來源： ApacheCN『USF MSDS501 計算數據科學中文講義』翻譯項目

原文：A first taste of Python tools

譯者：飛龍

協議：CC BY-NC-SA 4.0

加載命令行應用

啟動 Terminal.app （Mac）或任何 bash 終端 ， shell ，它是 UNIX 風格的 命令行提示符 程序。你應該看到一個閃爍的光標和一個 $ 提示符：

          
            $ 
          
        

上面的 $ 符號只是提示，終端正在等待您輸入內容。執行命令后，您將再次看到 $ 提示符。

命令行是一個非常低級的接口，用于與計算機的操作系統進行通信。您可以將終端視為診斷計算機，機械師可以將其插入汽車中，來獲取控制權。儀表板類似于我們大多數時候使用的窗口圖形界面。成為一名程序員就像成為一名機械師；有時你需要更強大但更復雜的工具來操作機器。

你應該或多或少總是運行一個命令行 shell，以防你需要做一些低級別的事情。機械師在他或她開始工作時所做的第一件事，就是連接診斷計算機。你也應該這樣。

命令行實際上是一個完整的編程語言，包含循環和所有內容，但大多數時候我們只是執行命令。命令具有參數，就像編程語言中的函數調用具有參數一樣。以下是如何在命令行打招呼：

          
            $ echo "hello"
hello
$ 
          
        

通過按返回鍵終止命令。

echo 命令類似于 Python 代碼中的 print 命令。

執行該命令后，提示符將返回，指示您可以鍵入另一個命令。

我們可以做很多事情; 這是另一個：

          
            $ date
Wed Jul 12 14:18:51 PDT 2017
          
        

我們可以將一個參數傳遞給命令（類似 Python 中的函數調用）：

          
            $ date "+%Y-%m-%d"
2018-07-08
          
        

這是一個很酷的例子，來自命令行的循環檢查所有 .md 文件（你不需要在實驗中運行這個文件；我只是在這里展示）：

          
            $ for f in *.md; do echo $f; done
aws.md
bash-intro.md
combinations.md
complexity.md
computation.md
data-in-memory.md
data.md
files.md
git.md
operations.md
planning.md
programming.md
reading-code.md
sqrt.md
          
        

環境健全性檢查

在命令行中，鍵入以下命令以驗證您是否可以訪問 python3 ：

          
            $ which python3
/Users/parrt/anaconda3/bin/python3
          
        

或者，更好的是，確保默認的 Python 是版本 3：

          
            $ which python
/Users/parrt/anaconda3/bin/python
          
        

Python 程序應該在 Anaconda bin （二進制）目錄中，該目錄包含所有二進制可執行文件。如果你沒有在 which 命令的輸出中看到 anaconda，你需要查看 Anaconda 的文檔，并找出你沒有運行適當的 Python 的原因。（很可能你的 PATH 環境變量有問題。）現在可以使用任何 3.X 版本的 Python 運行了。

接下來，運行該程序并確保您有最新版本如 3.6.5：

          
            $ python
Python 3.6.5 | packaged by conda-forge | (default, Mar 30 2018, 00:00:55) 
[GCC 4.2.1 Compatible Apple LLVM 6.1.0 (clang-602.0.53)] on darwin
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> 
          
        

接下來嘗試導入一個庫：

          
            $ python
Python 3.6.5 | packaged by conda-forge | (default, Mar 30 2018, 00:00:55) 
[GCC 4.2.1 Compatible Apple LLVM 6.1.0 (clang-602.0.53)] on darwin
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> import pandas as pd
>>> 
          
        

你不應該得到錯誤。

另請參閱我的書機器學習機制中的計算機環境健全性檢查。

交互式 Python

現在讓我們跳轉到交互式 Python shell。簡單來說，它與控制計算機的 bash 命令行 shell 相同。兩者都是編程語言；他們只是有不同的專長。當我們從 bash shell 跳到 Python 的 shell 時，它就像是從法國跳到德國邊境。我們不得不停止說法語并開始講德語。（或者，如果你是美國人，請繼續說英語，因為我們很懶，不懂任何外語。哈哈）當你退出 Python 解釋器時，你會回到 bash 世界，就像你從德國到法國。

要進入 Python 世界，請從 bash $ 提示符輸入 python ，就像我們在上一節中所做的那樣。您應該看到它正在使用 Anaconda 版本。 如果沒有，這意味著您正在使用系統上的默認 Python。

