一、下载与安装：只记两个选择

PyCharm 分专业版和社区版。社区版免费，做数据分析够用；专业版支持数据库和 Web 框架，要钱。 安装时有几个勾选项，值得勾的是「创建桌面快捷方式」和「关联 .py 文件」。 「关联 .py 文件」勾了之后，双击 .py 文件就用 PyCharm 打开，省事。

安装界面本沙箱不执行，这段照书上的步骤走就行。装完第一次启动会让你选主题，随便。

二、建工程：解释器选错一切白搭

PyCharm 的第一件事是建工程（Project），工程就是一个文件夹加一个解释器配置。 新建工程时要选 Interpreter：用哪个 Python 来跑这个工程里的代码。 选错解释器的后果很具体：代码里 import pandas 报「找不到模块」，而你在命令行里明明装好了。

原因是你装 pandas 用的那个 Python，和工程里选的那个不是同一个。 排错办法：在 PyCharm 的终端里敲 python -c "import sys; print(sys.executable)"， 和外面命令行比一比。

三、运行背后的四步

点一下绿色的三角，代码就跑起来了。中间其实有四步：

编辑器把四步串起来了，仅此而已。用记事本加命令行也能完成同样的事。 这一节要破除的迷信是：PyCharm 不是「Python 的必备组件」。它只是个更方便的写字板。

四、亲手看一遍字节码

用 compile 把一段源码翻成字节码对象，能看到两个数：字节码长度、常量表。 本篇那段五行代码，源码 45 个字符，字节码对象 64 字节，常量表是 (0, 3, None)。 常量表里为什么有 0 和 3？因为循环里用到了 range(3)，还有个初始值 t = 0。

再看指令：RESUME 是开始执行，LOAD_CONST 读常量，STORE_NAME 存变量，LOAD_NAME 读全局名字， CALL 调函数。 看懂字节码不是必须的，但知道有这一层有用。它能解释一件事：为什么有的错在编译期就报， 有的要跑到那一行才报。

五、两种报错，两个时机

语法错（SyntaxError）在编译期就报，整份文件都跑不起来。 运行错（ZeroDivisionError 这类）编译能过，跑到那一行才炸，前面的代码已经执行过了。 这个区别很实用：语法错说明代码根本没开始跑； 运行错说明跑到一半了，前面可能有副作用已经发生（文件写了、数据删了）。

所以看到运行错，先想「它前面那句做了什么」，而不是只看报错那一行。 编辑器能帮的是四件事：语法高亮、自动补全、断点调试、一键运行。四件都是效率，不改变结果。

六、动手 Demo：从一行代码到结果：中间有四步

把一段五行代码编译成字节码，打出长度和常量表，再逐条执行。 最后分别制造一个语法错和一个运行错，看看它们在不同时点发作。

import dis

SRC = "t = 0\nfor i in range(3):\n    t += i\nprint(t)\n"
code = compile(SRC, "<demo>", "exec")

print("源码 %d 个字符" % len(SRC))
print("字节码 %d 字节" % len(code.co_code))
print("常量表 %r" % (code.co_consts,))

for ins in list(dis.get_instructions(code))[:5]:
    print("  %2d  %-12s %s" % (ins.offset, ins.opname, ins.argval))

exec(code)

try:
    compile("def f(:\n    pass", "<bad>", "exec")
except SyntaxError as e:
    print("语法错：%s" % e.msg)

try:
    exec("1 / 0")
except ZeroDivisionError as e:
    print("运行错：%s" % e)

实跑输出：

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从一行代码到结果：中间有四步
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  ① 四步是什么
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  编辑：把代码写成 .py 文件。这一步跟 Python 无关，记事本也行。
  编译：把源码翻成字节码，Python 自动做，结果缓存在 __pycache__ 里。
  执行：虚拟机逐条跑字节码。
  输出：结果打到终端，或者写进文件。
  ! PyCharm 这类编辑器只是把前两步和最后一步包起来了，中间没有魔法。

  ② 亲手走一遍：源码到字节码
  --------------------------------------------------------------------
  源码 45 个字符，编译成 64 字节的字节码对象。
  字节码对象里还记着常量表 co_consts：(0, 3, None)。
  执行它，结果是：
3
  ! 编译只做一次，执行可以很多次。这就是为什么循环里的代码不要在循环里 import。

  ③ 字节码长什么样
  --------------------------------------------------------------------

| 偏移 | 指令 | 参数 |
|---:|---|---|
| 0 | RESUME | 0 |
| 2 | LOAD_CONST | 0 |
| 4 | STORE_NAME | t |
| 6 | LOAD_NAME | range |
| 8 | PUSH_NULL | None |
| 10 | LOAD_CONST | 3 |
| 12 | CALL | 1 |
| 20 | GET_ITER | None |

  前几条是 LOAD_CONST、STORE_NAME，读常量、存变量，逐条对应源码。
  ! 看得懂字节码不是必须的，但知道「有这一层」能解释很多现象：为什么有的报错在编译期、
  有的在运行期。

  ④ 两种报错，两个时机
  --------------------------------------------------------------------
  语法错的例子：编译期就报，invalid syntax。
  运行错的例子：编译通过，跑到那一行才炸，division by zero。
  ! 语法错整份文件都跑不起来；运行错只炸那一条路径。两者修法完全不同。

  ⑤ 所以编辑器帮了什么
  --------------------------------------------------------------------
  帮你做四件事：语法高亮（早发现手误）、自动补全（少记名字）、断点调试（停在半路看变量）、
  一键运行（省掉敲命令）。四件都是效率，没有一件改变结果。
  ! 换句话说：用记事本也能写完这本书的所有代码，只是慢。工具是加速器，不是入场券。

compile 只翻不跑，exec 只跑（拿到的已经是字节码）。分开用就能看清中间那层。 注意那个 exec(code) 打印出来的 3 没有缩进，因为它直接写到标准输出，不经过本课的行首排版。 这是真实输出。

30 秒实验

1. 把 range(3) 改成 range(100)，字节码长度会变吗？常量表呢？
2. 把 print(t) 去掉，字节码会少哪些指令？
3. 想一想：为什么「编译只做一次、执行可以很多次」这件事，能让程序变快？

常见误区

1. 以为 PyCharm 是必装的：记事本加命令行一样能写，只是慢。
2. 工程解释器和 pip 用的不是同一个：装完库 import 不到，多半是这个原因。
3. 看到运行错只盯报错那一行：前面的代码可能已经改了数据、写了文件。
4. 把 pycache 提交进版本库：那是编译产物，会自动重建。

PyCharm 适合写脚本。但数据分析更常见的工作方式是「一段代码一段话地试」，那需要另一种工具。 下一篇讲 Anaconda，再下一篇讲 Notebook。

• ☐ （本篇完，下一篇 2.5 Anaconda：一次装齐一整套）

相关笔记

• 第一个程序和「python 不是内部命令」
• 装上 Python 与自带的 IDLE
• Anaconda：一次装齐一整套
• 📊 Python 数据分析 · 索引