開始在 Windows 上使用適用於初學者的 Python

發行項
04/15/2024

下列是逐步指南，適用於有興趣使用 Windows 學習 Python 的初學者。

設定開發環境

對於初次使用 Python 的初學者，我們建議您從 Microsoft Store安裝 Python。透過 Microsoft Store 進行安裝會使用基本 Python3 解譯器，但會處理目前使用者的 PATH 設定 (避免需要系統管理員存取權)，而且還會提供自動更新。如果您是在教育環境中，或是組織中限制您電腦上權限或系統管理存取權的部門，則這項功能特別有用。

如果您是在 Windows 上使用 Python 進行 Web 開發，建議您針對開發環境採用不同的設定。建議您透過 Windows 子系統 Linux 版安裝和使用 Python，而不是直接安裝在 Windows 上。如需說明，請參閱：開始在 Windows 上使用 Python 進行 Web 開發。如果您想要將作業系統上的一般工作自動化，請參閱我們的指南：開始在 Windows 上使用 Python 進行指令碼處理和自動化。對於某些進階案例 (例如，需要存取/修改 Python 的安裝檔案、製作二進位檔的複本，或直接使用 Python DL)，您可能會想要考慮直接從 python.org 下載特定的 Python 版本，或考慮安裝替代項目，例如 Anaconda、Jython、PyPy、WinPython、IronPython 等。只有當您是資深 Python 程式設計人員，且有選擇替代實作的特定原因時，才建議這樣做。

安裝 Python

若要使用 Microsoft Store 安裝 Python：

移至 [開始] 功能表 (左下方的 Windows 圖示)，鍵入 "Microsoft Store"，選取連結以開啟市集。
市集開啟之後，從右上方功能表中選取 [搜尋]，然後輸入 "Python"。從 [應用程式] 底下的結果中，選取您想要使用的 Python 版本。除非您有理由不要使用最新版本 (例如，符合您計劃要處理的預先存在專案所使用的版本)，否則建議您使用最新版本。決定您要安裝的版本之後，請選取 Get。
當 Python 下載結束並完成安裝程序之後，請使用 [開始] 功能表 (左下方的 Windows 圖示) 開啟 Windows PowerShell。開啟 PowerShell 之後，請輸入 Python --version 以確認 Python3 已安裝在您的電腦上。
Python 的 Microsoft Store 安裝包括 pip (標準套件管理員)。 Pip 可讓您安裝和管理不屬於 Python 標準程式庫的其他套件。若要確認您也有可用來安裝和管理套件的 pip，請輸入 pip --version。

安裝 Visual Studio Code

藉由使用 VS Code 做為文字編輯器/整合式開發環境 (IDE)，您可以利用 IntelliSense (協助完成程式碼)、Linting (協助避免在程式碼中發生錯誤)、偵錯支援 (在執行程式碼之後，協助您在其中找出錯誤)、程式碼片段 (小型可重覆使用程式碼區塊的範本)，以及單元測試 (以不同類型的輸入來測試程式碼的介面)。

VS Code 也包含內建終端機，可讓您使用 Windows 命令提示字元、PowerShell 或您偏好的任何方式開啟 Python 命令列，以在程式碼編輯器與命令列之間建立順暢的工作流程。

若要安裝 VS Code，請下載 VS Code for Windows：https://code.visualstudio.com。
安裝 VS Code 後，您也必須安裝 Python 延伸模組。若要安裝 Python 延伸模組，您可以選取 VS Code Marketplace 連結或開啟 VS Code，然後在 [延伸模組] 功能表 (Ctrl+Shift+X) 中搜尋 Python。
Python 是一種解譯的語言，若要執行 Python 程式碼，您必須告訴 VS Code 使用哪個解譯器。建議您使用最新版本的 Python，除非您有特定原因，非選擇不同版本不可。安裝 Python 延伸模組後，請開啟 [命令選擇區] (Ctrl+Shift+P) 以選取 Python 3 解譯器，然後開始鍵入命令 Python：選取解譯器以進行搜尋，然後選取命令。您也可以使用底部狀態列上的 [選取 Python 環境] 選項 (如果有的話)，它可能已顯示選取的解譯器。此命令會呈現 VS Code 可以自動尋找的可用解譯器清單，包括虛擬環境。如果您未看到所需的解譯器，請參閱設定 Python 環境。
若要在 VS Code 中開啟終端機，請選取 [檢視]> [終端機]，或者使用快速鍵 Ctrl+` (使用倒單引號字元)。預設終端機為 PowerShell。
在 VS Code 終端機內，直接輸入下列命令來開啟 Python：python
輸入下列命令來試用 Python 解譯器：print("Hello World")。 Python 會傳回您的陳述式 "Hello World"。