現在，從 Python 提示符 >>> （我們不再使用 bash ），鍵入 500 + 1 后跟換行符。你應該看到這樣的東西：

          
            $ python
Python 3.6.5 |Anaconda, Inc.| (default, Apr 26 2018, 08:42:37) 
[GCC 4.2.1 Compatible Clang 4.0.1 (tags/RELEASE_401/final)] on darwin
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> 500+1
501
>>> 
          
        

Python 已經求值了表達式并將結果打印回屏幕。好像我們使用了 print 函數調用，這給了我們相同的結果：

          
            >>> print(500+1)
501
          
        

Python 交互式 shell 立即打印表達式值，但在將程序作為腳本運行時（即不是交互式）則不是這種情況。

要退出交互式 shell 并返回命令行（終端程序），請鍵入 quit() （或 ctrl-D ）并按下回車：

          
            >>> quit()
$ 
          
        

$ 提示符表示您回到了 bash 命令行。 您不能再鍵入 python 代碼。

腳本化 Python

訪問磁盤上合適的目錄（文件夾），或創建一個，例如 /Users/YOURID/msan501/inclass 。（ 不要在任何目錄或文件名中使用空格......永遠不要！ ）現在在該目錄中創建一個名為 hello.py 的**文本文件，其中只包含一行：

          
            500+1
          
        

使用您選擇的編輯器，雖然 nano 是一個很好的編輯器，因為當我們進行云計算時，您將能夠在遠程服務器上使用它。 Sublime 和 TextEdit.app 也有效。

這個“代碼”正是您在交互式 Python shell 中首先輸入的內容。 將文件保存在 inclass 目錄或任何調用目錄中。

一旦使用編輯器將 Python 文件寫入磁盤，您應該能夠使用命令行中的 cd （更改目錄）跳轉到該目錄：

          
            $ cd /Users/YOURID/msan501/inclass
          
        

使用 ls 獲取目錄列表：

          
            $ ls
hello.py
          
        

通過在命令行鍵入以下內容，驗證是否已正確創建 Python 腳本：

          
            $ cat hello.py
500+1
$ 
          
        

以下是最常見錯誤的解決方案：

1. 不要將 .txt 放在文件名的末尾；它必須是 .py
2. 不要使用 MS Word 或任何其他文字處理器；你認為它是文本，但事實并非如此。有很多文本編輯器，包括 Mac 的 TextEdit.app 。只需確保保存為純文本而不是“富文本”。還有很多文本編輯器，如 Sublime 和 TextMate。（如果你真的很硬核，你將學習 vi 或 emacs ，你會看到我在課堂上使用它。）你也可以在命令行中使用 nano ，直接在命令行窗口中進行編輯。

現在，我們將運行該程序/腳本：

          
            $ python hello.py
$ 
          
        

我們沒有任何輸出。這是一個至關重要的區別。交互式 Python shell 會立即打印表達式值，因為它是交互式的。當您從命令行運行文件時，它假定您希望像腳本一樣，以批處理模式執行代碼。這就是為什么我們沒有 print 語句就得不到任何輸出。

現在編輯該文件并將其更改為：

          
            print(500+1)
          
        

保存文件并重新運行。 現在您應該看到：

          
            $ python hello.py 
501
$ 
          
        

Jupyter 筆記本（通過 Jupyter Lab）

現在，除了使用基于 Jupyter Lab 瀏覽器的環境之外，我們將做同樣的事情。 （請參閱正在編寫的 ML 書中的您的機器學習開發環境來了解更多信息。）

從命令行啟動 Jupyter：

          
            $ jupyter lab
I 11:27:00.606 LabApp] [jupyter_nbextensions_configurator] enabled 0.2.8
[I 11:27:00.613 LabApp] JupyterLab beta preview extension loaded from /Users/parrt/anaconda3/lib/python3.6/site-packages/jupyterlab
[I 11:27:00.613 LabApp] JupyterLab application directory is /Users/parrt/anaconda3/share/jupyter/lab
[W 11:27:00.616 LabApp] JupyterLab server extension not enabled, manually loading...
...
          
        

這將啟動一個程序，在您的瀏覽器中啟動一個選項卡：

單擊 Notebook 類別下的 Python 3 圖標，可為您創建一個新的筆記本窗口：

在 In [] 旁邊的第一個單元格中鍵入 500 + 1 。您應該看到在它下面的 Out 部分生成的輸出 501。按 control-enter ，或工具欄中的右三角形來執行該單元格。

這是一個交互式環境，所以你可以返回去編輯 500 + 1 ，比如說 print(500 + 1) 。 這樣做，然后再次點擊 control-enter 來運行。 你應該得到相同的輸出。

您應該能夠非常快速地測試 Python 小程序或代碼段。重復這些過程，直到它們成為第二本能。