1.2 搭建开发环境
在开始学习编写Python游戏之前，需要先搭建开发环境。本节将详细介绍如何搭建Python游戏开发环境。
1.2.1 安装Python
首先需要在本地安装Python，安装Python主要是安装Python解释器以及相关开发工具。推荐读者选择Python 3，这是因为Python 3新于Python 2，并且Python核心团队已于2020年停止维护Python 2，Python 2濒于淘汰，目前许多第三方Python库也开始逐渐摒弃Python 2的版本。
从Python官方网站https://www.python.org下载与操作系统相匹配的最新版本Python 3安装包。笔者写文时最新的Python版本为Python 3.8.0。Python 3.8.0的下载地址为https://www.python.org/downloads/release/python-380/，拉到页面最下面的Files这里就是了，下载页面如图1-4所示。
图1-4 Python安装包官方下载页面
1. 在Windows系统上安装Python
在图1-4中，后面6个安装包均匹配Windows系统。如果是32位操作系统，则只能使用以Windows x86开头的安装包中的任意一个；如果是64位操作系统，则以Windows x86或Windows x86-64开头的安装包均可以使用。如果仅作为学习使用，为简单稳妥起见，无论Windows系统是32位还是64位，都建议使用32位的Python安装包，这样做可以避免许多不必要的麻烦。如果使用64位Python安装包，则要求以后配套的所有第三方安装包都必须是64位版本。
如果选择32位Python安装包，则有三个选项可供选择：Windows x86 embeddable zip file为Python的嵌入式版本，一般不常使用；其他两个选项均为Python的Windows系统桌面版本，安装任意一种即可，二者的不同之处在于Windows x86 executable installer为离线安装包，Windows x86 web-based installer为在线安装包。本书以Windows x86 executable installer为例介绍如何在Windows系统上安装Python。
单击Windows x86 executable installer链接即可下载安装包，下载后的安装包名称为python 3.8.0.exe。双击安装包，进入如图1-5所示的安装界面。
图1-5 Python安装界面
勾选Add Python 3.8 to PATH复选框，单击Install Now按钮开始安装。整个安装过程非常快速，一两分钟即可完成。
安装完成后会显示如图1-6所示的界面。
打开命令行并输入python，会显示如图1-7所示的信息，提示Python的版本信息为3.8.0，即表示Python已经安装成功。
2. 在Linux系统上安装Python
一般情况下，Linux系统的发行版都默认安装有Python，但其自带的Python可能不是最新版本，因此需要手动安装最新版本的Python。在Linux系统上可以通过apt等工具直接安装Python，也可以通过编译Python源代码的方式安装Python。鉴于不同Linux系统的发行版的通用性以及Python官方下载地址针对Linux系统给出的是源代码，因此只介绍如何利用编译源代码的方式安装Python。
图1-6 Python安装完成界面
图1-7 在命令行输入python
打开终端Terminal，切换到root，依次执行以下命令。
利用wget命令从Python官方网站下载最新版本的Python源代码：
这里给出的地址是Python官方网站中Gzipped source tarball的下载链接，如图1-8所示。
图1-8 Python源代码下载页面
代码包下载完成后，进入其所在的目录，将其解压缩到本地：
以上命令会在与Python 3.8.0.tgz相同的目录下生成一个名为Python 3.8.0的目录。进入该目录，执行configure脚本：
然后编译：
最后安装：
注意：Python源代码在编译过程中需要一些依赖库，如果这些依赖库在本地系统上找不到，则会提示编译错误，此时需要找到出错信息，通过apt或yum工具安装所需的依赖库，然后重新编译和安装即可。
安装完成后，在终端输入python3，如果显示如下信息，则说明安装成功。
可以通过which命令查看刚刚安装的Python 3.8.0的安装目录：
可见，Python 3.8.0安装在/usr/local/bin目录下。
3. 在macOS系统上安装Python
macOS系统默认安装有Python，但其版本一般为Python 2，如果需要使用最新版本的Python，则需要手动安装，安装步骤如下。
