赋值的变量名，会有一个“Out []”的标识来显示变量的值： 除了通常的Python代码，IPython解释器中还可以使用一些有特殊功能的魔术命令。 魔术命令 （Magic Command）是IPython中提供的一些以百分号“%”开头的特殊命令，这些命令有一些特殊的功能。例如，%whos命令可以查看当前的变量空间： %pwd命令可以查看当前工作目录： 魔术命令只能在IPython解释器中运行，Python解释器并不支持。所有可用的魔术命令可以使用魔术命令%lsmagic查询，比较常用的魔术命令还有如下几种。 ●%run：执行一个Python脚本。 ●%timeit：查看单行代码的运行效率。 ●%cd：改变当前工作目录。 ●%ls：显示当前目录下的文件。 ●%%timeit
1.4 本章学习笔记
这节解决什么问题：这节要解决的不是背下“1.4 本章学习笔记”，而是把这个知识点放进真正可运行、可调试、可迁移的 Python 学习流程里。
怎么用到自己的系统：把它写进自己的学习系统：先用最小例子跑通，再把“1.4 本章学习笔记”迁移到一个实际小任务中，最后记录哪些边界条件最容易报错。
常见错误：常见误区是只记住 API 或代码片段，却没理解 1.4 本章学习笔记 背后的对象模型、输入输出和适用边界。
本章介绍了Python的一些基础知识。Anaconda作为一个优秀的Python科学计算集成开发环境，十分适合想要进行科学计算的初学者使用。IPython解释器和Jupyter Notebook则是强大的Python学习和分享工具。 学完本章，读者应该做到： ●安装一个Python 3的集成开发环境，如Anaconda。 ●知道如何使用Python或IPython解释器。 ●知道Python代码的两种运行模式。 ●了解并掌握Jupyter Notebook的基本使用。 1.本章新术语 本章涉及的新术语见表1-1。 表1-1 本章涉及的新术语 2.本章新函数 本章涉及的新函数见表1-2。 表1-2 本章涉及的新函数 3.本章Python 2与Python 3的区别 本章不涉及Python 2与Python 3的区别。
辨析题：如果你只会照抄 第1章初识Python 里的例子，却无法换一个输入自己写出来，真正缺的是什么？
多数时候缺的不是记忆，而是对象模型、输入输出边界和操作顺序的理解。把知识点换到新输入上依然能运行，才算真的进入了自己的系统。