波仔
🍓 第六章 开发 Python 程序
📄 一句话概括

上一节知道了 Python 是什么；本节解决"在哪儿写、怎么跑、跑错了怎么看"。 学完你会有三种开发方式（交互模式试算、编辑器写文件、命令行跑脚本），并想清一个本课特有的问题：这台机器是无头连着 SSH 的，那我到底在哪儿写代码？

📝 本节和前面几节的关系

本节把前面几件学过的东西串起来用：3-5 学的命令行（跑脚本）、3-3 学的"程序与软件包"（Thonny 是怎么装上的）、3-6 学的传文件（无头模式下把代码送到树莓派）。 上一节 6-1 是在命令行里"聊两句"；本节开始，代码要落到文件里——这是从"玩"到"做"的分界线。 读法建议：三种方式都亲手试一遍（一共不到 5 分钟），别只看——手感是练出来的，不是看出来的。

一、先分清三种"写代码"的地方

新手最容易糊涂的地方：同样一句 print("你好")，为什么有的地方敲完立刻出结果，有的地方必须先保存？

因为它们是三个不同的地方：

方式 长什么样 什么时候用 能存下来吗
① 交互模式（REPL） 提示符是 >>>，敲一行答一行 试算、验证一个小想法 不能，关掉就没了
② 脚本文件 一个 hello.py 文件 正经程序都在这儿写 能，就是文件
③ 编辑器 / IDE 一个带菜单和按钮的窗口 写脚本文件（只是更好用的工具） 能
💡 一句话分清

①是草稿纸，②是作业本，③是更好的笔。 交互模式 不是"简化版"，它是"不同用途"——就算你已经是老手，也天天用它验一句话的写法。

REPL 这个词：Read（读你一行）→ Eval（算）→ Print（打印结果）→ Loop（回去等下一行）。这四步循环，就是它名字的来历。

二、方式一：交互模式（最快的试验场）

上一节你已经进过了，这里补两个实用技巧。

进法：终端里敲 python3，提示符变成 >>>。退出：敲 exit() 或按 Ctrl + D。

技巧 1：它自带计算器

>>> 128 * 4
512
>>> 2 ** 10
1024
>>> 1.5 + 2.25
3.75

技巧 2：上一次的结果存在 _ 里

>>> 100 * 3
300
>>> _ + 50
350
📝 `_`（下划线）是什么

在交互模式里，下划线 _ 自动保存"上一次算出来的结果"。 这在一步步试算的时候很省事（比如先算出总数，再拿它除以天数）。但注意：这个特性只在交互模式里有，写进 .py 文件里是没用的。

交互模式的短板（所以它只能当草稿纸）：

三、方式二：脚本文件（正经的写法）

3.1 先建一个放代码的目录

别把代码随手扔在家目录里。给它一个专门的窝（目录怎么建见 Linux 的常用指令）：

mkdir -p ~/projects
cd ~/projects

~ 是你的家目录（/home/你的用户名），-p 表示"要建几层就建几层，已有也不报错"。

3.2 写文件

最朴素的办法：命令行编辑器 nano（3-5 学过，无头模式下最方便）：

nano hello.py

进去后打这几行：

print("你好，树莓派！")
print("这是我写的第一个 Python 程序。")

保存退出：Ctrl + O → 回车（确认文件名）→ Ctrl + X。

⚠️ 文件名一定要带 `.py`

.py 不是给 Python 看的（Python 不看后缀也能跑），而是给编辑器、给你自己、给别人看的——它表示"这是个 Python 文件"，编辑器才会给你语法高亮。 忘了写后缀，编辑器当它是普通文本，你会得到一片黑白。

3.3 跑它

python3 hello.py

输出：

你好，树莓派！
这是我写的第一个 Python 程序。

看到什么算成功：两行中文一字不差地打印出来，中间没有 SyntaxError。

3.4 让脚本能"直接跑"（进阶一点点，但很值）

现在每次跑都要写 python3。也可以让它像命令一样直接执行：

# ① 在文件第一行加一句"我是谁"
nano hello.py

在第一行（必须是第一行）加上：

#!/usr/bin/env python3
print("你好，树莓派！")

# ② 给它"可执行"权限（权限怎么算见 4-3）
chmod +x hello.py

# ③ 直接跑
./hello.py
📝 第一行那句 `#!` 是什么

它叫 shebang（读作"西-邦"）。它的作用是告诉 Linux："这个文件请用哪个程序来执行"。 #!/usr/bin/env python3 的意思是"帮我找环境里那个 python3，用它来跑"。 用 env 而不是写死 /usr/bin/python3，是因为不同系统上 python3 的位置可能不一样——env 会自己去找。这是个老练的写法。

