PyCharm 是一種Python IDE，其帶有一整套可以幫助用戶在使用Python語言開發(fā)時提高其效率的工具。此外，該IDE提供了一些高級功能，以用于Django框架下的專業(yè)Web開發(fā)。

PyCharm 2020.3正式發(fā)布！在2020年的最終主要版本中，我們集中精力改善一般用戶體驗和入門過程。

下載PYCHARM 2020.3

本文將介紹：

• PyCharm 安裝

• 在 PyCharm 中寫代碼

• 在 PyCharm 中運行代碼

• 在 PyCharm 中進行代碼 debug 和測試

• 在 PyCharm 中編輯已有項目

• 在 PyCharm 中搜索和導(dǎo)航

• 在 PyCharm 中使用版本控制

• 在 PyCharm 中使用插件和外部工具

•  使用 PyCharm Professional 功能，如 Django 支持和科學(xué)模式

本文假設(shè)讀者熟悉 Python 開發(fā)，且計算機中已安裝某個版本的 Python。該教程將使用 Python 3.6 版本，屏幕截圖和 demo 均來自 macOS 系統(tǒng)。由于 PyCharm 可在所有主流平臺上運行，讀者在其他系統(tǒng)中會看到略微不同的 UI 元素，可能需要調(diào)整某些命令。

PyCharm 安裝

本文將使用 PyCharm Community Edition 2019.1 版本，該版本免費且可在所有主流平臺上使用。只有最后一部分「PyCharm Professional 功能」使用的是 PyCharm Professional Edition 2019.1 版本。

點擊鏈接直接下載PYCHARM 2020.3！

安裝成功后，啟動該 app 并接受用戶協(xié)議。在 Tools 選項下，你可以看到一個可用產(chǎn)品列表。從中找到 PyCharm Community，并點擊 Install。

好啦，現(xiàn)在你的機器上已經(jīng)安裝 PyCharm 了。

啟動 PyCharm，你將看到導(dǎo)入設(shè)置彈窗。PyCharm 會自動檢測出這是首次安裝，并為你選擇「Do not import settings」選項。點擊 OK，之后 PyCharm 會讓你選擇鍵盤映射（keymap scheme）。保留默認設(shè)置，點擊右下角的「Next: UI Themes」：

PyCharm 將詢問選擇深色模式 Darcula 還是淺色模式。你可以選擇自己喜歡的模式，并點擊「Next: Launcher Script」：

本教程將使用深色模式 Darcula。

在下一個頁面上，直接保留默認設(shè)置，并點擊「Next: Featured plugins」，這時 PyCharm 將展示可用插件列表。點擊「Start using PyCharm」，現(xiàn)在你可以寫代碼了！

在 PyCharm 中寫代碼

在 PyCharm 中，你可以在「項目」中執(zhí)行任意操作。因此，首先你需要創(chuàng)建一個項目。

安裝和打開 PyCharm 后，你會看到歡迎頁面。點擊「Create New Project」，出現(xiàn)「New Project」彈窗：

指定項目位置，打開 Project Interpreter 列表，選擇創(chuàng)建新的項目解釋器或者使用已有的解釋器。選擇「New environment using」，打開其右方的下拉列表，選擇 Virtualenv、Pipenv 或 Conda。這些工具可以為不同項目單獨創(chuàng)建 Python 環(huán)境，從而分別保存不同項目所需的依賴項。

你可以選擇其中任意一個，本教程使用的是 Virtualenv。選擇后，指定環(huán)境位置，從 Python 解釋器列表中選擇要安裝在系統(tǒng)中的 base interpreter。通常，保持默認設(shè)置即可。 下面有兩個可選框：在新環(huán)境中繼承全局包環(huán)境、令當(dāng)前環(huán)境可以用其它所有項目，兩個都不要選。

