PyCharm是一种PythonIDE，可以帮助程序员节约时间，提高生产效率。那么具体如何使用呢？本文从PyCharm安装到插件、外部工具、专业版功能等进行了一一介绍，希望能够帮助到大家。
之前也没系统地介绍过PyCharm，怎样配置环境、怎样DeBug、怎样同步GitHub等等可能都是通过经验或者摸索学会的。在本文中，我们并不会提供非常完善的指南，但是会介绍PyCharm最主要的一些能力，了解这些后，后面就需要我们在实践中再具体学习了。
机器之心的读者应该非常了解JetBrains开发的PyCharm了，它差不多是Python最常用的IDE。PyCharm可以为我们节省大量时间，它能够管理代码，并完成大量其他任务，如debug和可视化等。
本文将介绍：
本文假设读者熟悉Python开发，且计算机中已安装某个版本的Python。该教程将使用Python3.6版本，屏幕截图和demo均来自macOS系统。由于PyCharm可在所有主流平台上运行，读者在其他系统中会看到略微不同的UI元素，可能需要调整某些命令。
PyCharm安装
本文将使用PyCharmCommunityEdition2019.1版本，该版本免费且可在所有主流平台上使用。只有最后一部分「PyCharmProfessional功能」使用的是PyCharmProfessionalEdition2019.1版本。
推荐使用JetBrainsToolboxApp安装PyCharm。使用该App，你可以安装不同的JetBrains产品或者同一产品的不同版本，并在必要的情况下更新、回滚和轻松删除任意工具。你还可以在恰当的IDE及版本中快速打开任意项目。
ToolboxApp安装指南，参见JetBrains官方文档：https://www.jetbrains.com/help/pycharm/installation-guide.html#toolbox。
该App会根据你的操作系统提供合适的安装说明。如果它无法无法准确识别系统，你可以在右上角的下拉列表中找到合适的系统。
安装成功后，启动该app并接受用户协议。在Tools选项下，你可以看到一个可用产品列表。从中找到PyCharmCommunity，并点击Install。
好啦，现在你的机器上已经安装PyCharm了。如果不想使用Toolboxapp，你可以单独安装PyCharm。
启动PyCharm，你将看到导入设置弹窗。PyCharm会自动检测出这是首次安装，并为你选择「Donotimportsettings」选项。点击OK，之后PyCharm会让你选择键盘映射（keymapscheme）。保留默认设置，点击右下角的「Next:UIThemes」：
PyCharm将询问选择深色模式Darcula还是浅色模式。你可以选择自己喜欢的模式，并点击「Next:LauncherScript」：
本教程将使用深色模式Darcula。
在下一个页面上，直接保留默认设置，并点击「Next:Featuredplugins」，这时PyCharm将展示可用插件列表。点击「StartusingPyCharm」，现在你可以写代码了！
在PyCharm中写代码
在PyCharm中，你可以在「项目」中执行任意操作。因此，首先你需要创建一个项目。
安装和打开PyCharm后，你会看到欢迎页面。点击「CreateNewProject」，出现「NewProject」弹窗：
指定项目位置，打开ProjectInterpreter列表，选择创建新的项目解释器或者使用已有的解释器。选择「Newenvironmentusing」，打开其右方的下拉列表，选择Virtualenv、Pipenv或Conda。这些工具可以为不同项目单独创建Python环境，从而分别保存不同项目所需的依赖项。
你可以选择其中任意一个，本教程使用的是Virtualenv。选择后，指定环境位置，从Python解释器列表中选择要安装在系统中的baseinterpreter。通常，保持默认设置即可。下面有两个可选框：在新环境中继承全局包环境、令当前环境可以用其它所有项目，两个都不要选。
点击右下角的「Create」，创建新项目：
屏幕上出现「TipoftheDay」弹窗，在每次启动时PyCharm通过该弹窗提供trick。关掉该弹窗。
现在我们可以开始新的Python程序了。如果你使用的是Mac系统，使用Cmd+N键；如果你使用的是Windows或Linux系统，使用Alt+Ins键。然后选择PythonFile。你也可以在菜单中选择File→New。将新文件命名为guess_game.py并点击OK。你将看到如下PyCharm窗口：
至于测试代码，我们来快速写一个简单的猜谜游戏，即程序选择一个数字让用户来猜，在每一次猜测时，程序将告诉用户他猜的数字比神秘数字大还是小，用户猜中数字时游戏结束。以下是该游戏的代码：
