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Python-模块管理

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管理模块的模块。如：

  • importlib：【标准库】解释器所使用的导入机制的底层实现
  • zipimport：【标准库】从 zip 文件中导入模块或包。
  • pkgutil：标准库，便捷地访问资源文件的接口
  • pip：首选 + 必备，安装和管理 Python 包的工具，从 PyPi 这一官方第三方模块仓库源里搜索、下载、安装。
  • Anaconda：一个基于 Python 的数据处理和科学计算平台，相当于数十个有用的常用的第三方库。全家桶，OUT
  • venv：【标准库】New in Python 3.3，标准库内置的虚拟环境管理工具，解决不同应用间多版本冲突。
  • virtualenv：Python 虚拟环境管理工具，已被 venv 挤下大佬位。OUT
  • pipreqs：扫描项目所使用的库，自动生成依赖清单（好像不太准的样子，没有安装的包也会检测出来）。
  • pipdeptree：显示当前环境下的 pip 依赖树

概述

最佳实践

  • pyproject.toml：项目的唯一配置入口
  • uv：项目的库管理
  • 虚拟环境：隔离项目依赖

pyproject.toml

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[project]
name = "my_project"
version = "0.1.0"
dependencies = [
  "flet>=0.85.1,
]

[build-system]
requires = ["setuptools", "wheel"]
build-backend = "setuptools.build_meta"

模块

  • Python 的 import 机制是由标准库的模块集合实现的。

虚拟环境

virtual environment：虚拟环境：一种采用协作式隔离的运行环境，允许 Python 用户和应用程序在安装和升级 Python 包时不会干扰到同一系统上运行的其他 Python 应用程序的行为。即同一系统下两个项目可使用不同的 Python 程序与 Python 包。

importlib

importlib：【标准库】解释器所使用的导入机制的底层实现

zipimport：【标准库】从 zip 文件中导入模块或包。

  • zipimport 常用来加载 Python EGG 文件或作为便捷的打包和分发应用的方式
  • importlib 常用于动态导入，用在插件或应用程序的扩展上
    • 代码热加载
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import importlib
import my_module

# 一通操作，改了 my_module 外部配置、甚至改了 my_module 的源代码后
importlib.reload(os)


import importlib
def reload_module(module_name):
    module = importlib.import_module(module_name)
    importlib.reload(module)
    return module

pkgutil

pkgutil：标准库，便捷地访问资源文件的接口

pip

最佳实践

pip：首选 + 必备，安装和管理 Python 包的工具，从 PyPi 这一官方第三方模块仓库源里搜索、下载、安装。

Anaconda：一个基于 Python 的数据处理和科学计算平台，相当于数十个有用的常用的第三方库。全家桶，OUT

  • 曾经看一个说法，大致是：Anaconda 解决了一些我本可以解决的问题，并引入了一些我不知道的问题。And pip 是官方正统，so, Anaconda, shit.

安装

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# yay -S python38 时没有装上 pip,运行下面命令安装即可
python3.8 -m ensurepip --default-pip
  • 或者
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下载： get-pip.py：https://bootstrap.pypa.io/get-pip.py
安装：./python.exe get-pip.py

优化

  • pip 安装太慢，换清华大学的源
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# 清华源（当前首选）
pip config set global.index-url https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple
# 豆瓣源（相对较快）
pip config set global.index-url https://pypi.douban.com/simple
# 阿里云源
pip config set global.index-url https://mirrors.aliyun.com/pypi/simple
# 腾讯云源
pip config set global.index-url https://mirrors.cloud.tencent.com/pypi/simple
# 华为源
pip config set global.index-url https://repo.huaweicloud.com/simple
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# 上面的不行时，安装走这个
pip install -i https://pypi.douban.com/simple {module_name}

设置

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# 多版本设置指定版本的 pip 为默认
pip -V # 查看当前版本

vi .bashrc

# 在最后添加
alias python=python3.8
alias pip="python3.8 -m pip"
alias py=python3

安装模块

正常来说：所有第三方的包都会被 pip 安装到 Python3 的 site-packages 目录下。

  • 标准库：
    • <module 'os' from '/usr/lib/python3.8/os.py'>
    • <module 'pip' from '/usr/lib/python3/dist-packages/pip/__init__.py'>
  • 第三方库：
    • <module 'torch' from '/home/user_name/.local/lib/python3.8/site-packages/torch/__init__.py'
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pip install pkg [==version][>=version][<=version]
pip install pkg>=2.1.2

