Python 零基础教程

Python 第一个程序

欢迎来到令人兴奋的一步：编写并执行你的第一个 Python 程序！这标志着你编程之旅的一个重要里程碑。在了解了 Python 是什么、完成系统安装并熟悉了开发环境之后，现在是时候检验这些准备工作了。

编写 "Hello, World!" 程序是编程教育中历史悠久的传统。它是一个简单却强大的方法，用于确认你的 Python 环境已正确配置并可以投入使用。

1. print() 函数：你的第一个 Python 命令

我们 "Hello, World!" 程序的核心（也是许多交互式 Python 程序的核心）是 print() 函数。

在 Python 中，函数 (function) 是一个组织好的、可重复使用的代码块，用于执行单一的、相关的操作。print() 函数是 Python 的内置功能，这意味着它始终可用，无需任何特殊设置。它的主要目的是将信息（称为输出）显示到控制台或终端。

当你希望 print() 显示文本时，你需要将该文本括在引号中（单引号 ' ' 或双引号 " " 均可）。这种括在引号中的文本被称为字符串字面量 (string literal)。字符串是字符的序列，而字面量就是该序列在代码中的直接表示。

1.2 理解字符串 (String Literals)

字符串字面量是你直接在 Python 代码中表示文本数据的方式。

  • 包裹规则：字符串必须包裹在单引号 (') 或双引号 (") 内。Python 对两者的处理方式完全相同。最重要的是保持一致，即使用同一种引号来开始和结束一个字符串。
  • 内容包含：引号内的任何内容都被视为字符串的一部分。这包括字母、数字、符号和空格。
  • 实际应用：在我们的 "Hello, World!" 示例中，"Hello, World!" 就是 print() 函数将要显示的字符串字面量。
# 这是一个注释。Python 会忽略注释，它们是给人类阅读的。

# 示例 1：使用双引号表示字符串
print("Hello, World!") 
# print() 函数将字符串 "Hello, World!" 显示到控制台。

# 示例 2：使用单引号表示字符串
print('Python 很有趣！')
# 这表明对于简单的字符串，单引号的作用与双引号完全相同。

# 示例 3：包含数字和符号的字符串
print("123 Main Street #45")
# print() 函数将显示整个字符串，包括数字和符号。

1.3 为什么 print() 如此重要？

print() 函数是基础中的基础，原因如下：

  1. 输出结果：它是程序向你（用户）或系统其他部分传达结果、消息或当前状态的主要方式。
  2. 代码调试 (Debugging)：当你编写更复杂的程序时，print() 语句将成为“调试”（查找并修复错误）的无价之宝。通过在代码的不同位置打印变量的值或提示信息，你可以追踪程序的执行流程，并找出可能出错的地方。
  3. 初步的用户交互：虽然更高级的用户交互会在后面学到，但 print() 是创建能够通过显示信息与用户互动的程序的第一步。

2. 编写你的 Python 代码

现在你已经理解了 print() 函数和字符串，让我们来编写第一个真正的 Python 程序。

1. 打开你的文本编辑器或 IDE：回顾上一章关于集成开发环境 (IDE) 的内容。我们推荐使用 VS Code 或 PyCharm 等 IDE，因为它们的功能让编写代码变得简单得多。如果你使用 VS Code，请启动它。如果使用 PyCharm，请打开一个新项目或在现有项目中创建一个新文件。简单的文本编辑器如记事本 (Windows) 或文本编辑 (macOS，需保存为纯文本) 也可以，但 IDE 的体验要好得多。

2. 创建一个新文件：在选择的编辑器或 IDE 中，创建一个新的空文件。大多数 IDE 都有“文件 > 新建文件”或“文件 > 新建 > Python 文件”的选项。

3. 输入代码：在新文件中，完全按照如下所示输入单行 Python 代码：

print("Hello, World!")

注意细节：确保 print 是全小写，括号 () 放置正确，并且 "Hello, World!" 被包裹在双引号中。密切注意字符串内部的大小写和标点符号。

4. 保存你的文件 (关键步骤)：

    • 选择一个具有描述性的名称，例如 hello.py。.py 扩展名至关重要，因为它告诉你的操作系统和 Python 解释器这是一个包含 Python 代码的文件。
    • 将其保存在一个容易找到的位置，比如专门存放 Python 项目的文件夹（例如 Windows 上的 C:\PythonProjects，或 macOS/Linux 上的 ~/Documents/PythonProjects）。记住这个路径，稍后在终端运行程序时会用到。

你的完整程序保存为 hello.py 后，里面只有这一行代码：

print("Hello, World!")