直接键入上述代码，而不是复制粘贴。你会看到如下画面：
如上图所示，PyCharm提供IntelligentCodingAssistance功能，可以执行代码补全、代码检查、错误高亮显示和快速修复建议。比如键入main并点击tab键，PyCharm会自动补全整个main从句。
此外，如果你在条件句前忘记键入if，在该句子最后增添.if并点击Tab键，PyCharm将修复该if条件句。该用法同样适用于True.while。这即是PyCharm的PostfixCompletion功能，它可以帮助用户减少退格键使用次数。
在PyCharm中运行代码
现在你已经编码完成该游戏，可以运行了。
该游戏程序有三种运行方式：
在Mac系统中使用快捷键Ctrl+Shift+R，在Windows或Linux系统中，使用快捷键Ctrl+Shift+F10。
右键单击背景，从菜单中选择「Run『guess_game』」。
由于该程序具备__main__从句，你可以点击__main__从句左侧的绿色小箭头，选择「Run『guess_game』」。
使用以上任一方式运行该程序，窗口底部会出现终端面板（Terminalpane），显示你的代码输出结果：
你可以玩一下这个游戏，看看自己能否猜中数字。（专业建议：从50开始猜。）
在PyCharm中进行代码debug
找到神秘数字了吗？如果找到了，你可能会看到一些奇怪的东西：程序没有打印出祝贺信息和显示退出按钮，而是重新开始了。这就是bug所在。要想发现程序重新开始的原因，你需要debug。
首先，点击第8行代码左侧的空白区域，设置断点：
断点即程序运行到这一行时会自动停止，你可以探索断点处之后的代码有什么错误。接下来，从以下三种方式中选择一种开始debug：
在Mac系统中使用Ctrl+Shift+D键，在Windows或Linux系统中使用Shift+Alt+F9键。
右键单击背景，选择「Debug『guess_game』」。
点击__main__从句左侧的绿色小箭头，选择「Debug『guess_game』」。
之后，你将看到底部出现Debug窗口：
按照下列步骤执行程序debug：
注意当前行被蓝色高亮显示。
Debug窗口显示random_int及其值。记录该数字。（上图中该数字为85。）
点击F8执行当前代码行，并执行到下一行代码。如有必要，你也可以使用F7跳转到当前行内的函数。随着你继续执行语句，变量的变化将自动呈现在Debugger窗口。
注意Debugger标签右侧有一个Console标签。Console标签和Debugger标签相互独立。你可以在Console中与程序进行交互，在Debugger中执行debug动作。
转向Console标签，进入猜测过程。
键入左侧Debugger标签中显示的数字，点击Enter键。
转回Debugger标签。
再次点击F8，计算if语句。注意现在你在第14行。为什么不是第11行呢？因为第10行的if语句被计算为False。那么为什么当你键入数字后它算出来为False了呢？
仔细看第10行，注意我们在对比user_guess和一个错误的项。我们应该对比用户猜测的数字和random_int，但此处我们对比的是randint（从random包导入的函数）。
将randint更改为random_int，按照同样的步骤重新开始debug。你会发现，这一次到达的是第11行，第10行算出来为True：
恭喜你，bug被修复了！
在PyCharm中进行代码测试
不经单元测试的应用都不可靠。PyCharm可以帮助你快速舒适地写单元测试并运行。默认情况下，unittest被用作测试运行器，而PyCharm还支持其他测试框架，如pytest、nose、doctest、tox和trial。例如，你可以按照以下步骤为项目选择pytest测试运行器：
打开Settings/Preferences→Tools→PythonIntegratedTools设置对话框。
在默认测试运行器字段中选择pytest。
点击OK保存该设置。
本教程的示例将使用默认测试运行器unittest。
在同一个项目中，创建文件calculator.py，并将以下Calculator类放入该文件：
PyCharm使得为已有代码创建测试变得轻而易举。打开calculator.py文件，执行以下步骤中的任意一个：
选择「CreateNewTest…」，得到以下窗口：
Targetdirectory、Testfilename和Testclassname这三项均保留默认设置。选中上图中两种需要测试的方法并点击OK。好了！PyCharm自动创建文件test_calculator.py，并在其中创建了以下stubtest：
使用以下方法中的任意一个运行测试：
你将看到底部出现测试窗口，所有测试均失败：