# 通过关键字搜索相关模块
pip search numpy

# 下载但不安装
pip download numpy1

# 从指定地方安装
pip install selenium -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple/

pip install flet[all]==0.25.0.dev3668 --upgrade


pip install --force-reinstall：在安装之前如果已安装，将先卸载它，与为包及每个依赖包运行pip uninstall -u dep && pip install dep几乎相同
    
pip install --ignore-installed: 忽略软件包及其依赖项是否已安装，覆盖已安装的文件（按需使用，尽量不用，不然可能会在sys.path中有老版本的模块，导入时可能会报错）

# 清空系统中的pip包的缓存
pip cache purge

# 强制安装，忽略依赖关系rr
pip install --no-dependencies package_name


pip install --no-index  --no-dependencies -f ./ ultralytics-8.3.77-py3-none-any.whl

下载模块

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pip download --platform anylinux_x86_64 # 指定平台信息
             --no-depth on # on表示不下载依赖包
             -d pkg_dir/ # 下载文件的目录
             -r requirements.txt  #

卸载模块

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pip uninstall numpy

# 卸载所有模块
pip freeze>modules.txt
pip uninstall -r modules.txt -y

查看模块

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pip list  # 查看当前安装
pip show flask  # 查看指定模块信息
pip list --outdated  # 待更新模块
# 更新包
pip install -U numpy
pip install --upgrade numpy

依赖文件

  • 用于记录所有依赖包及精确的版本号，以便在新环境里进行部署
  • requirements.txt 中不能带有中文，否则会报 UnicodeDecodeError: 'gbk' codec can't decode byte 0x80 in position 370: illegal multibyte sequence 错误
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pipreqs ./ --encoding=utf-8

# 当前环境(虚拟环境 or 全环境)中依赖包及版本号生成
pip freeze > requirements.txt

# 安装依赖文件 requirements.txt 里的所有 Python 模块
pip install -r requirements.txt

# 确保当前环境软件包的版本(并不确保安装)
pip install -c constraints.txt
pip download --destination-directory /path_to_wheels -r requirements.txt

# 从/local/wheels 中查找包来安装
# /path_to_wheels用绝对路径，之前用相对路径有报过找不到对应whl的q
pip install --no-index --find-links=/path_to_wheels -r requirements.txt
#  -d /data/pkgs/

遇到的问题

  • 问题：pip3 install –no-index –find-links= Url ‘./Test/flask’ is ignored. It is either a non-existing path or lacks a specific scheme.
  • 解决方案：
    • 用 os.system 来运行这个有问题，需要换成绝对路径
    • WARNING: The script streamlit is installed in '/home/user_name/.local/bin' which is not on PATH. Consider adding this directory to PATH or, if you prefer to suppress this warning, use --no-warn-script-location.
  • 问题：Ubuntu 24.04，在使用 pip 时，报 error: externally-managed-environment
  • 解决方案：
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cd /usr/lib/python3.12
sudo rm EXTERNALLY-MANAGED
# 需要恢复时：
sudo touch EXTERNALLY-MANAGED

conda

conda：Miniconda 与 Anaconda 的核心都是 Conda。它集成了软件包管理和环境管理

  • 软件包管理：软件包下载安装、升级、依赖管理等
  • 环境管理：创建不同的虚拟环境，安装不同版本的包且互不干扰

配置清华源

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conda config --add channels https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/anaconda/pkgs/free/
conda config --set show_channel_urls yes
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# 创建环境
conda create -n env_name
# 激活
conda activate env_name
# 退出
conda deactivate
# 删除已有环境
conda remove -n env_name --all
# 查看已有环境
conda info -e
# 安装/删除包
conda install pkg_name
conda remove -n env_name pkg_name
# 查看安装的包
conda list

遇到的问题

  • 问题：终端默认进入 conda 的 base 环境
  • 解决方法：
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# 修改配置
conda config --set auto_activate_base false
# 查看配置
conda config --show

venv

venv：【标准库】New in Python 3.3，标准库内置的虚拟环境管理工具，解决不同应用间多版本冲突。

virtualenv：Python 虚拟环境管理工具，已被 venv 挤下大佬位。OUT
pipenv：曾经不错的包管理工具，作者貌似已弃坑，OUT
yolk：第三方库多版本选择，Python2 的，断更于 2012 年，OUT

