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Python 程序设计 · 在线教材适用于 2026—2027 学年第一学期

第 1 章 · 零基础起步

认识 Python,写出第一个程序

本章从“程序为什么能运行”讲起。你将分清 Python、解释器、Spyder 与 .py 文件的关系,学会保存和运行源代码,并能独立排查最常见的语法错误。

预计阅读
45 分钟
上机实践
90 分钟
前置知识
无
本章产出
个人欢迎卡程序

学完本章,你应该能够

  • 用自己的话解释程序、源代码、解释器和开发工具的区别。
  • 在 Spyder 中新建、保存、运行一个 .py 文件。
  • 读懂简单的 print() 调用,并正确书写字符串和注释。
  • 根据错误类型、文件名和行号,定位常见的初学者错误。
  • 使用“输入—处理—输出(IPO)”描述一个简单问题。

1.1 Python 是什么

Python 是一种通用程序设计语言。人使用接近自然语言和数学表达的方式写下指令,计算机中的 Python 解释器再按照语法规则读取并执行这些指令。

学习 Python,不只是记住几个命令,而是在学习如何把一个问题拆成明确、可执行的步骤。语法是表达工具,解决问题才是目的。

为什么用 Python 入门

Python 的代码通常比较紧凑,阅读负担较低;它又拥有丰富的标准库和第三方生态,可用于自动化脚本、Web 服务、数据分析、人工智能、科学计算等场景。因此,我们可以先把注意力放在“程序怎样思考”,而不是被大量底层细节挡住。

定义:程序

程序是一组按照确定顺序组织、能够由计算机执行的指令。程序必须足够明确:计算机不会猜测作者“真正想说什么”。

Python 也不是万能的

语言的选择取决于任务。Python 强调开发效率和可读性,但在极端性能、底层硬件控制或特定平台原生开发中,C、C++、Rust、Swift 等语言可能更合适。课程选择 Python,是因为它特别适合建立程序设计基础,并不意味着所有问题都应当用 Python 解决。

本课程使用 Python 3

网络上仍能找到 Python 2 的旧资料。看到没有括号的 print "hello" 时要警惕:本课程统一使用 print("hello")。

1.2 一段程序是如何运行的

写在编辑器里的代码还只是文本。要得到结果,它需要经过“编辑—保存—解释执行—反馈”这条工作链。

①Spyder

编辑代码,发出运行命令

→
②.py 文件

保存 Python 源代码

→
③解释器

读取并执行代码

→
④控制台

显示结果或错误信息

名称它是什么在本课程中的作用
Python程序设计语言及其运行环境规定代码的写法和含义
CPython最常用的 Python 解释器实现实际执行我们的 Python 3 代码
Spyder集成开发环境(IDE)集中提供编辑、运行、控制台和调试工具
.py 文件保存源代码的纯文本文件让程序能够重复运行和继续修改
关键区别

Spyder 不是 Python,正如文字处理软件不是汉语。换用 VS Code、PyCharm 或命令行,Python 语法并不会改变。

1.3 准备学习环境

先确认电脑安装的是 Python 3。Windows 可在终端尝试 python --version;macOS 或 Linux 通常使用 python3 --version。如果显示的不是 3.x,或提示找不到命令,应检查解释器的安装和当前使用的环境。Spyder 或 VS Code 的窗口能打开,并不能单独证明 Python 解释器可用。

本课程机房统一使用 Spyder。第一次打开时,先认识两个核心区域:

  1. 编辑器(Editor):编写并保存完整程序,内容会存进 .py 文件。
  2. 控制台(Console):接收运行命令,显示输出、变量值或错误信息。

不同版本的菜单位置可能略有变化,但学习动作始终相同:新建文件、保存文件、运行文件、观察控制台。

第一次环境检查

  1. 1
    打开 Spyder

    确认编辑器和 IPython 控制台都可见。

  2. 2
    新建文件

    选择 File → New File。

  3. 3
    先保存

    建立个人课程文件夹,保存为 hello_python.py。

  4. 4
    再运行

    点击运行按钮或按 F5,观察控制台。

个人电脑使用 VS Code

如果你在个人电脑上使用 VS Code,需要分别准备 Python 3 解释器、VS Code 和微软发布的 Python 扩展。VS Code 负责编辑,扩展帮助它识别与运行 Python 文件,真正执行代码的仍是 Python 解释器;只安装 VS Code 并不等于安装了 Python。