注意，左侧是测试结果的层次结构，右侧是终端的输出。现在，将代码更改成以下代码，实现test_add：
重新运行测试，你会看到一个测试通过了，另一个则失败。按照如下操作探索不同选项，来展示已通过测试和被忽略测试，按照字母顺序对测试进行排序，以及按照时长对测试进行排序：
注意，上图中的sleep(0.1)方法的作用是使其中一个测试变慢，以便按时长对测试进行排序。
在PyCharm中编辑已有项目
单文件项目非常适合作为示例，但你通常需要处理较大的项目。这部分将介绍如何使用PyCharm处理较大项目。
为了探索PyCharm以项目为中心的特征，你将使用Alcazarweb框架（该框架用于学习目的）。在本地复制该repo（地址：https://realpython.com/optins/view/alcazar-web-framework/）。
当你在本地已有项目时，使用以下方法中的任意一个在PyCharm中打开项目：
之后，在计算机中找到包含该项目的文件夹，并打开。
如果该项目包含虚拟环境，PyCharm将自动使用该虚拟环境，并将它作为项目解释器。
如果你需要配置不同的虚拟环境virtualenv，在Mac上打开Preferences，或在Windows或Linux系统中使用Ctrl+Alt+S打开Settings，找到Project:ProjectName。打开下拉列表，选择ProjectInterpreter：
从下拉列表中选择virtualenv。如果没有要选择的项，则点击下拉列表右方的设置按钮选择Add…。其余步骤和创建新项目的步骤相同。
在PyCharm中搜索和导航
在大项目中，我们很难记住每个事物的位置，因此快速导航和搜索非常重要。PyCharm可以提供这些功能。接下来，我们使用上一节中打开的项目，实践以下快捷键：
在当前文件中搜索代码段：在Mac系统中使用Cmd+F键，在Windows或Linux系统中使用Ctrl+F键。
在整个项目中搜索代码段：在Mac系统中使用Cmd+Shift+F键，在Windows或Linux系统中使用Ctrl+Shift+F键。
搜索类：在Mac系统中使用Cmd+O键，在Windows或Linux系统中使用Ctrl+N键。
搜索文件：在Mac系统中使用Cmd+Shift+O键，在Windows或Linux系统中使用Ctrl+Shift+N键。
如果你不知道要搜索的是文件、类还是代码段，则搜索全部：按两次Shift键。
导航可使用以下快捷键：
前往变量的声明：在Mac系统中使用Cmd键，在Windows或Linux系统中使用Ctrl键，然后单击变量。
寻找类、方法或文件的用法：使用Alt+F7键。
查看近期更改：使用Shift+Alt+C键，或者在主菜单中点击View→RecentChanges。
查看近期文件：在Mac系统中使用Cmd+E键，在Windows或Linux系统中使用Ctrl+E键，或者在主菜单中点击View→RecentFiles。
多次跳转后在导航历史中前进和后退：在Mac系统中使用Cmd+[/Cmd+]键，在Windows或Linux系统中使用Ctrl+Alt+Left/Ctrl+Alt+Right键。
更多细节，参见官方文档：https://www.jetbrains.com/help/pycharm/tutorial-exploring-navigation-and-search.html。
PyCharm中的版本控制
版本控制系统（如Git和Mercurial）是现代软件开发世界中最重要的工具之一。因此，IDE必须支持版本控制。PyCharm在这方面做得很好，它集成了大量流行的版本控制系统，如Git（和Github(https://github.com/)）、Mercurial、Perforce和Subversion。
注：以下示例中使用的版本控制系统为Git。
配置版本控制系统（VCS）
要想实现VCS集成，你需要在顶部菜单点击VCS→VCSOperationsPopup…，或者在Mac系统中使用Ctrl+V键，在Windows或Linux系统中使用Alt+`键。选择EnableVersionControlIntegration…，你将看到以下窗口：
从下拉列表中选择Git，点击OK，这样你就为项目设置好了VCS。（注意，如果你打开的已有项目已经具备版本控制系统，PyCharm将会发现并自动使用该版本控制系统。）
这时如果你前往VCSOperationsPopup…，你会发现一个不同的弹窗，它具备选项gitadd、gitstash、gitbranch、gitcommit、gitpush等等：
如果你找不到所需要的选项，你可以在顶部菜单中点击VCS，选择Git，在这里你可以创建和查看pullrequest。
提交和冲突处理
