摘要：統一碼，萬國碼編碼此時應運而生，年由統一碼聯盟首次發布標準。英文占個字節歐洲語系占個東亞占個，其它及特殊字符占個使用個字節表示所有字符優先使用個字節，否則使用個字節表示。退出交互式環境，使用。

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計算機編程基礎知識

編程入門準備知識

計算機基本組成

計算機中的編碼

一門語言的基本組成

環境搭建

Python下載和安裝(window/mac/linux)

windows 系統安裝

Mac 系統安裝

Linux 系統安裝

交互式環境

終端shell

IDLE

ipython

集成式開發環境選擇

Sublime

VSCode

PyCharm

總結

參考

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個人PC計算機系統組成分硬件和軟件量大部分。硬件系統主要由中央處理器、存儲器、輸入輸出控制系統和各種外部設備組成。軟件分為系統軟件和應用軟件。

圖片來源：百度百科

那本教程涉及的部分，為計算機應用軟件編程。

第一代電子計算機 - ENIAC

計算機是不能識別人類語言的，那么她們是如何處理任務的呢？計算機歸根結底是一種電路設備，她們底層處理都是通過電路的開關來識別。根據這一點，人們就通過將任務指令轉化為用0和1的二進制串來標識，從而讓計算機系統可以識別。這種直接有二進制代碼組成的程序語言叫機器語言。后來人們在二級制的機器語言上發明了匯編語言，只用指令集來對應不同的機器指令，通過匯編過程轉換成機器指令來執行。再后來到20世紀中期，一大批高級語言誕生，包括后來應用廣泛的C、VB等語言。

現在我們知道，計算機是使用 0和1 的二進制串來執行指令的。那么這些0和1是如何表示指令的呢? 這便需要一個二進制數據和實際人類語言的一個對應關系，這套對應關系便成為字符編碼。字符編碼使用8個二進制位作為一個單位，叫做一個字節，8個二進制位可以標識256中狀態。

ASCII

上世紀60年代，美國制定了一套字符編碼，對英語字符與二進制位之間的關系，做了統一規定。這被稱為 ASCII 碼，一直沿用至今。

ASCII 碼一共規定了128個字符的編碼，比如空格SPACE是32（二進制00100000），大寫的字母A是65（二進制01000001）。這128個符號（包括32個不能打印出來的控制符號），只占用了一個字節的后面7位，最前面的一位統一規定為0。

隨著計算機的普及，ASCII碼已經不能滿足人們的需求，除英語外的其他語言無法用ASCII編碼來映射。于是，各國家自己制定一些編碼，如我國制定了簡體中文GB2312，使用2個字節來標識一個漢字，即可表示256*256=65535個漢字，后來的升級版GBK，這種以2個字節來表示的編碼成為ANSI編碼；歐洲國家則使用沒有使用的首位二進制位來制定了標識字符的標準。

Unicode

隨著計算機的發展普及，不統一的編碼問題，極大的影響了計算機的發展及交流。Unicode （統一碼，萬國碼）編碼此時應運而生，1991年由統一碼聯盟首次發布標準。他使用2到4個字節來表示一個字符，一個字符的Unicode編碼是確定的。Unicode 是一個很大的集合，現在的規模可以容納100多萬個符號，詳細可見Unicode編碼表，現在還在完善擴充。

Unicode 只是一個符號集，它只規定了符號的二進制代碼，卻沒有規定這個二進制代碼應該如何實現。造成以下問題：

1）出現了 Unicode 的多種存儲方式，也就是說有許多種不同的二進制實現方式，可以用來表示 Unicode。

2）Unicode 在很長一段時間內無法推廣，直到互聯網的出現，對網絡傳輸中數據的大小要求嚴格。

UTF

Unicode 編碼表示同一個字符時，比ASCII碼的占用空間大的多，這在網絡傳輸過程中是非常占用資源的。Unicode的實現方式不同于編碼方式，是有多重實現方式的，為了節省空間，人們設計了可變長的Unicode實現方式，Unicode的實現方式稱為Unicode轉換格式（Unicode Transformation Format，簡稱為UTF）。UTF-8 就是在互聯網上使用最廣的一種可變長 Unicode 的實現方式。除了UTF-8含有 UTF-16、UTF-32等版本。