首先，从前文提供的Python 3.8.0的官方下载地址中下载与自己的macOS系统相匹配的安装包，如图1-9所示。Python 3.8.0只提供了一个macOS 64-bit installer版本的下载链接，供OSX 10.9以后的系统使用。由于笔者的macOS版本为10.13，因此以下载和安装macOS 64-bit installer为例进行介绍。
图1-9 Python安装包下载页面
单击macOS 64-bit installer链接，下载macOS Python安装包，下载后的安装包的名称为python-3.8.0-macosx10.9.pkg。
双击该安装包，开始安装过程，如图1-10和图1-11所示。
图1-10 Python安装界面
图1-11 Python安装完成界面
安装过程非常简单，一直单击Continue与Agree按钮即可。
注意：安装完成后，系统会提示用户安装SSL根证书，此时需要在自动弹出的窗口（/Applications/Python3.8目录下）中双击名为Install Certificates.command的文件，即可下载和安装SSL根证书，如图1-12所示。
系统会自动开启一个脚本，用来下载与安装SSL根证书，如图1-13所示。
SSL根证书安装完毕后，下面验证刚刚安装的Python。在终端输入python3，如果可以进入如图1-14所示的界面，则说明Python 3.8.0已经安装成功。
图1-12 弹出窗口
图1-13 SSL根证书的安装过程
图1-14 在终端输入python3
下面查看Python的安装路径，如图1-15所示。
图1-15 Python的安装路径
Python 3.8.0安装在/Library/Frameworks/Python.framework路径下，在/usr/local/bin目录中也有其对应的链接文件。
1.2.2 安装PyCharm
成功安装Python后就可以使用它开发程序了。可以使用以下任意一种方式编辑、调试、运行Python程序：
·不使用集成开发环境（IDE），只使用任意一款第三方编辑器，如Nodepad++、Sublime、VIM等；
·使用Python自带的集成开发环境（IDLE）；
·使用第三方IDE。
为了更加简单便捷地开发Python程序，本书相关示例程序均选择第三种方案，即使用第三方IDE。这是由于Python自带的IDLE功能有限，而第三方IDE的选择性很多，功能也更加强大。本书选用和推荐的是目前非常流行的第三方IDE——PyCharm。本书所有示例代码都是基于PyCharm开发的。
PyCharm的安装步骤如下。
首先，在PyCharm官方网站https://www.jetbrains.com/pycharm/download/上找到最新版本的PyCharm安装包，如图1-16所示。
图1-16 PyCharm官方下载页面
PyCharm有两个版本：Professional版（专业版）与Community版（社区版）。与Community版相比，Professional版支持更多功能，如科学计算、网站开发、性能分析、数据库支持等，不过这些功能需要付费。而Community版则完全免费，但其功能相对较少。针对Python游戏开发，使用PyCharm的Community版即足够使用。因此下面以Community版为例介绍如何在本地安装PyCharm。
在图1-16所示的页面中找到与自己的操作系统相匹配的PyCharm版本，选择最新版本下载和安装。本书在编写时，PyCharm的最新版本为2019.3.1。
1. 在Windows系统上安装PyCharm
在图1-16所示的页面中找到Windows系统对应的PyCharm版本，单击Community下的Download按钮，即可下载最新版本的PyCharm安装包。下载后的安装包名称为pycharm-community-2019.3.1.exe，双击即可开始安装，如图1-17所示。
安装过程很简单，一直选择默认选项和单击Next按钮即可。
安装完毕后，需要重启系统以完成PyCharm的全部安装，此时PyCharm即安装完成，如图1-18所示。
图1-17 PyCharm安装界面
图1-18 PyCharm安装完成界面
2. 在Linux系统上安装PyCharm
在图1-16所示的页面中找到Linux系统对应的PyCharm版本，单击Community下的Download按钮，即可下载最新版本的PyCharm安装包。下载后的安装包名称为pycharm-community-2019.3.1.tar.gz，需要按照以下步骤安装与运行PyCharm。
进入pycharm-community-2019.3.1.tar.gz的下载目录，执行如下命令，将其解压到本地：