3. 在终端 (Terminal) 中运行你的 Python 程序

代码编写完毕并保存为 .py 文件后，下一步就是执行它。这意味着你要告诉 Python 解释器去读取并运行你的指令。最基础的方法是使用命令行（也称为终端、命令提示符或 Shell）。

1. 打开终端/命令提示符：

    • Windows: 在开始菜单中搜索“命令提示符 (Command Prompt)”或“PowerShell”。
    • macOS: 使用 Spotlight (Cmd + Space) 搜索“终端 (Terminal)”。
    • Linux: 打开你常用的终端应用（通常在应用程序菜单中）。
    • 你会看到一个纯文本界面，通常显示一个提示符，如 C:\Users\YourName> (Windows) 或YourName@ComputerName:~$ (macOS/Linux)。

2. 导航到文件所在的目录：你需要告诉终端你的 hello.py 文件在哪里。使用 cd (更改目录, change directory) 命令。Windows 示例: 如果文件保存在 C:\PythonProjects:

    • Windows 示例: 如果文件保存在 C:\PythonProjects:
cd C:\PythonProjects
    • macOS/Linux 示例: 如果文件保存在 ~/Documents/PythonProjects:
cd Documents/PythonProjects
    • 输入 cd 命令后按回车。提示符应该会更新为你当前的目录。

3. 执行 Python 程序：进入正确的目录后，使用 python 命令加上你的文件名来运行程序。

python hello.py

(注意：在某些系统上，尤其是 macOS 或 Linux，如果 python 命令指向的是旧版本，你可能需要输入 python3 hello.py)

4. 观察输出：如果一切设置正确且代码没有拼写错误，你将在终端中直接看到以下输出：

Hello, World!

恭喜！ 你刚刚编写并运行了你的第一个 Python 程序！这个输出证明了你的 Python 安装正常、文件保存正确，且解释器能够顺利执行你的代码。

4. 使用 IDE (VS Code / PyCharm) 运行 Python 程序

集成开发环境 (IDE) 简化了运行代码的过程，通常提供一个专门的“运行”按钮或菜单选项，在后台自动为你处理终端命令。正如上一章所述，这是使用 IDE 的主要优势之一。

4.1 在 VS Code 中运行

  1. 打开你的 hello.py 文件：在 VS Code 中，进入“文件 > 打开文件...”或“文件 > 打开文件夹...”，找到你保存文件的位置。文件打开后，你将看到你的代码。
  2. 运行文件 (三种方法)：
    1. 方法 1（播放按钮）：在代码编辑器窗口的右上角查找一个小的“播放”图标（通常是一个绿色三角形）。点击它，VS Code 会在底部的集成终端中运行当前文件。
    2. 方法 2（右键菜单）：在代码编辑区的任意位置点击右键，从上下文菜单中选择“在终端中运行 Python 文件 (Run Python File in Terminal)”。
    3. 方法 3（终端菜单）：选择顶部菜单“终端 > 运行 Python 文件”，或者打开集成终端 (快捷键 Ctrl+~ 或 Cmd+~)，然后像在独立终端中一样，手动输入 python hello.py。 VS Code 会打开其集成终端并显示输出：Hello, World!。

4.2 在 PyCharm 中运行

  1. 打开项目和文件：在 PyCharm 中，打开保存 hello.py 的项目。双击左侧项目资源管理器中的文件名即可打开代码。
  2. 运行文件 (三种方法)：
    1. 方法 1（右键菜单）：在项目资源管理器中右键点击 hello.py 文件名，或者在代码编辑区右键点击，选择“运行 'hello' (Run 'hello')”。
    2. 方法 2（运行菜单）：转到顶部菜单“运行 > 运行... (Run > Run...)”，从列表中选择 hello。首次运行时，PyCharm 会自动创建一个运行配置。
    3. 方法 3（播放按钮）：运行过一次后，顶部工具栏会出现一个绿色的“播放”按钮和下拉菜单。你可以从下拉菜单中确认选中了 hello，然后点击播放按钮。 PyCharm 会在 IDE 底部打开一个“运行 (Run)”工具窗口，显示输出：Hello, World!。