點擊右下角的「Create」，創(chuàng)建新項目：

屏幕上出現(xiàn)「Tip of the Day」彈窗，在每次啟動時 PyCharm 通過該彈窗提供 trick。關(guān)掉該彈窗。

現(xiàn)在我們可以開始新的 Python 程序了。如果你使用的是 Mac 系統(tǒng)，使用 Cmd+N 鍵；如果你使用的是 Windows 或 Linux 系統(tǒng)，使用 Alt+Ins 鍵。然后選擇 Python File。 你也可以在菜單中選擇 File → New。將新文件命名為 guess_game.py 并點擊 OK。你將看到如下 PyCharm 窗口：

至于測試代碼，我們來快速寫一個簡單的猜謎游戲，即程序選擇一個數(shù)字讓用戶來猜，在每一次猜測時，程序?qū)⒏嬖V用戶他猜的數(shù)字比神秘數(shù)字大還是小，用戶猜中數(shù)字時游戲結(jié)束。以下是該游戲的代碼：

直接鍵入上述代碼，而不是復(fù)制粘貼。你會看到如下畫面：

如上圖所示，PyCharm 提供 Intelligent Coding Assistance 功能，可以執(zhí)行代碼補全、代碼檢查、錯誤高亮顯示和快速修復(fù)建議。比如鍵入 main 并點擊 tab 鍵，PyCharm 會自動補全整個 main 從句。

此外，如果你在條件句前忘記鍵入 if，在該句子最后增添.if 并點擊 Tab 鍵，PyCharm 將修復(fù)該 if 條件句。該用法同樣適用于 True.while。這即是 PyCharm 的 Postfix Completion 功能，它可以幫助用戶減少退格鍵使用次數(shù)。

在 PyCharm 中運行代碼

現(xiàn)在你已經(jīng)編碼完成該游戲，可以運行了。

該游戲程序有三種運行方式：

1. 在 Mac 系統(tǒng)中使用快捷鍵 Ctrl+Shift+R，在 Windows 或 Linux 系統(tǒng)中，使用快捷鍵 Ctrl+Shift+F10。

2. 右鍵單擊背景，從菜單中選擇「Run 『guess_game』」。

3. 由于該程序具備__main__ 從句，你可以點擊__main__ 從句左側(cè)的綠色小箭頭，選擇「Run 『guess_game』」。

使用以上任一方式運行該程序，窗口底部會出現(xiàn)終端面板（Terminal pane），顯示你的代碼輸出結(jié)果：

你可以玩一下這個游戲，看看自己能否猜中數(shù)字。（專業(yè)建議：從 50 開始猜。）

在 PyCharm 中進行代碼 debug

找到神秘數(shù)字了嗎？如果找到了，你可能會看到一些奇怪的東西：程序沒有打印出祝賀信息和顯示退出按鈕，而是重新開始了。這就是 bug 所在。 要想發(fā)現(xiàn)程序重新開始的原因，你需要 debug。

首先，點擊第 8 行代碼左側(cè)的空白區(qū)域，設(shè)置斷點：

斷點即程序運行到這一行時會自動停止，你可以探索斷點處之后的代碼有什么錯誤。接下來，從以下三種方式中選擇一種開始 debug：

1. 在 Mac 系統(tǒng)中使用 Ctrl+Shift+D 鍵，在 Windows 或 Linux 系統(tǒng)中使用 Shift+Alt+F9 鍵。

2. 右鍵單擊背景，選擇「Debug 『guess_game』」。

3. 點擊__main__從句左側(cè)的綠色小箭頭，選擇「Debug 『guess_game』」。

之后，你將看到底部出現(xiàn) Debug 窗口：

按照下列步驟執(zhí)行程序 debug：

1. 注意當(dāng)前行被藍色高亮顯示。

2. Debug 窗口顯示 random_int 及其值。記錄該數(shù)字。（上圖中該數(shù)字為 85。）

3. 點擊 F8 執(zhí)行當(dāng)前代碼行，并執(zhí)行到下一行代碼。如有必要，你也可以使用 F7 跳轉(zhuǎn)到當(dāng)前行內(nèi)的函數(shù)。隨著你繼續(xù)執(zhí)行語句，變量的變化將自動呈現(xiàn)在 Debugger 窗口。 