安裝 Git (選用)

如果您計畫在 Python 程式碼上與其他人合作，或在開放原始碼網站 (如 GitHub) 上裝載您的專案，VS Code 支援使用 Git 進行版本控制。 VS Code 中的 [原始檔控制] 索引標籤會追蹤您所有的變更，並讓常用的 Git 命令 (add、commit、push、pull) 直接內建在 UI 中。您首先必須安裝 Git，才能強化 [原始檔控制] 面板。

從 git-scm 網站下載並安裝適用於 Windows 的 Git。
隨附的安裝精靈會詢問您有關 Git 安裝設定的一系列問題。建議您使用所有預設設定，除非您有特定原因，非變更某些設定不可。
如果您之前從未使用過 Git，GitHub 指南可以協助您開始使用。

適用於某些 Python 基本概念的 Hello World 教學課程

根據建立者 Guido van Rossum 所說，「Python 是一種「高階程式設計語言」，其核心設計原理在於程式碼可讀性和語法，可讓程式設計人員以幾行程式碼表達概念。」

Python 是一種解譯的語言。與編譯的語言相較之下，您撰寫的程式碼必須轉譯成機器碼，才能由電腦的處理器執行，而 Python 程式碼則直接傳遞至解譯器並直接執行。您只要鍵入程式碼並加以執行即可。讓我們來試試看！

在開啟 PowerShell 命令列後，輸入 python 以執行 Python 3 解譯器。 (有些指示會偏好使用命令 py 或 python3，這些命令應該也可以執行)。您會知道您已成功，因為有三個大於符號的 >>> 提示字元會顯示。
有數個內建方法可讓您修改 Python 中的字串。利用下列命令建立變數：variable = 'Hello World!'。按 Enter 鍵以換行。
利用下列命令列印您的變數：print(variable)。這會顯示 "Hello World!" 文字。
使用下列命令，找出字串變數的長度、使用的字元數：len(variable)。這會顯示已使用 12 個字元。 (請注意，在總長度中會將空格算成一個字元。)
將您的字串變數轉換成大寫字母：variable.upper()。現在將您的字串變數轉換成小寫字母：variable.lower()。
計算在字串變數中使用字母 "l" 的次數：variable.count("l")。
在字串變數中搜尋特定字元，讓我們使用下列命令尋找驚嘆號：variable.find("!")。這會顯示在字串的第 11 個位置字元中找到驚嘆號。
將驚嘆號取代為問號：variable.replace("!", "?")。
若要結束 Python，您可以輸入 exit()、quit()，或選取 Ctrl-Z。

PowerShell screenshot of this tutorial

希望您在使用某些 Python 的內建字串修改方法時感到有趣。現在，請嘗試使用 VS Code 建立 Python 程式檔案，並執行它。

使用 Python 搭配 VS Code 的 Hello World 教學課程

VS Code 團隊結合了絕佳的開始使用 Python 教學課程，逐步解說如何使用 Python 建立 Hello World 程式、執行程式檔案、設定和執行偵錯工具，以及安裝 matplotlib 和 numpy 之類的套件，以在虛擬環境內建立圖形化繪圖。

開啟 PowerShell 並建立名為 "hello" 的空資料夾、瀏覽至此資料夾，然後在 VS Code 中開啟它：
```
mkdir hello
cd hello
code .
```
開啟 VS Code 之後，會在左側 [總管] 視窗中顯示新的 hello 資料夾，請按 Ctrl+` (使用倒單引號字元) 或選取 [檢視]> [終端機]，在 VS Code 的底部面板中開啟命令列視窗。藉由在資料夾中啟動 VS Code，該資料夾就會變成您的「工作區」。 VS Code 會將該工作區特定的設定儲存在..vscode/settings.json 中，這些設定與全域儲存的使用者設定不同。
繼續進行 VS Code 文件中的教學課程：建立 Python Hello World 原始程式碼檔案。

