如何使用Python交互式控制台

介绍

Python交互式控制台（也称为Python解释器或Python shell）为程序员提供了一种快速执行命令、尝试或测试代码而无需创建文件的方式。

通过提供对所有Python内置函数和任何已安装模块、命令历史记录以及自动补全的访问，交互式控制台为探索Python提供了机会，并在准备就绪时将代码粘贴到编程文件中。

本教程将介绍如何使用Python交互式控制台，并将其作为编程工具的优势。

先决条件

您应该已经安装了Python 3，并在您的计算机或服务器上设置了编程环境。如果您尚未设置编程环境，您可以参考安装和设置指南，针对您的操作系统（Ubuntu、CentOS、Debian等）提供一个本地编程环境或一个适用于您的服务器的编程环境。

进入交互式控制台

Python 交互式控制台可从安装了 Python 的任何本地计算机或服务器访问。

您将用于进入默认版本的 Python 交互式控制台的命令是：

python3

如果您正在使用本地虚拟 Python 环境，则可以使用以下命令进入默认版本的 Python：

python

如果您根据先决条件部分设置了编程环境，则可以使用以下命令首先进入该环境，并访问您在该环境中安装的 Python 版本和模块：

cd environments
. my_env/bin/activate

然后键入python命令：

python

在这种情况下，默认版本的 Python 是 Python 3.8.10，在我们输入命令后显示在输出中，还显示了相关的版权声明和一些您可以输入以获取额外信息的命令：

Output
Python 3.8.10 (default, Jun  2 2021, 10:49:15)
[GCC 9.4.0] on linux
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>>

下一个命令的主提示是三个大于号（>>>）：

您可以将特定版本的 Python 目标化，将版本号附加到您的命令中，不带空格：

python2.7

Output
Python 2.7.18 (default, Mar  8 2021, 13:02:45)
[GCC 9.3.0] on linux2
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> 

在这里，我们收到了 Python 2.7.18 将被使用的输出。如果这是我们默认的 Python 2 版本，我们也可以使用以下命令进入交互式控制台：python2。

另外，我们可以使用以下命令调用默认的 Python 3 版本：

python3

Output
Python 3.8.10 (default, Jun  2 2021, 10:49:15)
[GCC 9.4.0] on linux
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>>

我们也可以使用以下命令调用上述交互式控制台：python3.8。

有了 Python 交互式控制台运行后，我们可以开始在 Python 的 shell 环境下工作。

使用 Python 交互式控制台

Python 交互式解释器接受 Python 语法，您需要将其放在>>>前缀之后。

例如，我们可以给变量赋值：

birth_year = 1868

一旦我们将整数值1868赋给变量birth_year，我们将按回车键并获得一个新行，以三个大于号作为前缀：

birth_year = 1868
 

我们可以继续分配变量，然后使用运算符执行数学运算以获得计算结果返回：

>>> birth_year = 1868
>>> death_year = 1921
>>> age_at_death = death_year - birth_year
>>> print(age_at_death)
53
>>> 

就像在文件中使用脚本一样，我们赋值变量，从一个变量中减去另一个变量，并要求控制台打印表示差异的变量。

就像在任何形式的Python中一样，您也可以将交互式控制台用作计算器：

>>> 203 / 20
10.15
>>> 

在这里，我们将整数203除以20，返回的商为10.15。

多行

当我们编写将涉及多行的Python代码时，解释器会使用次要提示作为继续行，即三个点（...）。

要退出这些继续行，您需要按两次ENTER。

我们可以看到以下代码的外观，该代码分配了两个变量，然后使用条件语句来确定要打印到控制台的内容：

>>> sammy = 'Sammy'
>>> shark = 'Shark'
>>> if len(sammy) > len(shark):
...     print('Sammy codes in Java.')
... else:
...     print('Sammy codes in Python.')
... 
Sammy codes in Python.
>>> 

在这种情况下，两个字符串的长度相等，因此else语句打印。
请注意，您需要保持Python的四个空格的缩进约定，否则将收到错误：

>>> if len(sammy) > len(shark):
... print('Sammy codes in Java.')
  File "<stdin>", line 2
    print('Sammy codes in Java.')
        ^
IndentationError: expected an indented block
>>> 

您不仅可以在Python控制台上跨多行实验代码，还可以导入模块。

导入模块

Python 解释器提供了一种快速检查特定编程环境中模块是否可用的方法。您可以使用 import 语句来实现：

>>> import matplotlib
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
ImportError: No module named 'matplotlib'

在上述情况下，模块 matplotlib 在当前编程环境中不可用。

为了安装它，我们需要退出交互式解释器，并像往常一样使用 pip 安装：

pip install matplotlib

Output
Collecting matplotlib
  Downloading matplotlib-3.4.3-cp38-cp38-manylinux1_x86_64.whl (10.3 MB)

...
Installing collected packages: numpy, python-dateutil, kiwisolver, pillow, pyparsing, cycler, matplotlib
Successfully installed cycler-0.10.0 kiwisolver-1.3.1 matplotlib-3.4.3 numpy-1.21.2 pillow-8.3.1 pyparsing-2.4.7 python-dateutil-2.8.2

一旦成功安装了 matplotlib 模块及其依赖项，您可以重新进入交互式解释器：

python

import matplotlib
 

此时您将不会收到错误消息，并且可以在 shell 中或文件中使用已安装的模块。

退出 Python 交互式控制台

退出 Python 交互式控制台有两种主要方法，一种是使用键盘快捷键，另一种是使用 Python 函数。

在*nix系统中，键盘快捷键CTRL + D，在Windows系统中为CTRL + Z，然后按CTRL键将中断您的控制台，并将您返回到原始终端环境：

...
>>> age_at_death = death_year - birth_year
>>> print(age_at_death)
53
>>> 
sammy@ubuntu:~/environments$ 

另外，Python函数quit()将退出交互式控制台，并将您带回到之前的原始终端环境：

>>> octopus = 'Ollie'
>>> quit()
sammy@PythonUbuntu:~/environments$ 

当您使用函数quit()时，它将出现在您的历史文件中，但是键盘快捷键CTRL + D将不会被记录：

...
age_at_death = death_year - birth_year
print(age_at_death)
octopus = 'Ollie'
quit()

退出Python解释器可以通过任一种方式完成，具体取决于您的工作流程和历史记录需求。

访问历史记录

Python交互式控制台的一个有用之处在于，所有命令都记录在*nix系统中的.python_history文件中，您可以使用文本编辑器（例如nano）查看：

nano ~/.python_history

一旦用文本编辑器打开，您的Python历史文件将如下所示，其中包含您自己的Python命令历史记录：

import pygame
quit()
if 10 > 5:
    print("hello, world")
else:
    print("nope")
sammy = 'Sammy'
shark = 'Shark'
...

完成文件操作后，您可以按CTRL + X离开nano。

通过跟踪所有的 Python 历史记录，您可以回到以前的命令和实验，并复制粘贴或修改该代码以在 Python 编程文件或Jupyter Notebook中使用。

结论

Python 交互式控制台提供了一个实验 Python 代码的空间。您可以将其用作测试工具、解决逻辑问题等。

为了与调试 Python 编程文件一起使用，您可以使用 Python code 模块在文件中打开一个交互式解释器，您可以在我们的指南如何使用交互式控制台调试 Python中了解更多信息。