4. 注意 Debugger 標(biāo)簽右側(cè)有一個 Console 標(biāo)簽。Console 標(biāo)簽和 Debugger 標(biāo)簽相互獨立。你可以在 Console 中與程序進行交互，在 Debugger 中執(zhí)行 debug 動作。

5. 轉(zhuǎn)向 Console 標(biāo)簽，進入猜測過程。

6. 鍵入左側(cè) Debugger 標(biāo)簽中顯示的數(shù)字，點擊 Enter 鍵。

7. 轉(zhuǎn)回 Debugger 標(biāo)簽。

8. 再次點擊 F8，計算 if 語句。注意現(xiàn)在你在第 14 行。為什么不是第 11 行呢？因為第 10 行的 if 語句被計算為 False。 那么為什么當(dāng)你鍵入數(shù)字后它算出來為 False 了呢？

9. 仔細看第 10 行，注意我們在對比 user_guess 和一個錯誤的項。我們應(yīng)該對比用戶猜測的數(shù)字和 random_int，但此處我們對比的是 randint（從 random 包導(dǎo)入的函數(shù)）。

10.  將 randint 更改為 random_int，按照同樣的步驟重新開始 debug。你會發(fā)現(xiàn)，這一次到達的是第 11 行，第 10 行算出來為 True：

恭喜你，bug 被修復(fù)了！

在 PyCharm 中進行代碼測試

不經(jīng)單元測試的應(yīng)用都不可靠。PyCharm 可以幫助你快速舒適地寫單元測試并運行。默認情況下，unittest 被用作測試運行器，而 PyCharm 還支持其他測試框架，如 pytest、nose、doctest、tox 和 trial。 例如，你可以按照以下步驟為項目選擇 pytest 測試運行器：

1. 打開 Settings/Preferences → Tools → Python Integrated Tools 設(shè)置對話框。

2. 在默認測試運行器字段中選擇 pytest。

3. 點擊 OK 保存該設(shè)置。

本教程的示例將使用默認測試運行器 unittest。

在同一個項目中，創(chuàng)建文件 calculator.py，并將以下 Calculator 類放入該文件：

PyCharm 使得為已有代碼創(chuàng)建測試變得輕而易舉。打開 calculator.py 文件，執(zhí)行以下步驟中的任意一個：

• 在 Mac 系統(tǒng)中使用 Shift+Cmd+T 鍵，在 Windows 或 Linux 系統(tǒng)中使用 Ctrl+Shift+T。

• 右鍵單擊該類的背景，選擇「Go To and Test」。

• 在主菜單中嗎，選擇 Navigate → Test。

選擇「Create New Test…」，得到以下窗口：

Target directory、Test file name 和 Test class name 這三項均保留默認設(shè)置。選中上圖中兩種需要測試的方法并點擊 OK。好了！ PyCharm 自動創(chuàng)建文件 test_calculator.py，并在其中創(chuàng)建了以下 stub test：

使用以下方法中的任意一個運行測試：

• 在 Mac 系統(tǒng)中使用 Ctrl+R 鍵，在 Windows 或 Linux 系統(tǒng)中使用 Shift+F10 鍵。

• 右鍵單擊背景，選擇「Run 『Unittests for test_calculator.py』」。

• 點擊測試類名稱左側(cè)的綠色小箭頭，選擇「Run 『Unittests for test_calculator.py』」。

你將看到底部出現(xiàn)測試窗口，所有測試均失敗：

注意，左側(cè)是測試結(jié)果的層次結(jié)構(gòu)，右側(cè)是終端的輸出。現(xiàn)在，將代碼更改成以下代碼，實現(xiàn) test_add：

重新運行測試，你會看到一個測試通過了，另一個則失敗。按照如下操作探索不同選項，來展示已通過測試和被忽略測試，按照字母順序?qū)y試進行排序，以及按照時長對測試進行排序：

注意，上圖中的 sleep(0.1) 方法的作用是使其中一個測試變慢，以便按時長對測試進行排序。

在 PyCharm 中編輯已有項目

單文件項目非常適合作為示例，但你通常需要處理較大的項目。這部分將介紹如何使用 PyCharm 處理較大項目。

為了探索 PyCharm 以項目為中心的特征，你將使用 Alcazar web 框架（該框架用于學(xué)習(xí)目的）。在本地復(fù)制該 repo（地址：//realpython.com/optins/view/alcazar-web-framework/）。

