第 1 章 Python 概述与环境搭建

1.1 Python 的历史与设计哲学

Python 由荷兰程序员 Guido van Rossum 于 1989 年底开始开发，1991 年发布第一个公开版本。名字来源于英国喜剧团体 Monty Python，而非蟒蛇。

Python 的设计哲学被浓缩在一首”诗”里，在解释器中输入即可查看：

import this

输出（节选核心原则）：

Beautiful is better than ugly.          # 优美胜于丑陋
Explicit is better than implicit.       # 明确胜于隐晦
Simple is better than complex.          # 简单胜于复杂
Complex is better than complicated.     # 复杂胜于凌乱
Readability counts.                     # 可读性很重要
There should be one-- and preferably only one --obvious way to do it.
                                        # 应该有一种——最好只有一种——明显的方法来做这件事

这些原则深刻影响了 Python 的语法设计。当你犹豫该如何写代码时，回头看看这些原则往往能找到答案。

Python 的核心特点：

解释型语言：源码先编译为字节码，再由虚拟机解释执行
动态类型：变量不需要声明类型，运行时确定
强类型：不允许隐式的类型混合运算（"3" + 5 会报错，不像 JavaScript）
自动内存管理：引用计数 + 分代垃圾回收
缩进即语法：用缩进代替花括号，强制代码格式统一

1.2 Python 2 vs Python 3

Python 3 于 2008 年发布，与 Python 2 不完全兼容。Python 2 已于 2020 年 1 月 1 日正式停止维护。

特性	Python 2	Python 3
print	`print "hello"` (语句)	`print("hello")` (函数)
整数除法	`3/2 = 1`	`3/2 = 1.5`
字符串	默认 ASCII	默认 Unicode
range	返回列表	返回迭代器
input	`raw_input()`	`input()`

结论：现在学 Python 只需要学 Python 3。

1.3 安装 Python

Windows

访问 python.org 下载最新版
安装时务必勾选 “Add Python to PATH”
打开命令行验证：

python --version
# Python 3.13.x

macOS

macOS 自带的 Python 版本通常较旧，推荐用 Homebrew 安装：

brew install python
python3 --version

Linux

大多数发行版自带 Python 3：

# Ubuntu / Debian
sudo apt update && sudo apt install python3 python3-pip

# CentOS / RHEL
sudo dnf install python3

推荐：使用 uv 管理 Python 版本

uv 是新一代 Python 包管理工具，可以一键安装和管理多个 Python 版本：

# 安装 uv
curl -LsSf https://astral.sh/uv/install.sh | sh  # Linux/macOS
powershell -ExecutionPolicy ByPass -c "irm https://astral.sh/uv/install.ps1 | iex"  # Windows

# 安装指定版本 Python
uv python install 3.13

# 查看已安装版本
uv python list

1.4 交互式解释器（REPL）与 IDLE

REPL（Read-Eval-Print Loop）

在终端输入 python 即可进入交互模式：

>>> 2 + 3
5
>>> "hello" * 3
'hellohellohello'
>>> type(42)
<class 'int'>

Python 3.13 带来了全新的交互式解释器，支持多行编辑、语法高亮和更好的错误提示。

退出 REPL：输入 exit() 或按 Ctrl+D（Linux/macOS）/ Ctrl+Z 后回车（Windows）。

IDLE

Python 自带的简易 IDE，适合初学者快速实验。安装 Python 后即可在开始菜单找到。

更好的选择

实际开发推荐使用：

VS Code + Python 扩展
PyCharm（社区版免费）
Cursor（AI 辅助编程）

1.5 第一个 Python 程序：Hello, World!

创建文件 hello.py：

print("Hello, World!")

运行：

python hello.py
# 输出: Hello, World!

一个稍微复杂的例子——猜数字游戏，展示 Python 的简洁：

import random

number = random.randint(1, 100)
print("我想了一个 1-100 的数字，猜猜看！")

while True:
    guess = int(input("你的猜测: "))
    if guess < number:
        print("太小了！")
    elif guess > number:
        print("太大了！")
    else:
        print("恭喜，猜对了！")
        break

1.6 代码风格与 PEP 8 规范

PEP 8 是 Python 官方的代码风格指南，以下是最重要的规则：

缩进

使用 4 个空格，不使用 Tab：

# 正确
def greet(name):
    if name:
        print(f"Hello, {name}!")

# 错误 — 混合使用 Tab 和空格会导致错误

命名规范

# 变量和函数：snake_case
user_name = "Alice"
def get_user_info():
    pass

# 类名：PascalCase
class UserProfile:
    pass

# 常量：ALL_CAPS
MAX_RETRY_COUNT = 3
PI = 3.14159

# 私有属性/方法：前缀下划线
_internal_cache = {}
def _helper():
    pass

行长度

每行不超过 79 个字符（现代项目常放宽到 88 或 120）：

# 长表达式换行
result = (first_variable
          + second_variable
          - third_variable)

# 长函数参数
def long_function(
    argument_one,
    argument_two,
    argument_three,
):
    pass

空行

顶层函数和类之间空 2 行
类中方法之间空 1 行

导入顺序

# 1. 标准库
import os
import sys

# 2. 第三方库
import requests

# 3. 本地模块
from myproject import utils

自动格式化工具

不必死记规则，使用工具自动格式化：

# ruff — 目前最快的 Python linter + formatter
pip install ruff
ruff format your_file.py
ruff check your_file.py

# black — 经典的格式化工具
pip install black
black your_file.py

本章小结：Python 是一门设计哲学明确、语法简洁优雅的语言。搭好环境、写出第一个程序、了解代码规范，你已经迈出了第一步。接下来我们将深入了解 Python 的基本数据类型。