總結如下：

UTF-8： 使用1、2、3、4個字節表示字符；優先使用1個字符、無法滿足則使增加一個字節，最多4個字節。英文占1個字節、歐洲語系占2個、東亞占3個，其它及特殊字符占4個

UTF-16： 使用2、4個字節表示所有字符；優先使用2個字節，否則使用4個字節表示。

UTF-32： 使用4個字節表示所有字符；

計算機編碼基本分類如下：

圖片來源：regexlab

擴展閱讀：

http://www.regexlab.com/zh/encoding.htm

Unicode

UTF-8

發展至今，現在計算機中，當內存處理時統一使用了Unicode編碼，當需要保存到硬盤或者需要傳輸的時候，就轉換為UTF-8等可變編碼。因為UTF編碼的可變性，在內存中處理非常耗時，在內存中統一使用Unicode編碼，Unicode在編碼方式上對應的字符是唯一的。在存儲和專屬時，UTF編碼則更節省空間。

我們先來看一段Python代碼：

name = input("請輸入姓名：")

def say_hello(name="Tim"):
    print("%s,hello!"%name)
    
say_hello(name)

我們來看下這段程序做了什么事？程序提示我們輸入姓名，當我們輸入姓名后，程序把我們錄入的姓名加工組成了一條語句，打印了出來。在這個過程中，計算機內部是如何運作的呢？程序運行時，它在計算機的內存中開辟了一塊空間，用來存儲我們接下要錄入的信息。當我們輸入姓名后，它把姓名和內部定義好的hello拼接在一起，打印了出來。

我們把這種存儲可變化的值的對象叫做變量。相對應的存儲不可變值的對象叫做常量。而處理我們輸入數據的這塊代碼叫做方法。方法有方法名（say_hello）、參數(name)、和方法體(print)組成。其中最復雜的地方便是這個方法體，這個方法的功能和處理任務的邏輯都在這塊。

變量、常量和方法，以及方法體中復雜的控制邏輯語法共同構成了一套基本的編程語言。

window系統可直接從官網下載地址對應操作系統位數的exe安裝包，安裝即可。

安裝時需要注意一下幾點：

1、選擇適合自己操作系統的安裝包。

2、安裝時勾選“Add Python 3.6 to PATH”，會將python的安裝目錄和命令目錄一并加到系統環境變量中，這樣我們在CMD窗口中才可以使用 python 命令。

3、點擊自定義安裝，將python的常用工具包（pip包等）安裝上。

4、因windows不同操作系統版本，安裝可能出現 “xx.dll” 文件缺失的情況，我們到微軟官方網站下載對應版本自行安裝即可。

安裝完畢后，打開系統CMD窗口，輸入python命令，見到如下信息便說明成功。

$ python3
Python 3.6.5 (default, Mar 30 2018, 06:42:10)
[GCC 4.2.1 Compatible Apple LLVM 9.0.0 (clang-900.0.39.2)] on darwin
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>>

mac 系統自帶了python2.7。我們開發使用python3.6，那怎么辦呢？建議重新安裝python3.6，而不是升級系統版本，因為系統python為mac系統自帶的許多工具提供了語言環境，我們盡量不要去污染系統自帶的python,以免造成系統工具不可用的情況發生。

那如何安裝python3.6呢？我們建議使用brewmac軟件包管理工具統一安裝，執行如下命令即可：

brew install python

安裝完畢后，在我們的命令行終端中輸入python命令檢查是否安裝成功。

Linux系統同mac一樣也自帶了python。同樣建議我們安裝自己開發使用的python包，不要污染系統python包。Linux 系統安裝比較麻煩,需要我們自己編譯安裝，具體步驟如下：

首先，安裝python開發的一些依賴包

yum -y install zlib-devel bzip2-devel openssl-devel ncurses-devel sqlite-devel readline-devel tk-devel gdbm-devel db4-devel libpcap-devel xz-devel