四、方式三：用编辑器 / IDE 写（推荐 Thonny）

命令行写代码能跑，但没有语法高亮、没有补全、没有一键运行。所以在这个桌面上，官方给你准备了一个专门的工具。

4.1 Thonny：树莓派官方预装的 Python 编辑器

好消息：不用装。 Raspberry Pi OS 的桌面版和完整版都自带 Thonny（只有 Lite 版没有——因为它压根没桌面）。

打开方式：点左上角的树莓派菜单 → 编程（Programming） → Thonny。

界面就三块，很好认：

区域 位置 干什么
代码区 上面一大块 写代码的地方（一个文件一个标签页）
Shell 下面一块 显示运行结果、也能当交互模式用（对，它内置了一个 >>>）
变量区 右侧（可能默认收起） 看每个变量的当前值——这是 Thonny 对新手的最大帮助

基本操作四步：

  1. 写：在代码区打字（自带语法高亮和自动缩进对齐）
  2. 存：Ctrl + S（或 文件 → 保存），存成 hello.py
  3. 跑：F5（或那个绿色播放按钮）
  4. 看：结果显示在下面的 Shell 里
💡 Thonny 为什么特别适合入门

① 它自带 Python 解释器——不用你去配"用哪个 Python"，开箱就用系统这个。 ② 它有单步调试：点"步进"按钮可以一行一行执行，同时右边变量区实时显示每个变量变成了什么。 这两个特性加起来，就是"让程序的内部过程看得见"——这是初学者最缺的东西。

4.2 其他编辑器（知道有这回事就行）

工具 特点 装法
Geany 轻量、支持多语言（C、C++、Java 也能写） 桌面/完整版预装，或 sudo apt install geany
Mu Editor 另一个面向初学者的 Python 编辑器 sudo apt install mu-editor
nano / vim 命令行编辑器，无头模式的唯一选择 系统自带
VS Code 功能最强，但吃内存（建议 4GB 以上机型） sudo apt install code

怎么选：本课就用 Thonny——它是为"学 Python"专门设计的，别人没有它那两个教学特性。

4.3 ⚠️ 本课特有情况：无头模式下在哪儿写

本课的环境约定是树莓派真机 ＋ Windows ＋ SSH 无头连接（见 2-3 与 3-6）。没有接显示器，Thonny 就没法在树莓派上开——它是个图形程序。

那你怎么办？两条路，都行：

路线 A：就在树莓派上用命令行写（最省事，也是最适合本课的）

nano ~/projects/hello.py     # 写
python3 ~/projects/hello.py  # 跑

nano 只学三个键就够用：Ctrl + O 保存、Ctrl + X 退出、Ctrl + W 搜索。

路线 B：在 Windows 上写，传过去跑（代码长的时候更舒服）

# 在 Windows 的 PowerShell / cmd 里执行
scp hello.py 用户名@树莓派IP:~/projects/
⚠️ 路线 B 有一个必踩的坑

Windows 和 Linux 的"换行符"不一样，Windows 写出来的文件可能带着 \r（回车），Linux 有时会因此报奇怪的错。 判断办法：如果报错里出现 '\r' 或提示 bad interpreter，就是这个原因。 两个解法：① 在 Windows 编辑器里把换行符设成 LF（Notepad++ 右下角能改）；② 传过去后在树莓派上转一遍：

sed -i 's/\r$//' hello.py
💡 还有路线 C（知道就好）

Thonny 也能当"远程编辑器"：在 Windows 电脑上装一个 Thonny，把解释器设成树莓派上的（运行 → 选择解释器 → Remote Python 3 (SSH)），就能在 Windows 的图形界面里写、直接在树莓派上跑。 这是最舒服的方案，但配置稍多（要填 IP 和用户名），本课先用手感最简单的路线 A，等你觉得 nano 不够用了再回来试它。

五、代码写长了怎么办：两个保命习惯

习惯一：写之前先用 --version 之外的另一种方式检查语法

Python 是解释型，语法错误要跑到那一行才发现。所以有一个提前体检的命令：

python3 -m py_compile hello.py

没输出 = 语法没问题；有输出就是语法错误。长脚本改完先跑一遍这个，比直接运行更快找到"手滑"。

习惯二：别一次写 100 行

Python 一行报错的定位很准（会告诉你第几行），但前提是你只改了几行。 一次写太多，报错时你根本不知道是哪一次改动引入的。写完 5~10 行就跑一次——这叫"小步前进"，是本课程后面所有硬件实验的默认打法。

六、动手 Demo：走完三种方式

第 1 步 · 交互模式试算

python3

>>> 7 * 6
42
>>> 2 ** 8
256
>>> exit()

第 2 步 · 写一个文件

mkdir -p ~/projects
cd ~/projects
nano hello.py

内容：

print("你好，树莓派！")
print("这是我写的第一个 Python 程序。")

Ctrl + O 回车，Ctrl + X 退出。

第 3 步 · 跑它，并让它在最后打印一行"谁在跑我"

python3 hello.py

再试一次，这次直接看 Python 路径：

python3 -c "import sys; print(sys.executable)"

第 4 步 · 故意写错，看报错长什么样（这一步最重要）

nano broken.py

里面故意把第二行的 print 打成 pritn：

print("第一行是好的")
pritn("第二行函数名打错了")

跑：

python3 broken.py

你会看到：

第一行是好的
Traceback (most recent call last):
  File "/home/你的用户名/projects/broken.py", line 2, in <module>
    pritn("第二行函数名打错了")
    ^^^^^
NameError: name 'pritn' is not defined. Did you mean: 'print'?

