2.2 机器学习的环境准备

本节主要介绍如何搭建机器学习的环境。实际上，搭建机器学习环境并不复杂，其顺序如下：①安装编译语言Python；②安装包；③安装适用于Python的集成开发环境（Integrated Development Environment，IDE）。

2.2.1 安装编译语言Python

Python是一种面向对象的解释型计算机程序设计语言，由荷兰人Guido van Rossum于1989年发明，第一个公开发行版发行于1991年。

Python是纯粹的自由软件，源代码和解释器CPython遵循GPL（GNU General Public License）协议。Python语法简洁清晰，强制用空白符作为语句缩进是其特色之一。

Python具有丰富和强大的库。它常被昵称为胶水语言，能够将使用其他语言制作的各种模块（尤其是C/C++）很轻松地联结在一起。常见的一种应用情形是，使用Python快速生成程序的原型（有时甚至是程序的最终界面），而对其中有特别要求的部分则用更合适的语言改写。例如，3D游戏中的图形渲染模块性能要求特别高，可以用C/C++重写，而后封装为Python可以调用的扩展类库。需要注意的是，在使用扩展类库时需要考虑平台问题，因为某些扩展库可能不提供跨平台的实现。

其安装也特别简单，在https://www.python.org即可下载相应版本的安装包，笔者推荐3.x版的Python。

Windows环境下

（1）在https://www.python.org/downloads/windows下载Python-3.x的.msi文件，单击安装包。

（2）配置环境变量，在环境变量path之后加上Python的安装目录。

（3）调用cmd，输入Python，如果出现Python的命令行页面，则安装成功。

Mac OS环境下

（1）在https://www.python.org/downloads/mac-osx下载Python-3.x的.pkg文件，单击安装包即可。

（2）打开终端，输入命令Python3，如果出现Python的命令行界面，则安装成功。

或者通过命令行方式进行安装。

（1）在终端窗口中，输入如下命令：

（2）安装完成后，输入命令Python3，如果出现Python的命令行界面，则安装成功。

Linux环境下

（1）在https://www.python.org/downloads/source下载Python-3.x的.tgz文件，单击安装包即可。

（2）解压并进入解压目录下，输入如下命令：

（3）安装完成后，输入命令python，如果出现Python的命令行界面，则安装成功。

2.2.2 安装包

Python安装完成之后，但并不是全部，因为在实际Python编程中会用到一些扩展包，而这些扩展包还需要安装，其安装命令也十分简单。

·安装包的基本用法如下：

·如果对安装包的版本有要求，则可以使用如下命令：

·如果某些包需要更新，则可以使用如下命令：

当然，读者在搭建Python环境时与互联网可能是断开的，这个时候使用以上命令安装包可能无法成功，但这并非无法解决，可以通过下载指定的包（其格式为.whl），并复制到需要安装包的环境下，输入如下命令即可：

至此，Python的基本环境搭建完成。

2.2.3 安装适用于Python的集成开发环境

虽然Python的基本环境已搭建完成，但是为了程序开发的便捷性，还需要安装一些集成开发环境。鉴于Python的社区十分强大，目前已有很多功能强大的集成开发环境，本节主要介绍一些目前主流的集成开发环境。

Jupyter Notebook

Jupyter Notebook是一个开放源码的Web应用程序，可以创建和共享包含实时代码、方程式、可视化和叙述性文本的文档。其用途主要包括数据清洗和转换、数值模拟、统计建模、数据可视化、机器学习等。Jupyter Notebook的界面如图2-3所示。

Jupyter Notebook的安装过程如下。

（1）输入如下命令：

（2）安装完成后，输入如下命令并启动：

（3）在浏览器中输入http://<YOUR_IP>：<YOUR_PORT>即可进入Jupyter Notebook的界面。

PyCharm

PyCharm是一种Python IDE，带有一整套可以帮助用户在使用Python语言开发时提高其效率的工具，如调试、语法高亮、Project管理、代码跳转、智能提示、自动完成、单元测试、版本控制等。此外，该IDE提供了一些高级功能，主要用于支持Django框架下的专业Web开发。PyCharm的界面如图2-4所示。

PyCharm的安装也十分方便，目前该IDE只支持Windows和iOS两套系统，在获得安装包之后，单击“安装”按钮。安装完毕后，开启PyCharm指定Python安装路径即可使用。PyCharm的操作界面如图2-5所示。