1.1 Python语言

从程序设计语言的发展过程来分，计算机程序设计语言可分为：机器语言、汇编语言和高级语言。Python是面向对象编程语言（Object-Oriented Programming )，其语法优雅，具有高效率的数据结构。自从20世纪初Python诞生以来，它被越来越多地应用于信息处理、图像处理、Web网站开发、人工智能等方面。

1.1.1 Python的发展

Python语言诞生于20世纪90年代初，由荷兰人吉多·范罗萨姆（Guido van Rossum）发明。Python具有丰富和强大的库，又被称为胶水语言。它能够把其他语言制作的各种模块（尤其是C/C++）轻松地结合在一起。由于Python语言简洁、易读、高效且具有可扩展性，许多的国内外高校将其列为程序设计课程。同时许多的软件包提供了Python的调用接口，以扩展Python的功能。

2017年5月TIOBE公布了编程语言指数排行榜，得益于人工智能方面的发展，Python首次超越C#跃居第四。作为人工智能的主要编程语言，从2016年开始，Python的使用比例不断提升。

1.1.2 Python的特点

Python的设计秉承“优雅”“明确”“简单”的理念，具有以下特点。

1．语法简单

Python语言最大的特点就是简单，容易学习。Python语法简单，容易上手，同时它也非常适用于非专业人员的入门学习。

2．面向对象

Python支持面向过程的编程和面向对象的编程，完全支持继承、重载、派生、多继承，有益于增强源代码的复用性。

3．可移植

Python具有源代码开放的特性，Python程序都可以不加修改地运行在其他的平台上。例如Linux、Windows、VMS、Solaris等平台。

4．解释性

Python编写的程序不需要编译成二进制代码，可直接从源文件运行程序。Python解释器把源代码转换成字节码的中间形式，然后再把它翻译成计算机使用的机器语言并运行，这使得Python的使用更加简单，也更易于移植。

5．可扩展性和可嵌入性

Python提供了支持C/C++接口，可以方便地使用C/C++来扩展Python。Python提供了API，通过使用API函数就可以编写Python扩展。

1.1.3 Python的应用领域

随着Python语言的盛行，它使用的领域越来越广泛，例如：网站和游戏开发、机器人控制、航天飞机控制等。Python主要有以下一些应用领域。

1．系统编程

Python提供应用程序编程接口（Application Programming Interface, API），能够进行系统的维护和开发。

2．图形处理

Python内置了Tkinter（Python默认的图形界面接口）和标准面向对象接口Tk GUI API，可以进行程序GUI设计。同时有PIL等图形库支持，使其能够方便地进行图形处理。

3．数据库编程

Python语言提供了对目前主流的数据库系统的支持，例如Microsoft SQL Server、Oracle、Sybase、DB2、MySQL、SQLite等数据库。在编程的过程中，通过Python DB-API（数据库应用程序编程接口）规范与数据库进行通信。另外，Python自带有一个Gadfly模块，提供了一个完整的SQL环境。

4．Internet支持

Python提供了标准的Internet模块，使Python能够轻松实现网络编程，例如，通过套接字（Socket）进行网络通信。此外，Python支持许多Web开发工具包，使得Python能够快速构建功能完善和高质量的网站。

1.1.4 Python的版本及安装

Python是一门跨平台的语言，能够兼容不同的平台。考虑到Windows系统的使用者较多，因此，本书内容是基于Windows平台下的操作。

Python的版本主要有2.0系列和3.0系列，不同的版本的语法结构有所不同。目前，2.0系列的最新版本是Python 2.7.14,3.0系列的最新版本是3.6.3。本书中使用的是Python 3.4.1版本。

1．Python的安装

Python是开源的、免费的。打开Python的官方网站选择相应的版本（python-3.4.1.msi）下载即可。安装过程如下。

（1）双击运行下载后的程序，显示图1-1所示的对话框。单击“运行”按钮，显示图1-2所示的对话框。

（2）在图1-2中使用默认设置，单击“Next”按钮，打开图1-3所示的对话框。

（3）在图1-3中使用默认设置（可修改），单击“Next”按钮，显示图1-4所示的对话框。

（4）在图1-4中单击“Next”按钮开始安装，安装进度如图1-5所示。

（5）安装进度如图1-5所示，完成后如图1-6所示。

（6）在图1-6中单击“Finish”按钮，完成安装。

2．环境变量的配置

打开系统属性窗体，显示图1-7所示的对话框。单击“高级系统设置”选项，显示图1-8所示的对话框。

（1）在图1-8中单击“高级”→“环境变量”按钮，弹出图1-9所示的对话框。

（2）在图1-9中，在系统变量双击Path变量，弹出图1-10所示的对话框。

（3）在图1-10中修改Path的变量值，即在变量值的字符串末尾加上一个分号，然后再输入Python的安装路径，如图1-11所示。

（4）在图1-11中，单击“确定”按钮，完成环境变量的配置。

3．运行

环境变量配置完成后，打开命令行，输入“python”后回车，结果如图1-12所示，则配置成功。