这是PyCharm中VCS集成的两大特征，我个人经常使用并且非常喜欢。假如你完成了工作，打算提交，前往VCS→VCSOperationsPopup…→Commit…，或者在Mac系统中使用Cmd+K键，在Windows或Linux系统中使用Ctrl+K键。你将看到如下窗口：
在该窗口中，你可以：
是不是感觉很神奇很迅速？特别是如果你以前经常通过命令行手动执行这些任务时。
团队合作中会出现合并冲突（mergeconflict）。当一个人对你正在处理的文件提交更改时，你们二人更改了同一行导致更改重叠，这时VCS无法决定选择你的更改还是队友的更改。那么你可以使用以下箭头和符号来解决这个问题：
看起来很奇怪，我们很难分辨应该删除哪些更改、保留哪些更改。不要怕，PyCharm来了！它可以用更好、更简洁的方法解决冲突。在顶部菜单中前往VCS，选择Git，然后选择Resolveconflicts…。选择存在冲突的文件，点击Merge，出现以下窗口：
在左侧列中，你可以查看自己做的更改。在右侧列中，可以查看队友做的更改。而中间列则显示结果。存在冲突的代码行被高亮显示，你可以在它们旁边看到X和>>/<<。点击箭头表示接受更改，点击X则表示拒绝更改。解决所有冲突后，点击Apply按钮：
在上图中，对于第一个冲突行，作者选择拒绝自己的更改，接受队友的更改。而在第二个冲突行中，作者接受了自己的更改，拒绝了队友的更改。
使用PyCharm中的VCS集成还可以执行很多操作。详情参见https://www.jetbrains.com/help/pycharm/version-control-integration.html。
在PyCharm中使用插件和外部工具
在PyCharm中你可以找到开发所需的几乎所有功能。如果没找到，那么很可能存在一个插件，向PyCharm提供你需要的功能。例如，它们可以：
例如，IdeaVim插件向PyCharm添加Vim模拟。如果你喜欢Vim，这个插件可以实现不错的结合。
MaterialThemeUI插件可将PyCharm的外观改变为MaterialDesign的外观：
Vue.js插件使PyCharm支持Vue.js项目。Markdown插件使得在IDE内可以编辑Markdown文件，并实时预览渲染后的HTML。
在Mac系统上点击Preferences→Plugins，在Windows或Linux系统中点击Settings→Plugins，你可以在Marketplace标签下找到和安装所有可用插件：
如果仍然没找到所需插件，你甚至可以自己开发一个。
如果你找不到合适的插件，又不想自己开发，因为PyPI上有可用的包，你可以将这个包作为外部工具添加到PyCharm。以代码分析器Flake8为例。
首先，在所选Terminalapp中键入pipinstallflake8，从而在虚拟环境中安装Flake8。或者也可以使用PyCharm集成的Terminal：
在Mac系统上点击Preferences→Tools，在Windows或Linux系统中点击Settings→Tools，选择ExternalTools。然后点击底部(1)处的+按钮。在弹出的窗口中，输入细节并在两个窗口中点击OK，如下图所示：
上图中，Program(2)指Flake8，你可以在虚拟环境文件夹（bin）中找到它。Arguments(3)表示你想用Flake8分析的文件。Workingdirectory表示项目目录。
你可以把这里所有项的绝对路径写死，但这就意味着你无法在其他项目中使用该外部工具，只能在一个项目中针对一个文件使用该工具。
因此你需要使用Macros。它是$name$格式的变量，根据语境而变化。例如，当你编辑first.py时，$FileName$为first.py，当你编辑second.py时，$FileName$为second.py。你可以查看它们的列表，点击InsertMacro…按钮将其中一个插入。此处你使用了macros，它们的值会根据你目前处理的项目而改变，Flake8将继续准确执行其工作。
要想使用它，你需要创建文件example.py，并在其中写入以下代码：
上述代码故意破坏了Flake8的一些规则。右键单击文件背景，选择ExternalTools→Flake8。Flake8分析结果将出现在窗口底部：
为了使效果更好，你可以为其添加快捷键。在Mac系统中选择Preferences，在Windows或Linux系统中选择Settings。然后，点击Keymap→ExternalTools→ExternalTools。双击Flake8，选择AddKeyboardShortcut，出现以下窗口：
上图中，快捷键是Ctrl+Alt+A（本教程使用该快捷键）。你可以在文本框中添加喜欢的快捷键，然后在两个窗口中点击OK。然后，你就可以用该快捷键，在Flake8的帮助下分析目前在处理的文件了。