  • 一个 Python 安装可能无法满足每个应用程序的要求。如果应用程序 A 需要特定模块的 1.0 版本但应用程序 B 需要 2.0 版本，则需求存在冲突，安装版本 1.0 或 2.0 将导致某一个应用程序无法运行。
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mkdir project1
cd project1
python -m venv project_venv # 创建虚拟环境，project_venv 为虚拟环境名字
# 建议将该文件夹加入.gitignore，以便让 Git 忽略

project_venv\Scripts\activate  # Windows

source ./project1_venv/bin/activate # Linux
(project1_venv)$ pip install torch  # 正常使用 pip 安装包
(project1_venv)$ deactivate   # 退出

pipreqs

pipreqs：扫描项目所使用的库，自动生成依赖清单（好像不太准的样子，没有安装的包也会检测出来）。

  • 好像不太准的样子，没有安装的包也会检测出来
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pip install pipreqs
pipreqs ./ --encoding=utf-8 # windows 下可能有编码文件，需加个 encoding

pipdeptree

pipdeptree：显示当前环境下的 pip 依赖树

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pipdeptree
ipython==7.14.0
  - backcall [required: Any, installed: 0.1.0]
  - colorama [required: Any, installed: 0.4.3]
  - decorator [required: Any, installed: 4.4.2]
  - jedi [required: >=0.10, installed: 0.17.0]
    - parso [required: >=0.7.0, installed: 0.7.0]
  - pickleshare [required: Any, installed: 0.7.5]
  - prompt-toolkit [required: >=2.0.0,<3.1.0,!=3.0.1,!=3.0.0, installed: 3.0.5]
    - wcwidth [required: Any, installed: 0.1.9]
  - pygments [required: Any, installed: 2.6.1]
  - setuptools [required: >=18.5, installed: 41.2.0]
  - traitlets [required: >=4.2, installed: 4.3.3]
    - decorator [required: Any, installed: 4.4.2]
    - ipython-genutils [required: Any, installed: 0.2.0]
    - six [required: Any, installed: 1.14.0]

pipdeptree --exclude pip,pipdeptree,setuptools,wheel
pipdeptree -f | tee locked-requirements.txt

pipdeptree --graph-output png > dependencies.png

poetry

poetry：可以使用 pyproject.toml，而 pyptoject.toml 昌 PEP 中的内容，是将来的方向

  • pyproject.toml：Python 项目中的一个配置文件，类似于旧版本的 requirements.txt，用于声明项目所需的依赖项和版本号
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[build-system]
requires = ["poetry>=1.0.0"]
build-backend = "poetry.masonry.api"
  • 安装
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pip install poetry
  • 使用
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poetry init

poetry add requests

# 安装声明的依赖
poetry install

# pip 安装 toml文件中声明的依赖
pip install -r pyproject.toml

UV

最佳实践

uv：Astral 公司（Rust 工具 Ruff 的开发者）推出的高性能 Python 包管理工具

  • 特点：
    • 极致的安装速度：基于 Rust 语言实现，比 pip 快 10-100 倍
    • 整合了 pip、virtualenv、pip-tools 等工具的功能（支持 pyproject.toml 和 uv.lock 文件）
    • 开发者友好
      • 智能缓存：默认启用全局缓存，减少重复下载
      • 环境分组：支持 --group dev 和 --group production 区分开发与生产依赖，类似 Node.js 的 devDependencies
      • 无缝迁移：兼容现有 requirements.txt 和 pyproject.toml 文件，降低迁移成本

基本操作

配置下载加速

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# 配置全局uv源，UV_DEFAULT_INDEX 环境变量
# Windows：我的电脑->属性->高级系统设置 -> 环境变量，系统变量/用户变量中新建
变量名: UV_DEFAULT_INDEX
变量值：https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple

# 用户级别源：%APPDATA%\uv\uv.toml
[[index]]
url = "https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple"
default = true

# 项目级别源，项目目录下的 `pyproject.toml` 或 `uv.toml`
# pyproject.toml
[[tool.uv.index]]
url = "https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple"
default = true

# uv.toml
[[index]]
url = "https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple"
default = true

# 临时指定：
uv add --default-index https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple requests

日常使用

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# Python 版本管理

# 查看可用的Python版本
uv python list

# 直接安装有指定解释器
uv python install 3.12

# 虚拟环境创建
uv venv --python 3.12

# 依赖锁定：生成跨平台一致的 uv.lock 文件
uv sync

uv add 
uv run

遇到的问题

  • 问题：uv venv 中没有 pip：python -m pip 报错：No module named pip
  • 解决方案：官方表示这是特性而不是 bug，为了提升环境创建速度（毫秒级）、减少初始体积，鼓励使用 uv sync 而不是 pip install
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uv venv --seed .venv # 会自动安装 pip、setuptools、wheel


# 1. 激活虚拟环境
D:\Projects\ComfyUI\.venv\Scripts\activate

# 2. 下载 get-pip.py 脚本（修复 pip 的官方工具）
curl https://bootstrap.pypa.io/get-pip.py -o get-pip.py

# 3. 用虚拟环境的 Python 执行脚本安装 pip
python get-pip.py

# 4. 验证 pip
pip --version

ruff

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