第二，從Python官網下載python的源碼包并解壓。

wget https://www.python.org/ftp/python/3.6.5/Python-3.6.5.tgz

tar zxvf Python-3.6.5.tgz

第三，編譯安裝

cd Python-3.6.5

./configure --with-ensurepip=install 

make && make install 

安裝成功后，會在/usr/local/bin 路徑下增加python3命令，我們運行 python3 命令便是執行了我們剛才安裝的python，執行python 命令則會運行系統自帶的python。

同樣，在終端運行python3命令檢測是否安裝成功。

在命令行終端下，輸入 python 即打開了python的交換式環境，這是解釋性語言特有的。 在此環境下，我們可以直接運行python代碼，來做簡單的測試。

$ python3
Python 3.6.5 (default, Mar 30 2018, 06:42:10)
[GCC 4.2.1 Compatible Apple LLVM 9.0.0 (clang-900.0.39.2)] on darwin
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> print("hello, world!")
hello, world!
>>>

退出交互式環境，使用exit()。

針對于windows用戶，python 自帶了一個python shell小工具 IDLE。帶有代碼高亮和提示功能，如圖：

ipython 在命令行終端中使用，提供了代碼高亮和提示功能, 是mac和linux用戶常用的python shell。

sublime, 是一款插件式的代碼編輯器，可通過安裝不同的插件模塊來支持不同語言和擴展功能，并且擴平臺。

可通過如下步驟安裝配置：

1、可以通過官方網站下載安裝程序安裝Sublime 3或Sublime 2。

2、安裝包管理工具。通過快捷鍵Ctrl+`或者在View菜單中選擇Show Console打開控制臺，輸入下面的代碼。

# Sublime 3
import  urllib.request,os;pf="Package Control.sublime-package";ipp=sublime.installed_packages_path();urllib.request.install_opener(urllib.request.build_opener(urllib.request.ProxyHandler()));open(os.path.join(ipp,pf),"wb").write(urllib.request.urlopen("http://sublime.wbond.net/"+pf.replace(" ","%20")).read())
# Sublime 2
import  urllib2,os;pf="Package Control.sublime-package";ipp=sublime.installed_packages_path();os.makedirs(ipp)ifnotos.path.exists(ipp)elseNone;urllib2.install_opener(urllib2.build_opener(urllib2.ProxyHandler()));open(os.path.join(ipp,pf),"wb").write(urllib2.urlopen("http://sublime.wbond.net/"+pf.replace(" ","%20")).read());print("Please restart Sublime Text to finish installation")

安裝插件。通過Preference菜單的Package Control或快捷鍵Ctrl+Shift+P打開命令面板，在面板中輸入Install Package就可以找到安裝插件的工具，然后再查找需要的插件。我們推薦大家安裝以下幾個插件。

SublimeCodeIntel - 代碼自動補全工具插件
Emmet - 前端開發代碼模板插件
Git - 版本控制工具插件
Python PEP8 Autoformat - PEP8規范自動格式化插件
ConvertToUTF8 - 將本地編碼轉換為UTF-8

VSCode 是微軟公司出的一款輕量級插件式代碼編輯工具。它類似sublime也是可以通過安裝插件模塊來擴展，它也是擴平臺的。

相比于Sublime VSCode 自帶部分代碼開發必須的插件，如git、debug工具和命令行工具等。

對于不喜歡折騰插件，且喜歡輕量級IDE的用戶來說，VSCode是最佳選擇了。

JetBrains 公司推出的標榜 Eclipse的跨平臺的 python 集成開發工具，它帶有一整套可以幫助用戶在使用Python語言開發時提高其效率的工具，比如調試、語法高亮、Project管理、代碼跳轉、智能提示、自動完成、單元測試、版本控制。此外，該IDE提供了一些高級功能，以用于支持Django等框架下的專業Web開發。

PyCharm 是收費的，但是有功能閹割的社區版本可供我們學習測試使用，下載地址。

Pycharm 的使用可參閱一些文檔：

國人翻譯的官方文檔

最新的官方文檔教程

本章主要講解了：

計算機的編程基礎知識，包括計算機系統的組成、計算機編碼等。

在3大系統平臺如何安裝python

python 編譯器

python IDE的選擇

http://www.regexlab.com/zh/encoding.htm

字符編碼筆記：ASCII，Unicode 和 UTF-8

python 之路，致那些年，我們依然沒搞明白的編碼

從Python開始學編程