1.3 Python IDE和Anaconda介绍
集成开发环境（Integrated Development Environment，IDE）是用于提供程序开发环境的应用程序，一般包括代码编辑器、编译器、调试器和图形用户界面等工具。
IDE集成了代码编写功能、分析功能、编译功能、调试功能等一体化的开发软件服务套。所有具备这一特性的软件或者软件套（组）都可以叫集成开发环境。例如微软的Visual Studio系列，Borland的C++ Builder、Delphi系列等。该程序可以独立运行，也可以和其他程序并用。
对于Python学习者来说，如果想做一些项目，持续学习Python，必须掌握IDE。在本书的后续学习中将重点使用Python IDE和PyCharm这两款产品。此外，本节最后还简要介绍了Python开发工具Anaconda。
1.3.1 Python IDE
在安装Python后，会自动安装一个IDLE，它是一个Python Shell（可以在打开的IDLE窗口的标题栏上看到），程序开发人员可以利用Python Shell与Python交互。这里以在Windows 10环境下安装Python 3.10.0为例，详细介绍如何使用IDLE开发Python程序。
单击Windows 10系统的开始菜单，然后依次选择Python 3.10→IDLE (Python 3.10 64-bit)菜单项，即可打开IDLE窗口，如图1-8所示。
图1-8 Python 3.10 IDLE主窗口
前面已经提及Python的命令行和脚本，下面说明如何在Python 3.10 IDLE中生成Python脚本。具体步骤如下：
在IDLE主窗口的菜单栏上执行File→New File命令，在打开的新窗口中，可以直接编写Python代码，如图1-9所示。
图1-9 Python 3.10 IDLE创建文件窗口
在untitled文件中输入一行代码后，按<Enter>键，将自动换到下一行，等待继续输入。例如输入以下代码，可以看到文件名untitled上方有“*”，这表示文件已经被修改，还没有进行保存，如图1-10所示。
图1-10 untitled输入代码示例
按快捷键Ctrl+S保存文件，选择保存路径并保存，这里将文件名称设置为demo.py。其中，“.py”是Python文件的扩展名。
在菜单栏中执行Run→Run Module命令（也可以直接按快捷键F5），运行程序，如图1-11和图1-12所示。
图1-11 保存Python脚本示例
图1-12 运行Python程序
运行程序后，将打开IDLE Shell窗口显示运行结果，如图1-13所示。
图1-13 运行结果
在程序开发过程中，合理使用快捷键不但可以减少代码的错误率，而且可以提高开发效率。在IDLE中，可通过执行菜单栏中的Options→Configure IDLE命令，在打开的Settings对话框的Keys选项卡中查看快捷键，如图1-14所示。
图1-14 Python 3.10快捷键示例
常用的Python快捷键如表1-1所示。
表1-1 Python 3.10 IDLE常用的快捷键
1.3.2 PyCharm
PyCharm是由JetBrains打造的一款Python IDE。PyCharm具备一般Python IDE的功能，如调试、语法高亮、项目管理、代码跳转、智能提示、自动完成、单元测试、版本控制等。另外，PyCharm还提供了一些很好的功能用于Django开发，同时还支持Google App Engine和IronPython。
可选择PyCharm官网下不同操作系统环境（Windows、macOS、Linux）的软件进行安装，如图1-15所示。其中Professional（专业）版是专用许可证下发布的，需要购买授权后才能使用，但新用户可以试用30天，很显然，专业版提供了更为强大的功能和对企业级开发的各种支持；Community（社区）版是免费版本，但是对于初学者来说，社区版已经足够强大和好用了。
图1-15 PyCharm软件下载
专业版的PyCharm是需要激活的，强烈建议读者在条件允许的情况下支付费用来支持优秀的产品，如果不用做商业用途或者不需要使用PyCharm的高级功能，可以暂时选择试用30天或者使用社区版的PyCharm。接下来将重点使用PyCharm IDE进行Python代码的编写和学习。
1．安装及首次使用的设置
在PyCharm官网下载对应系统的软件安装包，以在Windows 10环境的安装为例进行介绍。
（1）下载完成后双击.exe文件进行安装，如图1-16所示。
（2）单击Next按钮进入下一步，如图1-17所示。
图1-16 PyCharm安装步骤1
图1-17 PyCharm安装步骤2
（3）继续单击Next按钮进入下一步，如图1-18所示。各选项的含义如下：
· Create Desktop Shortcut：创建桌面快捷方式。
· Update PATH Variable(restart needed)：更新路径变量（需要重新启动），建议勾选。
· Update Context Menu：更新上下文菜单。
· Add "Open Folder as Project"：添加打开文件夹作为项目。
· Create Associations：创建关联，关联.py文件，双击都是以PyCharm形式打开的。