  1. 安装 Python 3,并确认电脑可以找到 Python 解释器。
  2. 安装 VS Code,在扩展市场安装 Microsoft 的 Python 扩展。
  3. 打开个人课程文件夹,新建并保存 hello_python.py。
  4. 选择已安装的 Python 3 解释器,再使用“运行 Python 文件”运行,观察终端输出。

这一流程与 Spyder 的“编辑—保存—解释执行—观察结果”相同。需要图文安装步骤时,可参考 菜鸟教程的 Python 3 VS Code 配置页;具体按钮会随软件版本变化,请以当前界面为准。

文件名建议

使用有意义的英文小写名称,单词之间用下划线连接,如 club_welcome.py。不要把文件命名为 python.py、string.py 等可能与模块重名的名称。

1.4 两种运行方式

初学时经常会同时接触交互模式和文件模式。它们都由解释器执行代码,但适合的任务不同。

交互模式

>>>

输入一行,立即执行一行。适合快速试验表达式、验证一个小想法。

  • 反馈快
  • 不适合保存较长程序
  • >>> 是提示符,不是代码

文件模式

hello_python.py

先把多行代码保存到文件,再一次执行整个文件。课程作业使用这种方式。

  • 可以保存和反复修改
  • 适合完整程序
  • 提交时交付 .py 文件
IPython Console · 交互模式
>>> 2 + 3
5
>>> print("你好")
你好

上例中的 >>> 和结果 5 不应复制进源文件。真正的代码只有 2 + 3 和 print("你好")。

也可以从命令行运行文件

把 hello_python.py 保存到课程文件夹,在终端切换到该文件夹后,Windows 通常输入 python hello_python.py,macOS 或 Linux 通常输入 python3 hello_python.py。这里是在终端运行文件,不能先进入 >>> 交互提示符再输入整条命令。运行前后都要核对文件路径,避免执行了另一个同名文件。

1.5 第一个 Python 程序

在编辑器中输入下面一行。不要复制控制台提示符,也不要在行首添加无意义的空格。

hello_python.py
print("Hello, Python!")
运行结果
Hello, Python!

运行时,解释器读取函数名 print,看到后面的圆括号,便知道要调用这个函数;括号中的字符串是交给函数的数据。于是,字符串内容被显示到控制台。

修改—运行—观察

把文本改成自己的名字,保存后再次运行。随后再加一行,观察两次函数调用如何产生两行输出。

my_first_program.py
print("我是陈晨")
print("这是我的第一个 Python 程序")
运行结果
我是陈晨
这是我的第一个 Python 程序
为什么修改后结果没有变化?

先依次检查:是否修改了当前运行的文件?是否已经保存?是否重新运行?控制台中显示的文件路径是否正确?

1.6 认识 print()

print() 是 Python 的内置函数,用于把信息输出到屏幕。它的基本写法是:

print(要输出的内容)

输出一个字符串

print_text.py
print("欢迎来到 Python 课堂")
运行结果
欢迎来到 Python 课堂

连续输出多行

three_lines.py
print("第一行")
print("第二行")
print("第三行")
运行结果
第一行
第二行
第三行

输出空行

没有参数的 print() 仍然会输出一个换行,因此可以在两段文字之间留出空行。

blank_line.py
print("社团招新")
print()
print("欢迎报名")
运行结果
社团招新

欢迎报名

一次输出多项内容

多个内容可以用英文逗号分隔,print() 默认会在它们之间加入一个空格。

multiple_items.py
print("Python", "程序设计", 2026)
运行结果
Python 程序设计 2026
表达式与输出不是一回事

在交互模式中输入 100 + 200 会直接看到结果;在文件中只写 100 + 200 通常不会显示任何内容。若希望用户看见结果,应写成 print(100 + 200)。

1.7 字符串与注释

字符串:被引号包围的文本

字符串用于表示文本。Python 可以使用英文单引号或英文双引号,但同一个字符串的左右引号必须匹配。

写法是否正确说明
"摄影社"正确英文双引号成对
'摄影社'正确英文单引号成对
"摄影社'错误左右引号不匹配
“摄影社”错误使用了中文弯引号

注释:写给阅读者的说明

井号 # 后面的内容是单行注释,解释器不会把它当作要执行的指令。好的注释说明“为什么这样做”或记录必要背景,而不是机械重复代码。

comments.py
# 输出课程欢迎语
print("欢迎学习 Python")  # 这一行会执行
# print("这一行不会执行")
运行结果
欢迎学习 Python
代码符号统一使用英文半角

