在本章中，我们将学习如何开始使用 Python。我们还将了解Python如何帮助人工智能。

为什么选择 Python 用于 AI

人工智能被认为是未来的趋势技术。目前已有不少应用在该平台上进行。因此，许多公司和研究人员开始关注它。但这里引出的主要问题是，这些人工智能应用可以用哪种编程语言开发？有多种编程语言，如Lisp、Prolog、C++、Java和Python，可用于开发人工智能应用。其中，Python 编程语言获得了极大流行，原因如下 -

语法简单，编码更少

Python 的编码量较少，语法简单，其他编程语言则更适合开发 AI 应用。由于这个功能，测试更容易，我们也能更多地专注于编程。

人工智能项目内置库

使用 Python 进行 AI 的一个主要优势是它内置了库。Python几乎有适用于各种AI项目的库。例如，NumPy、SciPy、matplotlib、nltk、SimpleAI 是 Python 中一些重要的内置库。

• 开源 − Python 是一种开源编程语言。这使得它在社区中广受欢迎。

• 可用于广泛的编程——Python 可用于广泛的编程任务，如小型 shell 脚本到企业级 Web 应用。这也是 Python 适合 AI 项目的另一个原因。

Python 的功能

Python 是一种高级的、可解释的、交互式的面向对象脚本语言。Python 设计上高度易读。它经常使用英语关键词，而其他语言则使用标点符号，且语法结构比其他语言少。Python 的功能包括以下 −

• 易学 − Python 关键词少，结构简单，语法清晰。这使学生能够快速掌握语言。

• 易读性——Python代码定义更清晰，眼睛也能看到。

• 易于维护——Python 的源代码相当容易维护。

• 一个广泛的标准库——Python 的大部分库非常可移植，并且兼容 UNIX、Windows 和 Macintosh。

• 交互模式 − Python 支持交互模式，允许对代码片段进行交互式测试和调试。

• 可移植 − Python 可以在各种硬件平台上运行，并且所有平台上的界面都相同。

• 可扩展 − 我们可以向 Python 解释器添加底层模块。这些模块使程序员能够添加或定制工具以提高效率。

• 数据库 − Python 提供所有主要商业数据库的接口。

• 图形界面编程 − Python 支持可以创建并移植到多种系统调用、库和 Windows 系统中的图形界面应用程序，如 Windows MFC、Macintosh 以及 Unix 的 X Window 系统。

• 可扩展性 − Python 比壳层脚本提供了更好的结构和对大型程序的支持。

Python 的重要特性

现在让我们考虑 Python − 的以下重要特征

• 它支持函数式编程和结构化编程方法以及面向对象编程（OOP）。

• 它可以用作脚本语言，也可以编译成字节码以构建大型应用程序。

• 它提供非常高级的动态数据类型，并支持动态类型检查。

• 它支持自动垃圾回收。

• 它可以轻松集成 C、C++、COM、ActiveX、CORBA 和 Java。

安装 Python

Python 分发版支持大量平台。你需要只下载适合你平台的二进制代码并安装Python。

如果你平台的二进制代码不可用，你需要用C编译器手动编译源代码。编译源代码在安装所需的功能选择上提供了更多灵活性。

以下是在各平台上安装Python的简要概述——

Unix 和 Linux 安装

按照以下步骤在Unix/Linux机器上安装Python。

• 打开浏览器进入 https://www.python.org/downloads

• 点击链接下载适用于Unix/Linux的压缩源代码。

• 下载并解压文件。

• 如果你想自定义一些选项，可以编辑模块/设置文件。

• 运行 ./configure 脚本

• 制造

• 进行安装

这会在标准位置 /usr/local/bin 安装 Python，并在 /usr/local/lib/pythonXX 安装其库，XX 是 Python 版本。

Windows 安装

按照以下步骤在Windows机器上安装Python。

• 打开浏览器进入 https://www.python.org/downloads

• 点击链接打开Windows安装程序python-XYZ.msi文件，其中XYZ是你需要安装的版本。

• 要使用该安装程序 python-XYZ.msi，Windows 系统必须支持 Microsoft 安装程序 2.0。把安装程序文件保存到本地机器，然后运行看看你的机器是否支持 MSI。