（4）继续单击Next按钮进入下一步，如图1-19所示。
（5）单击Install按钮进行安装，等待一会儿，会出现如图1-20所示的安装进度图。
（6）安装结束后会出现如图1-21所示的安装完成界面。
（7）安装完成后单击Finish（结束）按钮关闭安装向导。
通过双击桌面的快捷方式即可运行PyCharm。第一次使用PyCharm时，会有一个导入设置的向导，如果之前没有使用PyCharm或者没有保存过设置，就直接选择Do not import settings进入下一步。
（1）选择UI主题，根据个人喜好进行选择，深色的主题比较护眼，而浅色的主题对比度更好。
图1-18 PyCharm安装步骤3
图1-19 PyCharm安装步骤4
图1-20 PyCharm安装步骤5
图1-21 PyCharm安装步骤6
（2）创建可以在“终端”或“命令行提示符”中运行PyCharm的启动脚本，当然也可以不做任何勾选，直接单击Next: Featured plugins按钮进入下一环节。
（3）单击右下角的Start using PyCharm（开始使用PyCharm）就可以开启PyCharm的Python学习之旅。
2．用PyCharm创建项目
启动PyCharm之后会来到一个启动页，在启动页上可以选择Create New Project（创建新项目）、Open（打开已有项目）和Get from Version Control（从版本控制系统中检出项目），如图1-22所示。
如果选择了Create New Project来创建新项目，就会打开一个创建项目的向导页。图1-23所示是PyCharm专业版创建新项目的向导页，可以看出专业版支持的项目类型非常多，而社区版只能创建纯Python项目（Pure Python），没有这一系列的选项。
图1-22 PyCharm启动页
图1-23 PyCharm创建新项目
接下来，要为项目创建专属的虚拟环境，每个Python项目最好都在自己专属的虚拟环境中运行，因为每个项目对Python解释器和第三方库的需求并不相同，虚拟环境对不同的项目进行了隔离。
在图1-23所示的界面中选择新建虚拟环境（New Virtualenv Environment），这里的Virtualenv是PyCharm默认选择的创建虚拟环境的工具，只保留这个默认的选项就可以了。
项目创建完成后，就可以开始新建各种文件来书写Python代码了，如图1-24所示。左侧是项目浏览器，可以看到刚才创建的项目文件夹以及虚拟环境文件夹。
图1-24 PyCharm创建的项目.py文件
在项目上右击，在弹出的快捷菜单中选择New，然后选择Python File来创建Python代码文件，此时创建了一个名为torch_start.py的Python文件。
在工作窗口右击，可以在上下文菜单中找到Run选项，例如要运行torch_start.py文件，右键菜单会显示Run 'torch_start'选项，单击该命令即可运行Python代码，运行结果显示在屏幕下方的窗口，如图1-25所示。
图1-25 PyCharm项目.py文件运行结果示例
3．常用操作和快捷键
PyCharm为写Python代码提供了自动补全和高亮语法功能，这也是PyCharm作为集成开发环境（IDE）的基本功能。执行PyCharm的File→Settings菜单命令（macOS上位于PyCharm→Preferences…菜单下），可以打开设置窗口，用于对PyCharm进行设置，如图1-26所示。
在Settings窗口下选择Appearance & Behavior→Appearance选项卡，可以选择自己喜欢的主题进行编程，如图1-27所示。
图1-26 Pycharm设置菜单
图1-27 设置菜单
PyCharm的菜单项中有一个非常有用的Code菜单，菜单中提供了自动生成代码、自动补全代码、格式化代码、移动代码等选项，这些功能对开发者来说非常有用，读者可以尝试使用这些菜单项或者记住它们对应的快捷键。
除此之外，Refactor菜单提供了一些重构代码的选项。所谓重构，是在不改变代码执行结果的前提下调整代码的结构，这也是资深程序员的一项重要技能。
还有一个值得一提的菜单是VCS（Version Control System，版本控制系统），该菜单提供了对代码版本管理的支持。
表1-2列出了一些Windows环境下PyCharm中常用的快捷键，通过设置窗口中的Keymap菜单也可以自定义快捷键，PyCharm本身针对不同的操作系统和使用习惯对快捷键进行了分组。
表1-2 PyCharm常用快捷键
1.3.3 Anaconda介绍
如果读者将Python用于数据处理或想要从事人工智能方面的工作，建议安装Python开发工具Anaconda。Anaconda是一个流行的Python数据科学包其中不仅包括了Python软件本身，内置了大量Python包和科学计算库，包括NumPy、Pandas、SciPy和Scikit-learn等常用工具，并且也包含了Jupyter Notebook、Spyder等常用Python IDE工具。在将Anaconda安装成功后，可以直接调用这些包或库，而不必在需要时再次安装。
读者可以登录官网（Https:\\www.anaconda.com）下载Anaconda，完成后一直单击Next按钮安装即可。