数据结构与算法(Python版)
上QQ阅读APP看书,第一时间看更新

2.3 Python编辑器

Python编辑器众多,有Python自带的IDLE编辑器、Notepad++、Eclipse+PyDev、UliPad,以及Vim和Emacs等。Linux下的Eclipse+PyDev和Windows下的PyCharm功能较为强大。

2.3.1 IDLE

IDLE包括能够利用颜色突出显示语法的编辑器、调试工具、Python Shell以及完整的Python 3在线文档集。Python的IDLE具有命令行和图形用户界面两种方式。采用命令行交互式执行Python语句,方便快捷,但必须逐条输入语句,不能重复执行,适合测试少量的Python代码,不适合复杂的程序设计。

IDLE的命令行交互式模式如图2.6所示。

图2.6 IDLE的命令行交互式模式

IDLE图形用户界面模式如图2.7所示。

图2.7 IDLE的图形用户界面模式

2.3.2 PyCharm

PyCharm具有一整套可以帮助用户在使用Python语言开发时提高效率的工具,如调试、语法高亮、Project管理、代码跳转、智能提示、自动完成、单元测试和版本控制。此外,PyCharm还提供了一些高级功能,用于支持Django框架下的专业Web开发。下载PyCharm并双击安装,如图2.8所示。

图2.8 安装PyCharm步骤1

单击Next按钮,在出现的界面中单击Install按钮进入安装过程,如图2.9所示。

安装结束,单击OK按钮运行PyCharm,如图2.10所示。

单击Create New Project,在弹出的对话框中输入项目名、路径,并选择Python解释器。如图2.11所示。

图2.9 安装PyCharm步骤2

图2.10 运行PyCharm

图2.11 选择Python解释器

启动PyCharm,创建Python文件,如图2.12所示。

图2.12 PyCharm创建Python文件

2.3.3 Anaconda

Anaconda是一个开源的Python发行版本,其包含了Conda、Numpy等180多个科学包及其依赖项,涉及数据可视化、机器学习和深度学习等多方面,本书重点介绍Anaconda,所有程序均在Anaconda下调试与运行。Anaconda的特点如下。

● 提供包管理。可以使用conda和pip命令安装、更新、卸载第三方工具包,简单方便,不需要考虑版本等问题。

● 集成了数据科学相关的工具包。Anaconda集成了如NumPy、SciPy、Pandas等数据分析的各类第三方包。

●提供虚拟环境管理。在Conda中可以建立多个虚拟环境,可以为不同的Python版本项目建立不同的运行环境,从而解决了Python多版本并存的问题。

Anaconda的安装步骤如下所述。

1)Anaconda的官网下载地址为https://www.anaconda.com/download/,如图2.13所示。

2)选择Python 3.6 version,并根据自己的操作系统是32位还是64位选择对应的版本下载,如图2.14所示。

3)在弹出的对话框中选择下载位置,下载Anaconda3-5.1.0-Windows-x86_64.exe,大约537 MB。单击“下载”按钮进行下载,如图2.15所示。

注意:如果是Windows 10系统,安装Anaconda软件时,需要右击安装软件,选择以管理员的身份运行。

4)下载完毕,双击软件进行安装,选择安装路径,如C:\anaconda3,根据提示单击“下一步”按钮即可完成安装,如图2.16所示。

图2.13 Anaconda的网站

图2.14 选择Python 3.6

Anaconda包含如下应用,如图2.17所示。

●Anaconda Navigator:用于管理工具包和环境的图形用户界面,其涉及的众多管理命令也可以在Navigator中手工实现。

● Anaconda Prompt:Python的交互式运行环境。

图2.15 下载Anaconda文件

图2.16 程序运行结果

图2.17 Anaconda包含应用

● Jupyter Notebook:基于Web的交互式计算环境,可以编辑易于人们阅读的文档,用于展示数据分析的过程。

● Spyder:一个使用Python语言、跨平台的科学运算开发环境。相对于PyDev、PyC-harm、PTVS等Python编辑器,Spyder对内存的需求小很多。

下面,对Anaconda的环境变量进行配置。打开Anaconda Prompt,出现类似于cmd的窗口,在其中输入conda--version命令,运行效果如图2.18所示。

图2.18 Anaconda版本

在Anaconda Prompt中输入命令conda create-n env_name package_names。

其中,env_name是设置环境的名称,package_names是安装在环境中的包名称。

运行效果如图2.19所示。

图2.19 创建基于Python3.6的名为test_py3的环境

在Anaconda Prompt中使用conda list查看环境中默认安装的包,如图2.20所示。

图2.20 查看环境中默认的安装包

在Anaconda下,Python的编辑和执行有交互式编程、脚本式编程和Spyder3种运行方式。

(1)交互式编程

交互式编程是指在编辑完一行代码后,按〈Enter〉键会立即执行并显示运行结果。在test_py3环境中输入python命令并按〈Enter〉键后,会出现>>>,进入交互式编程模式,如图2.21所示。

图2.21 进入交互式编程模式

在>>>后面输入Python语言的各种命令。例如,输入print('Hello world!')命令,如图2.22所示。

图2.22 输入print('Hello world!')命令

(2)脚本式编程

Python和其他脚本语言(如R和Perl等)一样,可以直接在命令行里运行脚本程序。首先,在D:\目录下创建Hello.py文件,内容如图2.23所示。

然后,进入test_py3环境后,输入python d:\Hello.py命令,运行结果如图2.24所示。

图2.23 Hello.py文件内容

图2.24 运行d:\Hello.py文件

(3)Spyder

Spyder是Python的集成开发环境,如图2.25所示。

图2.25 Spyder编辑器

2.3.4 Jupyter Notebook

Jupyter Notebook是Python的在线编辑器,在编辑的过程中,运行结果显示在代码的下方,方便查看。Jupyter Notebook可以将代码、图像、注释、公式和可视化的结果等信息保存到文件。

在Anaconda中打开Jupyter Notebook,如图2.26所示。

图2.26 Jupyter Notebook主界面

Jupyter Notebook有编辑模式和命令模式两种模式。编辑模式用于修改单个单元格,命令模式用于操作整个笔记本,具体如下所述。

(1)编辑模式(Edit Mode)

编辑模式如图2.27所示,右上角有一个铅笔图标,单元左侧边框线呈现绿色,按〈Esc〉键或按〈Ctrl+Enter〉组合键运行单元格可切换回命令模式。

图2.27 编辑模式

(2)命令模式(Command Mode)

命令模式如图2.28所示,铅笔图标消失,单元左侧边框线呈现蓝色,按〈Enter〉键或双击单元格可变为编辑状态。

图2.28 命令模式

编辑模式和命令模式两种模式的切换如表2.1所示。

表2.1 切换笔记本模式的可选操作

编辑模式下,可以使用非常标准的编辑命令来修改单元格的内容。命令模式的操作如表2.2所示。

表2.2 命令模式的操作