解压后的目录名称为pycharm-community-2019.3.1，与pycharm-community-2019.3.1.tar.gz位于同一目录。
进入pycharm-community-2019.3.1/bin目录，执行其中的pycharm.sh文件即可打开PyCharm客户端：
3. 在macOS系统上安装PyCharm
在PyCharm的官方下载页面中找到macOS系统对应的PyCharm版本，单击Community下的Download按钮即可下载PyCham安装包。下载后的PyCharm安装包名称为pycharm-community-2019.3.1.dmg，双击进入如图1-19所示的安装界面。
图1-19 PyCharm安装界面
此时把PyCharm CE.app图标拖曳到Applications文件夹即可，即代表PyCharm在macOS系统上安装成功。安装完成后，需要把桌面上的PyCharm.dmg文件弹出（Eject）。
现在，我们就可以在Applications文件夹中找到PyCharm的图标了，图1-20中的PyCharm CE.app文件就是PyCharm的客户端。
图1-20 macOS系统中的Applications文件夹
这里的PyCharm CE代表PyCharm Community Edition。
1.2.3 配置虚拟环境
虚拟环境可以把当前项目的环境与全局开发环境相隔离，这样一来，针对当前项目中所有安装包的安装、更新与卸载都不会影响全局Python环境。使用虚拟环境可以同时在同一个系统中安装一个软件包的多个版本，并使它们不会相互冲突。因此，我们开发的每一个项目，最好都有一个单独的虚拟环境。
本节以Windows系统为例讲解如何使用PyCharm配置虚拟环境，由于在Linux与macOS系统上使用PyCharm配置虚拟环境的方法与之类似，因此不再赘述。除此之外，本书中Pygame与Cocos2d的安装也都以Windows系统为例，它们在Linux与macOS系统上的安装方法与之类似，读者可以自行探索。创建与配置虚拟环境的方法很多，由于本书使用PyCharm作为IDE，因此统一使用PyCharm创建虚拟环境。
安装PyCharm后，在创建项目之前，首先需要配置虚拟环境。在PyCharm中配置虚拟环境的步骤如下。
启动PyCharm，出现如图1-21所示的窗口。
图1-21 PyCharm启动窗口
单击Create New Project按钮新建一个工程，如图1-22所示。
图1-22 PyCharm新建工程窗口
首先，在第一个Location文本框中填写工程的位置与名称，然后单击下面的小三角图标，勾选New environment using复选框，并选择默认的Virtualenv选项即可；第二个Location文本框中的内容是虚拟环境的位置，默认为当前工程下的venv目录；Base interpreter文本框中的内容是当前工程所用的解释器，默认为Python在系统中的安装路径。如果在系统中安装了多个Python版本，则可以任选一个指定的版本使用，这里选择之前安装的Python3.8.0版本。其他选项无须设置。当然，如果不勾选New environment using复选框，则系统会自动创建该工程的虚拟环境。最后单击Create按钮，即可创建一个带有虚拟环境的项目工程。
该虚拟环境默认位于当前工程的venv目录，它会把Python解释器等一些关键文件从Python的系统安装目录中复制过来，以后所有在此虚拟环境下安装的库、工具等内容都会被放到该venv目录中。
现在一切准备就绪，下面让我们一起试试看。
如图1-23所示，在PyCharm中打开左侧Project选项下的proj工程目录，可见其中已经有了一个名为venv的目录，该目录即是放置proj工程的虚拟环境使用的。在proj根目录下新建一个py文件，命名为main.py，用来存放源代码。为简单起见，让它只打印一句“Hello World”。代码完成后，按Shift+F10键运行程序，底部的Run窗口会显示执行结果，打印出“Hello World”，即表示开发环境已经可以正常工作了。
图1-23 在PyCharm中编辑与运行Python代码
通过图1-23所示的执行结果可以看出，执行main.py使用的是虚拟环境下的Python解释器（D:\proj\venv\Scripts\python.exe）。
搭建好开发环境后，接下来就可以在工程中添加自己的代码进行Python程序开发了。
由于本书的目的是开发游戏，因此在编写代码前，还需要安装Python游戏库——Pygame或者Cocos2d。Pygame与Cocos2d的安装方法将在后续相关章节进行介绍。