环境与第一个程序

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本章学习目标

区分终端、解释器和脚本
使用虚拟环境确认实际运行版本
运行带断言的分析脚本并解释输出

前置知识：无需前置章节

一、从命令到结果的完整链条

Python 程序是文本文件，解释器读取并执行其中的语句。终端负责接收操作系统命令，解释器负责执行 Python 语言，编辑器负责修改文件，这三种角色要分清。终端中的 python hello.py 是启动程序的命令；解释器里的 print(1+2) 是 Python 表达式；脚本文件不应包含终端提示符或网页中的代码围栏。看到 >>> 通常说明已进入交互解释器，此时输入安装命令会产生语法错误。

学习时先做一个可复现的闭环：保存文件，确认文件路径，在终端调用指定解释器，读输出，修改一个输入，再运行。网页里的代码只是示例展示，复制按钮不会替你执行脚本。配套 examples 目录中的同名脚本可以直接运行；输出位置由脚本路径决定，避免当前终端目录不同导致文件被写到意外位置。程序结束返回零通常表示没有未处理异常，但并不保证业务逻辑正确，还需要检查结果。

二、版本与虚拟环境解决什么问题

一台机器可以安装多个 Python，且每个环境有独立的第三方包。单独输入 pip 时，安装目标可能与 python 不是同一个环境，所以课程运行说明使用 python -m pip。Windows 创建环境的常见命令是 py -3.13 -m venv .venv，之后可直接使用 .venv\Scripts\python.exe；无需依赖激活是否成功。Linux 中解释器通常位于 .venv/bin/python。课程以实际锁定依赖为准，不能凭电脑里已有同名包就认定版本一致。

sys.executable 显示正在运行的解释器绝对路径，sys.version 显示其版本；第三方库各自的 __version__ 则显示库版本。遇到模块找不到时，先比较这几个信息，不要反复安装到未知环境。虚拟环境不包含课程数据的备份，也不是容器；删除环境会移除依赖，但不应改变你的源码和 CSV。把环境放在课程根目录会方便使用，但交付 ZIP 不包含它，需要按运行说明重新创建。

三、第一个业务例子：订单净额

假设三笔订单原金额为一百、二百和五十，退款分别为零、二十和五十。先逐笔算净额：一百、百八十、零，再加总得到二百八十。这个例子同时说明输入、规则和输出：输入是金额与退款，规则是逐笔相减后求和，输出是总净额。不要直接把总订单数当作付款人数，也不要把退款金额再次从已经扣除退款的净额中减去。

脚本使用列表保存金额，用 zip 成对迭代，并检查两组长度相等。print 用于向人展示结果，assert 用于表达开发者预期；此处断言总额为二百八十。代码注释解释意图，变量名表明单位和含义。若后来输入发生变化，断言可能需要变成更一般的约束，例如退款不超过原金额，而不是永远要求总额固定。只有教学小数据才适合写死预期值验证。

四、错误信息也是观察工具

SyntaxError 往往来自括号、冒号或缩进，解释器尚未开始正常执行；NameError 表示名字还未定义；TypeError 表示对象类型不支持当前操作。读取 traceback 时先看最后一行的异常种类与消息，再向上找自己脚本的行号；不要只截取最后一个单词就搜索。安装问题与语法问题属于不同层次，升级依赖无法修复少写的冒号。

程序能执行但结果不对更值得注意。若把金额写成字符串，"100"+"200" 会连接文本而不是相加；若只打印了对象而没有真正调用函数，也可能没有异常。调试时先打印输入、类型和中间结果，逐步缩小范围。不要通过删除断言来获得“运行成功”。断言在 python -O 下可被移除，因此用于教学验证，不替代面对外部不可信输入的正式校验。

五、形成可重复的运行习惯

每次实验都记录运行命令、解释器路径、依赖版本、输入数据和预期结果。对本章先运行原脚本，再把第二笔退款从二十改为四十，手算新总额二百六十，然后调整教学断言；这样能够区分复制成功与真正理解。输出里出现本机绝对路径是正常现象，不同机器路径并不要求一致。

初学阶段不用追求复杂工程目录，但应养成保存后再运行、阅读异常、核对输入的习惯。把源码文件命名为 numpy.py 或 random.py 可能遮蔽同名库，导致后续导入错误，建议使用课程给定 slug 命名。前置知识为零不意味着可以忽略单位和数据粒度：从第一天就说清金额单位、每行含义和计算口径，后面的 SQL 与 pandas 才能使用同一套分析规则。

完整示例与实际输出

import sys
amounts = [100, 200, 50]
refunds = [0, 20, 50]
assert len(amounts) == len(refunds)
net = [a-r for a,r in zip(amounts, refunds)]
assert net == [100,180,0] and sum(net) == 280
print("interpreter:", sys.executable)
print("version:", sys.version.split()[0])
print("net per order:", net)
print("total net:", sum(net))

实际运行通过CPU Python execution.

interpreter: D:\liuwei\求职\笔试\notes\data_skills_html\.runtime\venv\Scripts\python.exe
version: 3.13.9
net per order: [100, 180, 0]
total net: 280

不能，还要核对规则、小数据手算及断言。

两项动手任务

任务 1 · 计算两笔金额 [80,120]、退款 [10,20] 的净额并加入断言。

提示

逐筆相减，再求和。

完整参考解答与检查方式

净额分别七十和一百，总额一百七十。

amounts=[80,120]; refunds=[10,20]
assert len(amounts)==len(refunds)
net=[a-r for a,r in zip(amounts,refunds)]
assert net==[70,100] and sum(net)==170
print(net, sum(net))

任务 2 · 写脚本显示解释器、工作目录、脚本所在目录，并解释三者作用。

提示

使用 sys.executable 与 pathlib。

完整参考解答与检查方式

解释器决定执行环境，cwd 是终端当前位置，脚本父目录是文件位置；它们通常不同。

import sys
from pathlib import Path
print("interpreter",sys.executable)
print("working directory",Path.cwd())
print("script directory",Path(__file__).resolve().parent)
assert Path(sys.executable).is_file()

官方资料与掌握状态

完成两项任务后，按独立完成程度记录。状态会尽量保存在当前浏览器，可导出备份。

动手任务记录

记录两项任务的方法、检查结果和卡点

掌握状态与复习

关掉资料独立完成后记 A；提示后完成记 B；需要重学记 C。