python 基础 -- 安装Python模块

作为一个流行的开源开发项目，Python拥有一个由贡献者和用户组成的活跃支持社区，他们还根据开源许可条款向其他Python开发人员提供他们的软件。

这允许Python用户有效地共享和协作，从其他人已经创建的常见(有时甚至是罕见的!)问题的解决方案中受益，以及潜在地向公共池贡献他们自己的解决方案。

本指南涵盖了该过程的安装部分。有关创建和共享您自己的Python项目的指南，请参阅发行版指南。

对于企业和其他机构用户，请注意，许多组织在使用和贡献开源软件方面都有自己的政策。在使用Python提供的发行版和安装工具时，请考虑这些策略。

1、关键术语

• pip 是首选的安装程序。从Python 3.4开始，它默认包含在Python二进制安装程序中。
• 虚拟环境(virtual environment)是一种半隔离的Python环境，它允许安装包供特定应用程序使用，而不是在系统范围内安装。
• venv是创建虚拟环境的标准工具，自Python 3.3以来一直是Python的一部分。从Python 3.4开始，默认将pip安装到所有创建的虚拟环境中。
• virtualenv 是venv的第三方替代品(也是前身)。它允许在3.4之前的Python版本上使用虚拟环境，这些版本要么根本不提供venv，要么无法自动将pip装到创建的环境中。
• Python包索引是开放源码许可包的公共存储库，可供其他Python用户使用。
• Python Packaging Authority是一个由开发人员和文档作者组成的组织，负责维护和发展标准打包工具以及相关的元数据和文件格式标准。他们在GitHub和Bitbucket上维护各种工具、文档和问题跟踪器。
• distutils是1998年首次添加到Python标准库中的原始构建和分发系统。虽然直接使用distutils正在逐步被淘汰，但它仍然为当前的打包和分发基础设施奠定了基础，它不仅仍然是标准库的一部分，而且它的名字以其他方式存在(例如用于协调Python打包标准开发的邮件列表的名称)。

在3.5版更改:现在建议使用venv创建虚拟环境。

Python Packaging User Guide: Creating and using virtual environments

2、基本用法

标准打包工具都被设计为可以从命令行使用。

下面的命令将从Python包索引中安装模块的最新版本及其依赖项:

python -m pip install SomePackage

对于POSIX用户(包括macOS和Linux用户)，本指南中的示例假设使用虚拟环境。
对于Windows用户，本指南中的示例假设在安装Python时选择了调整系统PATH环境变量的选项。

也可以直接在命令行上指定精确或最小版本。当使用比较符操作符，如>、<或其他特殊字符时，包名和版本应该用双引号括起来:

python -m pip install SomePackage==1.0.4    # specific version
python -m pip install "SomePackage>=1.0.4"  # minimum version

正常情况下，如果一个合适的模块已经安装，尝试再次安装它将没有效果。升级现有模块必须明确请求:

python -m pip install --upgrade SomePackage

关于pip及其功能的更多信息和资源可以在Python打包用户指南中找到。

虚拟环境的创建通过venv模块完成。将包安装到活动虚拟环境中使用上面所示的命令。
Python Packaging User Guide: Installing Python Distribution Packages

3、如何做

这些是一些常见任务的快速答案或链接。

在Python 3.4之前的Python版本中安装pip ?

Python在Python 3.4中才开始捆绑pip。对于早期版本，pip需要像Python打包用户指南中描述的那样被“引导”。

Python Packaging User Guide: Requirements for Installing Packages

仅为当前用户安装软件包?

将--user选项传递给python -m pip install将只为当前用户安装包，而不是为系统的所有用户安装包。

安装科学Python包?

许多科学Python包具有复杂的二进制依赖关系，并且目前不容易直接使用pip进行安装。此时，对于用户来说，通过其他方式安装这些包通常比尝试使用pip安装它们更容易。

Python Packaging User Guide: Installing Scientific Packages

并行安装多个版本的Python ?

在Linux, macOS和其他POSIX系统上，使用版本化的Python命令结合-m开关来运行相应的pip副本

python2   -m pip install SomePackage  # default Python 2
python2.7 -m pip install SomePackage  # specifically Python 2.7
python3   -m pip install SomePackage  # default Python 3
python3.4 -m pip install SomePackage  # specifically Python 3.4

还可以使用适当版本的pip命令。
在Windows上，结合-m开关使用py Python启动器:

py -2   -m pip install SomePackage  # default Python 2
py -2.7 -m pip install SomePackage  # specifically Python 2.7
py -3   -m pip install SomePackage  # default Python 3
py -3.4 -m pip install SomePackage  # specifically Python 3.4

4、常见安装问题

4.1 在Linux上安装系统Python

在Linux系统上，Python安装通常会作为发行版的一部分包含。安装到这个Python安装需要对系统具有root访问权限，如果使用pip意外升级组件，可能会干扰系统包管理器和系统其他组件的操作。

在这样的系统上，使用pip安装包时，最好使用虚拟环境或为每个用户安装一个。

4.2 pip未安装

默认情况下可能不会安装pip。一个可能的解决办法是:

python -m ensurepip --default-pip

还有用于安装pip的其他资源。

4.3 安装二进制扩展

Python通常严重依赖于基于源代码的发行版，最终用户被期望从源代码编译扩展模块作为安装过程的一部分。

随着对二进制wheel格式的支持的引入，以及通过Python包索引至少在Windows和macOS上发布wheel的能力，这个问题有望随着时间的推移而减少，因为用户更经常地能够安装预构建的扩展，而不是需要自己构建它们。

一些用于安装尚未作为预构建的wheel文件提供的科学软件的解决方案也可以帮助您获得其他二进制扩展，而无需在本地构建它们。

Python Packaging User Guide: Binary Extensions