第一部分　地质学家应知应会的Python基础知识

第1章　轻松搭建Python环境

1.1　Python编程语言

Python是一门高级、模块化的解释型编程语言。高级编程语言的特点是高度抽象，它不涉及计算机本身的细节，容易理解。Python是模块化的，它支持使程序灵活和代码复用的模块和程序包。具体来说，Python包括一个处理所有基本操作的“核心”，以及庞大的用于执行特定任务的专用程序包生态系统。需要说明的是，Python包是代码中可以重复使用的部分，它是函数和模块（即一组函数）的集合，允许用户完成指定任务，比如读取Excel文件或者绘制可发布的图表。

Python是一种解释型语言（同MATLAB、Mathematica、Maple和R一样）。相反，C语言和Fortran则是编译型语言。编译型语言和解释型语言有什么区别呢？粗略来讲，在编译型语言中，编译器需要编译可执行文件中列出的每一句代码。编译成功后，任何目标计算机都可以直接运行该可执行文件。而解释型语言需要在每次执行过程中实时编译代码。对于编程初学者而言，两者的主要区别在于解释型语言的运行速度通常要比编译型语言慢。然而，在大多数日常操作中，性能早已不是问题。在复杂的流体动力学模拟或者三维（3D）图形应用等计算密集型任务中，性能的重要性日趋体现。如果需要，基于特定程序包支持，比如可以编译Python代码的Numba包等，Python的性能可以得到显著改善。在这种情况下，Python代码的运行速度可以接近C和Fortran。

作为一种解释型语言，Python凭借其快速的原型设计和极高的灵活性，促进了不同平台上代码的交换（即跨平台代码交换）。

吸引地球科学家们开始学习Python的原因是它有如下特点：（1）语法简单易学；（2）高度灵活；（3）拥有广大用户和开发者群体的支持；（4）免费、开源；（5）能提高个人技能的熟练程度。