安静的程序，淘气的程序和编写程序

1. 静态程序——程序的源代码

上一章我们讲到了程序的源代码，你是不是很好奇它和程序到底是不是一回事儿啊？

严格来讲，“程序”和“程序的源代码”并不是一回事情噢。

程序的源代码是指用编程语言编写出来的程序的逻辑，是静态的文本，我们暂且可以叫 TA 安静的程序，一般被存储为以特定字符串为后缀的文件。

比如下面就是一个 Python 程序（程序员世界中最著名的打印“Hello World”的程序），被保存为 FirstProgram.py (py 是 python 文件的特定后缀)。

def main():
    print("Hello World")

if __name__ == "__main__" :
    main()

是不是有点看不懂，没关系，听我给你娓娓道来，这个程序的名字叫做 FirstProgram ，FirstProgram.py 文件里面的内容就叫做 FirstProgram 程序的源代码， FirstProgram 程序源代码的功能是在运行该程序的计算机的显示器屏幕上打印“Hello World”字样。

你可以把上面的代码拷贝到一个文本文件里，然后将该文件存储为“FirstProgram.py"——注意后缀，后面没有“.txt”。

2. 让程序跑起来——运行程序

光有了程序的源代码还不行，因为静止的程序什么都干不了。要让程序干活，就得让它先跑起来。

这时，我们就需要程序的运行环境。

涉及到运行环境，不同的编程语言的具体需求不一样，这里又涉及到编译执行、解释执行等概念，不要着急，这些后面会讲到。

在此处，我们只需要知道， Python 的运行环境是一个专门的软件，需要下载安装就可以了。

如果你想和我们一起上这门课，那就一起先来到 Python 的官网下载安装 Python 的运行环境吧：点击可下载安装 Python 的运行环境open in new window

打开 Python 下载页面你会发现里面有好多版本，我推荐你安装 Python3 最新版。其实任何以 Python3 开头的版本都可以，不过对于这类软件，大家都习惯于去追最新版。

而且最新版就在下载页面最显眼的地方，好找，比如下图是 2019 年 5 月的下载页头部，你读到这儿的时候，可能版本已经有所不同，不过最新版的位置总是大同小异：

Python 运行环境下载到你自己的台式机或者笔记本后（相信大多数人不会想用手机编程吧哈哈），安装它，设置好环境变量（这个只要根据安装提示进行，不知道怎么设置就什么都不要改，用默认的路径和选项就好）。

然后在命令行下进入 PythonSourceCode 目录（这个目录是自己建立的），把 FirstProgram.py 放到目录下，然后在命令行输入 python FirstProgram.py 就能看到效果了：

在我们键入“python FirstProgram.py”到屏幕上显示出“Hello World”，看起来是一瞬间的事情，但实际上，后面却经历了一个“漫长”的过程，你的计算机的各个部件几乎都参与了这个过程：

• 首先，运行环境将程序代码读入内存，将一个完整的程序描述拆解成指令和数据两部分。
• 然后，指令被送到 CPU，CPU 逐条执行指令，对数据产生影响;
• 在这个过程中，根据程序的逻辑，输入输出设备（I/O设备）可能会接受用户的输入（本程序没有用户输入），并将输出呈现给用户（本程序的将“Hello World”打印到屏幕就是输出）；
• 直到所有指令执行完毕。
• 最后，所有指令执行完毕后，指令和数据被移出内存。 （计算机是不是真的很辛苦，一个小小的动作，背后有这么复杂的步骤）

这些设备、内存、 CPU 之间的信息交换都是通过主板上的总线来实现的。

3. 跑动的程序——运行时程序

在程序的运行过程中，那些动态的、临时性存在于计算机核心部件中，并通过外围设备和用户进行交互的指令和数据才是真正的程序！

程序的源代码是一些静态的文字和符号，以文本文件形式存储在计算机的存储部件上。就算是打印或者手抄在普通纸张上也可以，源代码还是源代码，本身不会变化，只是不能直接被运行环境读取运行了而已。

而确切意义上的程序，则是在计算机执行源代码（或者由源代码编译而成的二进制码）的过程中，一个动态的流程和记录。对应到物理世界，程序的实际存在形式是硅晶、金属上流动的电波和不同高低的电压。

不过在日常生活中，“程序”一词往往被用来指代程序源代码，而且指代源代码的机会远比引用它的本意要多。我们也不用故意找别扭，那就干脆约定一下，在下面的课程中我们用“程序”来指代静态的源代码，而用“运行时程序”指代动态的程序。

