Python 环境安装与使用

概述

参考：

• 官方文档，Python 的安装与使用

安装 Python

Linux

各 Linux 发行版通常都会自带 Python

自定义 Python

由于 Python 模块与包 的管理非常混乱，我们有没有办法像 Go 一样，依靠一个 GOPATH 即可统一管理呢？可以，当我们了解了模块搜索路径的底层原理之后，即可开始着手将 Python 的依赖都移动到指定的目录

对于 root 用户来说，GOPATH 默认在 /root/go，那我们就将 PYTHONHOME 设为 /root/python，开始吧(注意这里要用绝对路径，不要使用 ~)

export PYTHON_VERSION="3.10"
mkdir -p /root/python/lib
cp /usr/bin/python${PYTHON_VERSION} /root/python
cp -ax -r /usr/lib/python${PYTHON_VERSION} /root/python/lib

准备工作完成了，此时我们只需要修改 ${PYTHONHOME} 或者将 /root/python 加入 ${PATH} 变量中即可

export PATH=/root/python:$PATH
~]# python${PYTHON_VERSION}
Python 3.10.6 (main, Nov 14 2022, 16:10:14)
>>> import sys
>>> sys.prefix
'/root/python'
>>> sys.exec_prefix
'/root/python'

Windows

从官网下载 Windows 版的 exe 安装包，勾选 Add Python ${版本号} to PATH。安装包中包括 IDLE、pip、Python 文档。

安装完成后会提示关闭 Path 变量值的长度限制

安装完成后自动设置的内容

修改安装路径到 D:\Tools\Python\Python${版本号} 目录下

• 比如我安装 Python 3.10 版本，则会安装到 D:\Tools\Python\Python310 目录下

同时将会在用户变量中的 Path 环境变量中添加如下值：

• D:\Tools\Python\Python310\Scripts\
• D:\Tools\Python\Python310

在 %USERPROFILE%\AppData\Local\Programs\Python\Python310\Scripts\ 目录中将会添加 pip 二进制命令。

安装完成后基本目录结构

Python 自动安装 pip 和 setuptools 两个包，这两个包在 site-packages 目录中生成如下目录

• pip 包包含目录
  • pip
  • pip-22.3.1.dist-info
  • 另外还会在 Scripts 目录生成 3 个可执行文件。
• setuptools 包包含目录
  • _distutils_hack
  • distutils-precedence.pth
  • pkg_resources
  • setuptools-65.5.0.dist-info
  • setuptools

Windows 可嵌入的包

嵌入式分发是一个包含最小 Python 环境的 ZIP 文件。它旨在充当另一个应用程序的一部分，而不是由最终用户直接访问。

安装多个版本的 Python

初始化项目

无

编译 Python

参考：

• GitHub 项目，pyinstaller/pyinstaller

Python 官方并未提供可以将代码编译成一个独立的可执行文件的工具。如果想要运行 Python 代码，通常来说都要先在目标机器上安装 Python 环境以及所需的依赖库。

但是，我们可以使用第三方工具，如 PyInstaller、cx_Freeze 等将 Python 代码编译成独立的可执行文件。这些工具会将 Python 解释器和所需的所有库打包到单个文件中，因此在未安装 Python 环境的计算机上也可以运行它。

使用方法：

安装

pip install pyinstaller

使用命令行将 Python 文件编译为可执行文件：

pyinstaller --onefile myscript.py

这样，您就可以在任何没有 Python 环境的计算机上运行生成的可执行文件了。

Python 关联文件与配置

${sys.path} # 模块的存储目录列表，以及加载模块时读取的目录列表。为 Python 提供寻找模块位置，也就是 python 运行代码时，import 指令导入的包的保存路径。这是多个文件的组合，也就是搜索模块的路径

Python 模块与包的关联文件通常都是在编译 Python 解释器时设置的，各个平台的默认值不太一样，这些值都会以变量的形式，存储在 Python 解释器中，当我们使用的时候，直接读取 Python 中的某些变量即可。通常都在 sys、site 模块中变量。

注意：Python 与其他语言不太一样，可以搜索包或者模块的路径非常多。这些模块或者包不一定只存放在一个单一的目录里。

• ${PYTHONPATH} # 手动设置的目录列表
• site.getsitepackages() # 这个函数可以列出所有 site 模块生成的存放模块的目录列表

pyproject.toml

参考：

• PEP-518
• Python 包用户指南，编写 pyproject.toml
• Python 包用户指南，规范 - pyproject.tom 规范

根据 PEP-518，Python 项目的配置推荐放到项目根目录 pyproject.toml 文件中，这是一个 TOML 格式的配置文件

该文件通常有 3 个 Table

• build-system # 强烈推荐使用。它允许您声明您使用哪个构建后端以及构建项目所需的其他依赖项。
• project # 大多数构建后端用来指定项目的基本元数据的格式，例如依赖项、您的姓名、etc. 。
• tool # 具有特定于工具的子表，例如 [tool.hatch]、[tool.black]、[tool.mypy]。它的内容是由每个工具定义的。请查阅特定工具的文档以了解它可以包含什么。

build-system

project

name(STRING)

dynamic([]STRING)

dependencies([]STRING)

requirements.txt 文件（弃用）

参考：

• pip 官方文档，用户指南-Requirements 文件
• 知乎，Python 中的 requirement.txt

Python 也需要维护项目相关的依赖包。通常我们会在项目的根目录下放置一个 requirement.txt 文件，用于记录所有依赖包和它的确切版本号。

requirement.txt 的内容长这样：

alembic==1.0.10
appnope==0.1.0
astroid==2.2.5
attrs==19.1.0
backcall==0.1.0
bcrypt==3.1.6
bleach==3.1.0
cffi==1.12.3
Click==7.0
decorator==4.4.0
defusedxml==0.6.0
entrypoints==0.3
...

如何使用？

那么 requirement.txt 究竟如何使用呢？

当我们拿到一个项目时，首先要在项目运行环境安装 requirement.txt 所包含的依赖：

pip install -r requirement.txt

当我们要把环境中的依赖写入 requirement.txt 中时，可以借助 freeze 命令：

pip freeze > requirements.txt

环境混用怎么办？

在导出依赖到 requirement.txt 文件时会有一种尴尬的情况。你的本地环境不仅包含项目 A 所需要的依赖，也包含着项目 B 所需要的依赖。此时我们要如何做到只把项目 A 的依赖导出呢？

pipreqs 可以通过扫描项目目录，帮助我们仅生成当前项目的依赖清单。

通过以下命令安装：

pip install pipreqs

运行：

pipreqs ./ --encoding utf8