當(dāng)你在本地已有項目時，使用以下方法中的任意一個在 PyCharm 中打開項目：

• 在主菜單中點擊 File → Open。

• 在歡迎頁面點擊 Open。

之后，在計算機中找到包含該項目的文件夾，并打開。

如果你需要配置不同的虛擬環(huán)境 virtualenv，在 Mac 上打開 Preferences，或在 Windows 或 Linux 系統(tǒng)中使用 Ctrl+Alt+S 打開 Settings，找到 Project: ProjectName。 打開下拉列表，選擇 Project Interpreter：

從下拉列表中選擇 virtualenv。如果沒有要選擇的項，則點擊下拉列表右方的設(shè)置按鈕選擇 Add…。其余步驟和創(chuàng)建新項目的步驟相同。

在 PyCharm 中搜索和導(dǎo)航

在大項目中，我們很難記住每個事物的位置，因此快速導(dǎo)航和搜索非常重要。PyCharm 可以提供這些功能。接下來，我們使用上一節(jié)中打開的項目，實踐以下快捷鍵：

• 在當(dāng)前文件中搜索代碼段：在 Mac 系統(tǒng)中使用 Cmd+F 鍵，在 Windows 或 Linux 系統(tǒng)中使用 Ctrl+F 鍵。

• 在整個項目中搜索代碼段：在 Mac 系統(tǒng)中使用 Cmd+Shift+F 鍵，在 Windows 或 Linux 系統(tǒng)中使用 Ctrl+Shift+F 鍵。

• 搜索類：在 Mac 系統(tǒng)中使用 Cmd+O 鍵，在 Windows 或 Linux 系統(tǒng)中使用 Ctrl+N 鍵。

• 搜索文件：在 Mac 系統(tǒng)中使用 Cmd+Shift+O 鍵，在 Windows 或 Linux 系統(tǒng)中使用 Ctrl+Shift+N 鍵。

• 如果你不知道要搜索的是文件、類還是代碼段，則搜索全部：按兩次 Shift 鍵。

導(dǎo)航可使用以下快捷鍵：

• 前往變量的聲明：在 Mac 系統(tǒng)中使用 Cmd 鍵，在 Windows 或 Linux 系統(tǒng)中使用 Ctrl 鍵，然后單擊變量。

• 尋找類、方法或文件的用法：使用 Alt+F7 鍵。

• 查看近期更改：使用 Shift+Alt+C 鍵，或者在主菜單中點擊 View → Recent Changes。

• 查看近期文件：在 Mac 系統(tǒng)中使用 Cmd+E 鍵，在 Windows 或 Linux 系統(tǒng)中使用 Ctrl+E 鍵，或者在主菜單中點擊 View → Recent Files。

• 多次跳轉(zhuǎn)后在導(dǎo)航歷史中前進和后退：在 Mac 系統(tǒng)中使用 Cmd+[ / Cmd+] 鍵，在 Windows 或 Linux 系統(tǒng)中使用 Ctrl+Alt+Left / Ctrl+Alt+Right 鍵。

更多細節(jié)，參見官方文檔：//www.jetbrains.com/help/pycharm/tutorial-exploring-navigation-and-search.html。

PyCharm 中的版本控制

版本控制系統(tǒng)（如 Git 和 Mercurial）是現(xiàn)代軟件開發(fā)世界中最重要的工具之一。因此，IDE 必須支持版本控制。PyCharm 在這方面做得很好，它集成了大量流行的版本控制系統(tǒng)，如 Git（和 Github (//github.com/)）、Mercurial、Perforce 和 Subversion。

注：以下示例中使用的版本控制系統(tǒng)為 Git。

配置版本控制系統(tǒng)（VCS）

要想實現(xiàn) VCS 集成，你需要在頂部菜單點擊 VCS → VCS Operations Popup…，或者在 Mac 系統(tǒng)中使用 Ctrl+V 鍵，在 Windows 或 Linux 系統(tǒng)中使用 Alt+` 鍵。選擇 Enable Version Control Integration…，你將看到以下窗口：