4. 令人激动的环节：编程

4.1 编程的步骤

我们已经知道了什么是程序，编程就是从无到有创造出一个可以正常运行的程序的过程。

这个过程通常包括一下这几个步骤，一定要看仔细了噢：

Step-1 编写：把程序写出来。

既然要“编写”，自然要涉及到语言文字，否则写什么呢？

就目前而言，在大多数情况下，我们编写程序都使用高级编程语言。既然有高级，当然就有低级，之后我们会有专门将编程语言的章节，在这里就不多说浪费时间啦。 总而言之呢，程序是用某种特定的语言描述出来的。

Step-2 编译（*）：编译是将编程语言描述的、人类可读的程序源代码（source code， 或简称code）转化为二进制代码（binary code）的过程。

这一步并不是一定要进行，关键是在于你选用的编程语言是编译执行的还是解释执行的，如果是前者，就要进行本步，否则的话是不需要哒。

本课程选用的 Python 语言是后者，用 Python 写的代码是不需要编译的。

Step-3 测试 : 也就是试运行程序。

一方面看看我们写的程序是否可以运行了，另外一方面要看它是不是按照我们最初的设计运行的。这个环节通常令人心情紧张！

Step-4 问题修复（*）: 如果上一步发现了问题，也就是程序员们常挂在嘴上的 Bug，当然不能放任不管，需要将问题修复才能正式投入使用。

这一步理论上当然也是可选的，如果测试没有发现问题自然就不用修复什么了。

4.2 把程序写出来

编程对应的英文可以叫做 Programming ，不过更通常地被叫做 Coding ，这两种叫法很多时候可以通用。有时后者比较偏重强调第一步：程序的编写。

和之前“程序”的静态动态概念混用类似，虽然编程实际上指的是一个从空白到有一个程序正确运行的全过程，但*很多时候“编程”会被用来简化地指 Step-1：编写程序*。

相比于 Step2 ~ Step4 有许多自动化工具辅助，编写程序这一步基本是纯人工的，这就就是为什么大多程序员自嘲为码农，就是码字的农民了。

4.3 程序编辑器

虽然编程语言里一般其中都会包含部分英语单词，但是还是有大量的内容是数字以及各种符号组成的，因此程序代码乍看起来和一般的自然语言文字很不同，更像是编码（Code）——这也就是为什么编程会被叫做 Coding 的原因。

虽然不同编程语言写出来的程序一般会以不同的后缀名来存储，比如 C 语言写的程序源码文件是 *.c; C++ 是 *.cpp; C# 是*.cs; Java 是 *.java; Python 是*.py…… 不过说到底，这些其实都是文本文件。

所以理论上，要编程，打开一个 Notepad ，然后直接往里面敲字符，敲完了再存成固定后缀的文件就可以了！

如果你愿意，当然可以用 Notepad ：

或者任何你自己喜欢的文本编辑器（比如在 Linux/Unix 圈很流行的 vim 或者 emacs 编辑器）。

这种方法很酷，不过不太方便。

4.4 集成开发环境

在这里给大家推荐一类超级好用的软件，新手必备，那就是：IDE（Integrated Development Environment） ——中文名叫作“集成开发环境”

这类软件大多与编程语言绑定的，也就是说某一个IDE主要支持一种语言（当然也不绝对哟）。

IDE 除了提供编辑器，还提供编译运行以及 debug 环境（ debug 简单来说就是发现程序有bug以后，能快速找到 bug 所在位置的过程）。而且，在编写程序的过程中，一般 IDE 会提示有没有语法错误等，对于初学者来说，简直是无敌方便。

流行的语言一般有多种 IDE ，很多人在选编程语言的时候要先站一遍队 （Java vs Python），选语言版本的时候再站一遍队 （Python2 vs Python3），选 IDE 的时候又要站一遍队——也许是觉得在一个名目之下党同伐异好玩吧，但其实，这些都没什么必要～

学习本课的同学应该都是没怎么接触过编程的，想来还没有沾染动不动就“站队“的习气，对 IDE 可能也没有什么认识，不过不要紧啦

在此我就为大家推荐一款：PyCharm 。在其官网： 点击官网地址，就可以下载啦open in new window

PyCharm 有付费的专业版和免费的社区版，鉴于我们的课程内容真的非常滴简单，所以免费的就完全ok了。

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