本节介绍Python的安装方法。需要注意的是，Python有不同版本并且都还在使用，而2.X版本和3.X版本的语句和语法规则存在许多不兼容之处。虽然Python 2.X作为过渡版本依然拥有不少用户，但是鉴于官方对Python 2.X系列已经停止维护，所以推荐使用Python 3.X版本，本教材所有实践案例的代码都是基于Python 3.6.5进行开发的。

Python可以在不同的操作系统中使用。例如，著名的开源操作系统Linux/UNIX，还有苹果的MAC OS甚至苹果的手机操作系统iOS，都可以使用Python，当然也包括微软的Windows操作系统。鉴于Windows操作系统在中国的普及率最高，本教材使用基于Windows操作系统的Python进行讲解。在Python的官方网站中，最新的基于Windows操作系统的版本是Python 3.6.5。

在官方网站下载相应版本的Python安装包后，就可以像在Windows操作系统下安装其他软件一样在电脑上安装Python，为了使用方便，建议在C盘根目录下进行安装。

安装完成后，在命令提示符下输入“python”并回车，就可以进入Python的使用界面了（图2-2）。需要说明的是，因为Python需要配合其他工具一起使用，所以这种安装方式并不是本教材推荐的最佳安装方式。

图2-2 Python界面

首先可以在Python的命令行窗口，尝试进行一些简单计算的编程操作。例如，进行如下计算。

a=5

b=10

a+b

15

a**b

9765625

其中a+b是求和，a**b是代表ab，即a的b次方，在这里，就是计算5的10次方。更多的运算符将在本章第四节介绍。

前面已经介绍过，Python的强大功能依赖于众多第三方的库，这些库相当于Python的工具，利用这些工具可以更方便地实现很多复杂的功能。例如，使用Python进行人脸识别、语音识别、制作下棋的程序等都需要各种各样库的支持。

在Windows下安装这些库是一项烦琐的工作，需要设置操作系统的环境变量，同时还要考虑这些库彼此的依赖性——因为后续库的一些功能需要依赖于前面的库中的程序，所以这些库的安装需要按照一定顺序进行才能顺利使用。如何才能最简化这样一个复杂的安装任务呢？可以通过整合重要的库的Python发行版进行安装，这些发行版同样是免费的。Python发行版可以选择几种不同的方案，其中比较著名的有Anaconda和WinPython，它们都整合了不同版本的Python以及常用的库，选择下载并安装合适的版本后，相应的Python以及重要的库就都可以使用了。为了减少安装各种库的烦琐过程，推荐初学者使用这种方式安装Python以及所需的库。

WinPython可以从github下载。下载页面如图2-3所示，可以看到有针对不同版本Python的安装包可选，下载相应版本后直接双击安装即可。

图2-3 WinPython下载页面

Anaconda也可以在其官方网站下载。如图2-4所示，同样也有各种版本可以选择，请根据自己使用的操作系统进行下载，下载后直接双击进行安装就可以了。

图2-4

这两种发行版各有优势。相对来说，Anaconda的使用界面更为友好，对各种库的整合程度也更高，在科学计算领域更为流行；但是WinPython集成了Qt系列，更便于进行工程开发，同时包内的依赖关系也更简单一些。

就使用体验而言，习惯了Windows交互式操作界面的读者在命令提示符那个“黑乎乎”的窗口里进行开发工作应该很不习惯，幸而这些Python发行版中都集成了“更舒服”的开发软件，叫作集成开发环境。

本教材在需要的地方会使用Spyder这种轻型集成开发环境作为示例。如果开始安装WinPython或Anaconda时选择的目录是C盘根目录，那在这个地方就可以找到Spyder（也可以通过操作系统的程序菜单找到它）的快捷方式，如图2-5所示。可以点击鼠标右键，选择发送到桌面快捷方式，或者将其加入任务栏，以便将来使用。

图2-5 Spyder

双击Spyder运行，如图2-6所示，就可以看到这个集成开发环境的样子。

图2-6 集成开发环境——Spyder

整个开发环境的界面分为三个区域，根据屏幕不同，这三个区域的摆放位置可能有所差异。图2-6中左侧是编辑代码的窗口，在这里可以编写各种Python程序，Python程序存储的文件以“.py”作为后缀，这些文件可以在Python环境下被执行。

图2-6右侧上方是显示窗口，图中显示的是一些帮助信息，也可以通过选择标签显示其他信息。例如，选择“File explorer”显示当前目录下的文件，或者选择“Variable explorer”显示Python程序执行过程中变量的相关情况。执行本节开始时的简单计算程序后，显示的变量情况如图2-7所示。

图2-7 变量显示示例

图2-6右侧下方是命令行形式的Python交互控制台，可以在这里进行交互式运算。在此窗口输入一条命令后，即会显示命令执行的结果。如果输入的命令有误，就会显示一些错误信息。值得说明的是，这些错误信息对于改正程序编写中的错误是非常有用的，在实践过程中如果发现执行结果与预期不符或者程序不能顺利执行，应首先阅读这里给出的错误提示。

在控制台窗口，Spyder还贴心地为每个输入的命令进行了编号，如In[1]，In[2]等，同时也对命令的执行结果（输出）进行了编号，如Out[1]，并且输入和输出的编号是对应的，即Out[1]对应到执行In[1]后输出的执行结果。

作为练习，请尝试在交互式控制台中输入本节开始时使用的简单计算程序以熟悉这种执行命令的方式。整个输入输出如下所示。

In[1]：a=5

In[2]：b=10

In[3]：c=a**b

In[4]：a**b

Out[4]：9765625

在控制台窗口下方有一个标签“History log”可以选择，叫作历史记录或者历史日志标签，选择这个标签后可以在窗口显示所有的输入命令的历史记录。某些版本的Spyder还会提供“Python Console”标签，如图2-8所示，这是纯命令行的形式。但是这个标签在最新版本的Spyder中已被取消。

图2-8 Spyder 的Python Console