使用 Pygame 建立簡單的遊戲

Pygame running a sample game

Pygame 是用於撰寫遊戲的熱門 Python 套件 - 鼓勵學生學習程式設計，同時建立一些有趣的東西。 Pygame 會在新視窗中顯示圖形，因此它不會在僅限命令列的 WSL 方法下使用。不過，如果您已依本教學課程所述，透過 Microsoft Store 安裝 Python，則它會正常執行。

安裝了 Python 之後，請輸入 python -m pip install -U pygame --user，從命令列 (或 VS Code 內的終端機)安裝 pygame。
執行範例遊戲來測試安裝：python -m pygame.examples.aliens
一切都很順利，遊戲將會開啟一個視窗。當您玩完遊戲時，請關閉視窗。

以下說明如何開始撰寫您自己的遊戲。

開啟 PowerShell (或 Windows 命令提示字元)，並建立名為 "bounce" 的空資料夾。瀏覽至此資料夾，並建立名為 "bounce.py" 的檔案。在 VS Code 中開啟資料夾：
```
mkdir bounce
cd bounce
new-item bounce.py
code .
```

使用 VS Code 輸入下列 Python 程式碼 (或複製並貼上)：

import sys, pygame

pygame.init()

size = width, height = 640, 480
dx = 1
dy = 1
x= 163
y = 120
black = (0,0,0)
white = (255,255,255)

screen = pygame.display.set_mode(size)

while 1:

    for event in pygame.event.get():
        if event.type == pygame.QUIT: sys.exit()

    x += dx
    y += dy

    if x < 0 or x > width:   
        dx = -dx

    if y < 0 or y > height:
        dy = -dy

    screen.fill(black)

    pygame.draw.circle(screen, white, (x,y), 8)

    pygame.display.flip()

將其另存為：bounce.py。
從 PowerShell 終端機，輸入下列命令來執行它：python bounce.py。

嘗試調整一些數字，看看它們對彈跳球有何影響。

在 pygame.org 深入閱讀如何使用 pygame 撰寫遊戲。

持續學習的資源

建議下列資源，以支援您繼續瞭解如何在 Windows 上進行 Python 開發。

Microsoft 開發人員部落格：Python：閱讀 Microsoft 中有關 Python 一切的最新更新。

學習 Python 的線上資源

Python 簡介：試用互動式 Microsoft Learn 平台，並獲得完成此模組的體驗點數，其中涵蓋如何撰寫基本 Python 程式碼、宣告變數，以及使用主控台輸入和輸出的基本概念。互動式沙箱環境讓此平台成為尚未設定 Python 開發環境的人員開始的絕佳位置。
在 LinkedIn.com 上學習 Python：Python 的基本簡介。
適用於初學者的 Python 教學課程：具有互動式 (可執行) 程式碼範例的完整免費 Python 教學課程，適用於完整初學者及有過先前體驗的初學者。
LearnPython.org 教學課程：開始學習 Python，而不需要安裝或設定任何項目，這些免費互動式 Python 教學課程都是 DataCamp 上人員提供的。
The Python.org 教學課程：非正式地向讀者介紹 Python 語言和系統的基本概念和功能。

在 VS Code 中使用 Python

在 VS Code中編輯 Python：深入瞭解如何利用 VS Code 的自動完成和 Python 的 IntelliSense 支援，包括如何自訂其行為...，或只是將其關閉。
Linting Python：Linting 是執行程式的過程，其會分析程式碼找出潛在錯誤。瞭解 VS Code 針對 Python 提供的各種不同形式的 linting 支援，以及如何進行設定。
偵錯 Python：偵錯是指從電腦程式識別及移除錯誤的過程。本文涵蓋如何使用 VS Code 初始化和設定 Python 的偵錯、如何設定和驗證中斷點、附加本機指令碼、針對不同的應用程式類型或在遠端電腦上執行偵錯，以及一些基本的疑難排解。
單元測試 Python：涵蓋部分背景，說明單元測試的意義、範例逐步解說、啟用測試架構、建立及執行測試、偵錯測試，以及測試設定。