括号、引号、逗号和井号都应在英文输入法下输入。中文标点看起来相似,但 Python 会把它们视为不同字符。

1.8 读懂第一次报错

错误信息不是惩罚,而是解释器提供的诊断报告。读报错时不要从第一行开始慌张,先抓住三个位置:文件名、行号、最后一行的错误类型和说明。

File "club.py", line 1
  print(“欢迎加入摄影社”)
        ^
SyntaxError: invalid character '“' (U+201C)
  1. club.py出错的文件
  2. line 1重点检查第 1 行
  3. ^解释器怀疑的位置
  4. SyntaxError代码不符合语法规则

本章最常见的四类问题

现象可能原因检查方法
SyntaxError中文标点、漏引号、漏括号查看行号,并检查成对符号
NameError把 print 写成 Print核对拼写与大小写
找不到文件保存位置或运行路径不对确认当前文件的完整路径
结果没有变化没有保存或没有重新运行保存,再确认运行的是当前文件
固定排错顺序读最后一行→找文件和行号→检查该行及上一行→一次只改一个地方→重新运行

1.9 用 IPO 描述问题

开始写代码前,先说明程序接收什么、怎样处理、产生什么。这个模型简称 IPO:Input、Process、Output。

IInput · 输入

程序获得的原始信息

例如:社团名称、活动时间
→
PProcess · 处理

程序执行的规则或步骤

例如:组织版式、判断名额
→
OOutput · 输出

程序交付给用户的结果

例如:一张招新欢迎卡

本章还没有学习 input() 和变量,所以先把信息直接写在字符串中。下一章再让程序真正接收用户输入。知识按章节逐步增加,但“先想 IPO、再写代码”的习惯从现在开始建立。

1.10 练习与个人任务

基础练习

  1. 概念辨析

    用一句话分别说明 Python、CPython、Spyder 和 .py 文件是什么。

    查看参考思路

    从“语言规则、执行者、工作工具、代码载体”四个角度区分,不要把它们都称为软件。

  2. 预测输出

    不运行代码,写出 print("A"); print(); print("B") 的显示结果。

    查看答案
    A
    
    B
  3. 修复错误

    找出并修复 Print(“Hello, Python!") 中的所有问题。

    查看答案

    函数名大小写错误,左引号是中文符号。正确写法:print("Hello, Python!")。

  4. 解释现象

    为什么在文件中只写 100 + 200,运行后控制台没有显示 300?

    查看答案

    文件模式会计算表达式,但不会自动把普通表达式的值显示给用户;需要显式调用 print(100 + 200)。

M0 · 个人里程碑

制作“社团招新欢迎卡”

每位学生独立完成一个 Python 文件,用多次 print() 输出社团名称、宣传语、活动时间、地点和联系方式。内容可以虚构,但作品必须由本人独立编写与运行。

club_welcome.py · 示例骨架
# M0:个人社团招新欢迎卡
print("=" * 30)
print("光影摄影社")
print("用镜头记录校园的故事")
print()
print("时间:本周五 18:30")
print("地点:学生活动中心 203")
print("联系方式:PhotoClub2026")
print("=" * 30)

提交要求

  • 文件名:学号_姓名_club_welcome.py
  • 至少包含 6 次有效的 print() 调用
  • 至少包含 1 行有意义的注释
  • 使用英文标点,保存后能够独立运行
  • 提交 .py 文件和运行结果截图
下载起始文件

章末检查

  • 我能分清编辑器中的代码与控制台中的结果。
  • 我能独立新建、保存和重新运行 .py 文件。
  • 我知道字符串的引号为什么必须匹配。
  • 遇到错误时,我会先读错误类型、文件名和行号。
  • 我能用 IPO 描述欢迎卡程序,即使本章暂时只有输出。

延伸阅读:菜鸟教程 Python 3 教程的环境、解释器与第一个程序部分;廖雪峰《Python教程》在线 PDF的入门部分。课堂操作以本课程使用的 Python 3 和 Spyder 为准。