PyCharmProfessional功能
PyCharmProfessional是PyCharm的付费版本，具备更多开箱即用的功能和集成。这部分将概览其主要功能，以及官方文档链接（其中详细介绍了每一项功能）。记住，以下功能在PyCharmCommunity版本中均不可用。
Django支持
Django是最流行和最受喜爱的Pythonweb框架，PyCharm对Django提供广泛的支持。要确保对Django的支持，需要执行以下步骤：
在Mac系统中打开Preferences，在Windows或Linux系统中打开Settings。
选择LanguagesandFrameworks。
选择Django。
检查复选框EnableDjangosupport。
应用更改。
现在确保了对Django的支持，你在PyCharm中的Django开发之旅将轻松很多。具体而言在创建项目时，你会得到一个专用的Django项目类型。这表示，当你选择该类型时，你将拥有所有必要文件和设置。这等同于使用django-adminstartprojectmysite。
你也可以在PyCharm内直接运行manage.py命令。目前支持的Django模板，包括以下一些：
语法和错误高亮显示
代码补全
导航
block名称补全
自定义标签和过滤器补全
标签和过滤器的快速文档
模板debug能力
除此之外，我们还可以在其他Django部分（如视图、URL和模型）中执行代码补全、对DjangoORM提供代码追踪支持（codeinsightsupport）、对Django模型提供模型依赖项关系图。
更多细节，参见官方文档：https://www.jetbrains.com/help/pycharm/django-support7.html。
数据库支持
现代数据库开发是一个复杂的任务，需要多个支持系统和工作流。这也是JetBrains开发独立IDEDataGrip的原因。DataGrip是独立于PyCharm的产品，二者的应用场景和授权都不相同。
但幸运的是，通过DatabasetoolsandSQL插件（该插件默认开启），PyCharm可以支持DataGrip中的所有特性。在该插件的帮助下，你可以查询、创建和管理数据库，不管数据库在本地、服务器，还是在云端。该插件支持MySQL、PostgreSQL、MicrosoftSQLServer、SQLite、MariaDB、Oracle、ApacheCassandra等。
关于该插件的更多用途，请查看文档：https://www.jetbrains.com/help/pycharm/relational-databases.html。
线程并发可视化（ThreadConcurrencyVisualization）
DjangoChannels、asyncio和近期框架（如Starlette(https://www.starlette.io/)）表明异步Python编程正逐渐成为趋势。异步编程具备很多好处，但很难写，也很难debug。在此类案例中，ThreadConcurrencyVisualization就是医生，帮助你全面管理多线程应用并进行优化。
更多细节，参见文档：https://www.jetbrains.com/help/pycharm/thread-concurrency-visualization.html。
Profiler
说到优化，profiling是另一种代码优化方法。profiling可以帮助你查看代码的哪一部分占用了最多的执行时间。profiler运行的优先级如下：
1.vmprof
2.yappi
3.cProfile
如果你没有安装vmprof或yappi，则运行标准cProfile。更多细节
科学模式
Python不仅是通用和web编程语言，由于NumPy、SciPy、scikit-learn、Matplotlib、Jupyter等库和工具的加持，Python成为数据科学和机器学习领域的最优工具。有了这些强大工具，你还需要一个强大的IDE来支持这些库所具备的绘图、分析等所有功能。
关于科学模式的更多详情
远程开发
很多应用出现bug的一个常见原因是，开发环境和生产环境不同。尽管在大多数情况下，开发时完美复制生产环境并不现实，但力求实现完美复刻是值得追寻的目标。
在PyCharm的帮助下，你可以使用另一台计算机（如LinuxVM）上的解释器对应用进行debug。这样，你就可以拥有与生产环境一样的解释器了，从而避免很多因开发环境和生产环境差异导致的bug。
结论
PyCharm是最好的Python开发IDE之一。它提供大量优势，帮助执行例行任务，从而节约大量时间。学完本教程，现在你知道如何利用PyCharm提高生产效率了吗？