從下拉列表中選擇 Git，點擊 OK，這樣你就為項目設(shè)置好了 VCS。（注意，如果你打開的已有項目已經(jīng)具備版本控制系統(tǒng)，PyCharm 將會發(fā)現(xiàn)并自動使用該版本控制系統(tǒng)。 ）

這時如果你前往 VCS Operations Popup…，你會發(fā)現(xiàn)一個不同的彈窗，它具備選項 git add、git stash、git branch、git commit、git push 等等：

如果你找不到所需要的選項，你可以在頂部菜單中點擊 VCS，選擇 Git，在這里你可以創(chuàng)建和查看 pull request。

提交和沖突處理

這是 PyCharm 中 VCS 集成的兩大特征，我個人經(jīng)常使用并且非常喜歡。假如你完成了工作，打算提交，前往 VCS → VCS Operations Popup… → Commit…，或者在 Mac 系統(tǒng)中使用 Cmd+K 鍵，在 Windows 或 Linux 系統(tǒng)中使用 Ctrl+K 鍵。 你將看到如下窗口：

在該窗口中，你可以：

• 選擇要提交的文件

• 寫下提交信息

• 在提交前執(zhí)行各項檢查

• 查看更改

• 點擊右下角 Commit 按鈕旁邊的箭頭，選擇 Commit and Push…，從而一次性完成提交和 push。

是不是感覺很神奇很迅速？特別是如果你以前經(jīng)常通過命令行手動執(zhí)行這些任務(wù)時。

團隊合作中會出現(xiàn)合并沖突（merge conflict）。當(dāng)一個人對你正在處理的文件提交更改時，你們二人更改了同一行導(dǎo)致更改重疊，這時 VCS 無法決定選擇你的更改還是隊友的更改。 那么你可以使用以下箭頭和符號來解決這個問題：

看起來很奇怪，我們很難分辨應(yīng)該刪除哪些更改、保留哪些更改。不要怕，PyCharm 來了！它可以用更好、更簡潔的方法解決沖突。 在頂部菜單中前往 VCS，選擇 Git，然后選擇 Resolve conflicts…。選擇存在沖突的文件，點擊 Merge，出現(xiàn)以下窗口：

在左側(cè)列中，你可以查看自己做的更改。在右側(cè)列中，可以查看隊友做的更改。而中間列則顯示結(jié)果。 存在沖突的代碼行被高亮顯示，你可以在它們旁邊看到 X 和 >>/<<。點擊箭頭表示接受更改，點擊 X 則表示拒絕更改。解決所有沖突后，點擊 Apply 按鈕：

在上圖中，對于第一個沖突行，作者選擇拒絕自己的更改，接受隊友的更改。而在第二個沖突行中，作者接受了自己的更改，拒絕了隊友的更改。

使用 PyCharm 中的 VCS 集成還可以執(zhí)行很多操作。詳情參見 //www.jetbrains.com/help/pycharm/version-control-integration.html。

在 PyCharm 中使用插件和外部工具

在 PyCharm 中你可以找到開發(fā)所需的幾乎所有功能。如果沒找到，那么很可能存在一個插件，向 PyCharm 提供你需要的功能。 例如，它們可以：

• 添加多語言和多框架支持

• 使用快捷鍵提示（shortcut hint）、文件監(jiān)視器（file watcher）等提升你的生產(chǎn)效率

• 利用代碼練習(xí)，幫助你學(xué)習(xí)新的編程語言

例如，IdeaVim 插件向 PyCharm 添加 Vim 模擬。如果你喜歡 Vim，這個插件可以實現(xiàn)不錯的結(jié)合。

Material Theme UI 插件可將 PyCharm 的外觀改變?yōu)?Material Design 的外觀：

Vue.js 插件使 PyCharm 支持 Vue.js 項目。Markdown 插件使得在 IDE 內(nèi)可以編輯 Markdown 文件，并實時預(yù)覽渲染后的 HTML。

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