• 运行下载的文件。这会引出Python安装向导，非常容易使用。接受默认设置，等安装完成再说。

Macintosh 安装

如果你用的是 Mac OS X，建议用 Homebrew 安装 Python 3。它是Mac OS X的一个很棒的包安装程序，而且非常容易上手。如果你没有 Homebrew，可以用以下命令安装 −

$ ruby -e "$(curl -fsSL
https://raw.githubusercontent.com/Homebrew/install/master/install)"

我们可以用以下命令 − 更新包管理器

$ brew update

现在执行以下命令，在你的系统上安装 Python3 −

$ brew install python3

建立PATH

程序和其他可执行文件可以存在于多个目录中，因此作系统提供一条搜索路径，列出作系统搜索可执行文件的目录。

路径存储在环境变量中，环境变量是由作系统维护的命名字符串。该变量包含命令壳和其他程序可用的信息。

在 Unix 中，path 变量称为 PATH，Windows 中称为 Path（Unix 区分大小写;Windows则不是）。

在 Mac OS 中，安装程序负责路径细节。要从任何特定目录调用 Python 解释器，必须将该 Python 目录添加到路径中。

Unix/Linux 的路径设定

在 Unix 中为特定会话添加 Python 目录 −

• 在 csh 壳体中

  输入 setenv PATH “$PATH：/usr/local/bin/python”，然后按回车键。

• 在 bash shell（Linux）

  输入 export ATH = “$PATH：/usr/local/bin/python”，然后按回车。

• 在 sh 或 ksh 壳体中

  输入 PATH = “$PATH：/usr/local/bin/python”，然后按回车。

注意 − /usr/local/bin/python 是 Python 目录的路径。

Windows 上的设置路径

在 Windows 中为特定会话添加 Python 目录 −

• 在命令提示符中 − 类型路径 %path%;C：\Python，然后按回车。

注 − C：\Python 是 Python 目录的路径。

运行Python

现在让我们看看运行Python的不同方式。以下描述方式如下 −

交互式解释器

我们可以从 Unix、DOS 或其他任何提供命令行解释器或 shell 窗口的系统启动 Python。

• 命令行输入 python。

• 立即在交互式解释器中开始编码。

$python # Unix/Linux

或

python% # Unix/Linux

或

C:> python # Windows/DOS

以下是所有可用的命令行选项列表——

S.No。	选项与描述
1	-d 它提供调试输出。
2	-哦 它生成优化的字节码（产生.pyo文件）。
3	-S 启动时不要运行导入网站来查找 Python 路径。
4	-v 冗长输出（对导入语句的详细追踪）。
5	-x 禁用基于类的内置异常（只需使用字符串）;从1.6版本开始就已过时。
6	-c cmd 运行以命令字符串形式发送的 Python 脚本。
7	档案 从给定的文件里运行Python脚本。

命令行脚本

Python 脚本可以通过调用应用程序中的解释器在命令行执行，如下所示 −

$python script.py # Unix/Linux

或者，

python% script.py # Unix/Linux

或者，

C:> python script.py # Windows/DOS

注意 − 确保文件权限模式允许执行。

集成开发环境

如果你的系统里有支持 Python 的图形用户界面（GUI）应用，你也可以在图形用户界面（GUI）环境中运行 Python。

• Unix − IDLE 是首个针对 Python 的 Unix 集成开发环境。

• Windows − PythonWin 是第一个 Windows Python 接口，是一个带有图形界面的集成开发环境（IDE）。

• Macintosh − Macintosh 版本的 Python 以及 IDLE IDE 可从主网站下载，可下载为 MacBinary 或 BinHex 文件。

如果你无法正确设置环境，可以寻求系统管理员的帮助。确保Python环境设置得当且运行良好。

我们也可以使用另一个叫Anaconda的Python平台。它包含数百个流行的数据科学软件包，以及适用于Windows、Linux和MacOS的conda软件包和虚拟环境管理器。你可以根据你的作系统从链接 https://www.anaconda.com/download/ 下载。

本次教程使用微软Windows上的Python 3.6.3版本。