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实验1解释器与开发环境

1.实验目的

（1）掌握解释器安装、交互模式与脚本模式运行程序。

（2）熟悉python文件系统。

（3）熟悉解释器执行代码原理、解释器命名空间和常用内置函数使用。

（4）熟悉标准模块的导入使用和第三方模块的安装与使用。

（5）掌握常用集成开发环境使用。

2.实验任务

（1）Python官网下载并安装解释器。

（2）画出本机安装的python文件系统目录结构图。

（3）分别用解释器和IDLE交互模式与脚本模式运行程序，输出“Hello,World!”。

（4）执行常用内置函数命令。

（5）标准模块（os、sys、time、calendar、math、random）基础编程。

（6）第三方模块(numpy)基础编程。

（7）选择安装一种集成开发环境Anaconda、Pycharm、VisualStudioCode。

（8）选择一种Web开发环境执行print(“Hello,web”)语句。

3.背景知识

（1）Python系统

Python官方网址是，进入官网，选择Downloads下载python的必威体育精装版版和各个历史版本开发环境；选择Documentation下载Python的文档、教程和指南等。根据自己所用计算机环境选择下载版本。

安装到计算机的python文件系统如图1.1所示。Lib目录下有第三方库的安装目录site-packages和标准库。Python.exe解释器文件在主目录下，pip.exe等其他文件在Scripts目录下。

图1.1Python文件系统

python安装成功后，进入Windows10操作系统开始菜单，单击Python3.11文件夹图标，文件夹里面可以看到四个文件，第一个IDLE(Python3.1164-bit)是python集成开发环境，第二个Python3.11(64-bit)是python交互模式执行文件，第三个Python3.11Manuals(64-bit)是python使用手册，第四个Python3.11ModuleDocs(64-bit)是python模块文档。Python的执行有两种方式，一种是交互模式（interactivemode）执行，另一种是以python文件方式执行。

执行交互模式文件，解释器主提示符后输入python的输出字符串语句“print(‘Hello，Python！’)”。执行后输出字符串“Hello，Python!”。python默认编码是utf-8编码，可以直接输出汉字，比如语句“print(‘你好！Python!’)”,执行后输出“你好，Python!”。

python文件执行模式，首先用文档编辑器编辑python源程序，简单程序可以用记事本编辑，把编写的程序以文件名存储到硬盘上。在操作系统的命令行（windows是CMD命令行）找到python源文件所在文件夹，然后输入python文件名.py，回车后解释器执行python文件输出结果.

Python解释器也是一个程序，它解释执行Python代码。解释器由一个编译器和一个虚拟机（PythonVirtualMachine，PVM）构成，编译器负责将源代码转换成字节码文件，而虚拟机负责执行字节码。所以，解释型语言也有编译过程，只不过这个编译过程并不是直接生成目标代码，而是中间代码（字节码），然后再通过虚拟机来逐行解释执行字节码。Python源程序执行过程如下：

①执行pythonXX.py后，将会启动Python的解释器;

②python解释器的编译器会将.py源文件编译成字节码,生成PyCodeObject字节码对象存放在内存中;

③python解释器的虚拟机将执行内存中的字节码对象转化为机器语言，虚拟机与操作系统交互，使机器语言在机器硬件上运行;

④运行结束后python解释器则将PyCodeObject写回到pyc文件中,当

python程序第二次运行时，首先程序会在硬盘中寻找pyc文件，如果找到，则直接载入，否则就重复上面的过程.

解释器命名空间是相应变量的作用范围，包括内置命名空间、局部命名空间和全局命名空间。

内置命名空间(Builtin-Namesapce）是python解释器启动时自动导入内建模块builtins时创建的，包含的对象是内置常量、内置函数、内置异常类等。内置命名空间的对象在整个应用程序中都可以使用。d