这里有三个信息量很大的点：

  1. 第一行打印出来了，第二行才报错——这就是"解释型"最直白的证据：它一行行往下跑，跑到坏的那行才发现问题（编译型的 C++ 会在编译阶段就把所有错挑出来，一行都跑不了）。
  2. line 2 和 ^^^^^ 直接指出错在哪。
  3. 最后那句 Did you mean: 'print'? 是 Python 3.10 之后加的智能提示——它连你打错的字都猜出来了。

第 5 步 · 用 Thonny 走一遍（有桌面的话）

菜单 → 编程 → Thonny → 打开 hello.py → F5。

看到什么算成功：

步骤 成功的样子
交互模式 7 * 6 打印 42
python3 hello.py 打印两行中文，无任何报错
第 4 步故意写错 先打印出第一行，然后报 NameError，指出 line 2，并提示 Did you mean: 'print'?
Thonny 里 F5 Shell 区显示同样两行

读结果：第 4 步里，"第一行成功、第二行才炸"这件事本身就是知识点——它证明 Python 是一行行边跑边翻译的（如果换成 C++，整个程序连第一行都不会输出）。而 line 2 和那个 ^^^^^ 箭头是最有价值的信息：Python 直接告诉你"我读到哪儿发现不对"。

七、30 秒实验

实验一：文件的后缀不影响运行

cp hello.py hello.txt
python3 hello.txt

照样跑出结果。 因为 Python 不看后缀，它是"把文件内容当代码读"。（那为什么还要写 .py？为了编辑器能高亮、为了别人一看就懂——这是"给人看"的约定，不是"给机器看"的。）

实验二：感受 shebang 的作用

nano whoami.py

写入：

#!/usr/bin/env python3
print("我是被谁跑的？")

chmod +x whoami.py
./whoami.py          # 能跑，打印出那句中文

现在把第一行 shebang 删掉（只留 print 那行），再跑一次：

nano whoami.py       # 删掉第一行，Ctrl+O 保存、Ctrl+X 退出
./whoami.py          # 这次跑不起来了

结果是报错（大意是 Syntax error: ... "print"，因为系统不知道该用 Python 来执行它，就用默认的 shell 去读，shell 看不懂 print(...) 这种写法）。

💡 结论

./文件名 这种跑法，靠的就是第一行的 shebang 告诉系统"用谁来执行我"。 把 shebang 删了，chmod +x 给的执行权限就"无处可施"了。而用 python3 文件名 这种跑法根本不需要 shebang——因为你已经把解释器指定给它了。

实验三：一句话验语法

python3 -m py_compile hello.py && echo "语法没问题 ✅"

没报错就会打印出 语法没问题 ✅。

八、常见误区

  1. "交互模式也能写正经程序" —— 不能。它不能保存、一次只能一行。它是草稿纸，正经程序一律落到 .py 文件。
  2. "文件必须叫 .py，不然跑不了" —— 反了。后缀不影响能不能跑（Python 只看内容），它影响的是"别人和编辑器怎么认这个文件"。还是老实写 .py。
  3. "写代码必须用 IDE，命令行写不了" —— 命令行不仅能写，在无头模式下它是唯一的写法。nano 三个键（保存/退出/搜索）就能撑起你这门课的大部分代码。
  4. "报错就是我的代码全废了" —— 正相反。Python 的报错是"从下往上读"的线索：最后一行说【什么错】，line N 说【在哪一行】。看得懂报错，你就能自己修——这是本章最有价值的一项技能。
  5. "Windows 上写的 .py，直接传过去就能跑" —— 大多数时候能，但换行符不一样（Windows 是 \r\n、Linux 是 \n），偶尔会报奇怪的错。解法：编辑器设成 LF，或传过去用 sed -i 's/\r$//' 转一遍。
  6. "Thonny 是给小孩用的，正经开发不能用" —— 它轻、内置解释器、有单步调试，在树莓派这种资源有限的机器上非常合适。VS Code 功能更强但吃内存（2GB 机型跑起来很吃力）——工具要配机器，不是越强越好。
自测三问（点开对答案） 1. 交互模式（REPL）和脚本文件，分别适合什么场景？ 2. 无头模式下你没法开 Thonny，那在哪儿写代码？两种办法各是什么？ 3. Python 报错信息该从哪一行开始读？ **参考答案** 1. **交互模式是草稿纸**——试算、验证一句写法的对错，用一次就扔（**不保存**）；**脚本文件是作业本**——正经程序都写在这儿，能保存、能传给别人、能反复运行。 2. **路线 A：就在树莓派上用 `nano` 写**（`nano 文件.py`，`Ctrl`+`O` 保存、`Ctrl`+`X` 退出），再用 `python3 文件.py` 跑；**路线 B：在 Windows 上写好，用 SFTP 或 `scp` 传过去跑**（注意换行符要设成 LF）。 3. **从最后一行往上读**。最后一行是【什么错】（如 `SyntaxError`、`ZeroDivisionError`），往上一行给出 `line N`（在哪一行）和箭头（指到出错位置）。

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