Python 包管理（pip、conda）基本使用指南

本是古典何须时尚 2023-10-15 11:50 6阅读 0赞

# Python 包管理 #

## 概述 ##

### 介绍 ###

Python 有丰富的开源的第三方库和包，可以帮助完成各种任务，扩展 Python 的功能，例如 NumPy 用于科学计算，Pandas 用于数据处理，Matplotlib 用于绘图等。在开始编写 Pytlhon 程序之前，可能需要安装一些常用的Python库，以便在编程过程中能够轻松地使用它们。

为了方便地管理第三方库和包，需要安装一个 Python 包管理工具，例如 pip、conda 等。这些工具可以帮助安装、升级和删除 Python 包，能够轻松地管理 Python 的依赖关系。

### Anaconda、conda、pip、virtualenv 的区别 ###

*  **Anaconda**
    
    Anaconda 是一个包含 180+ 的科学包及其依赖项的发行版本。其包含的科学包包括：conda，numpy，scipy，ipython notebook 等。
 *  **conda**
    
    conda 是包及其依赖项和环境的管理工具。
    
    适用语言：Python，R，Ruby，Lua，Scala，Java，JavaScript，C/C++，FORTRAN
    
    适用平台：Windows，macOS，Linux
    
    用途：
    
     *  快速安装、运行和升级包及其依赖项。
     *  在计算机中便捷地创建、保存、加载和切换环境。
        
        如果需要的包要求不同版本的 Python，无需切换到不同的环境，因为 conda 同样是一个环境管理器。仅需要几条命令，就可以创建一个完全独立的环境来运行不同的 Python 版本，同时可以继续在常规的环境中使用常用的 Python 版本。——
    
    conda 为 Python 项目而创造，但可适用于上述的多种语言。
    
    conda 包和环境管理器包含于 Anaconda 的所有版本当中。
 *  **pip**
    
    pip 是用于安装和管理软件包的包管理器。
    
    pip 适用语言：Python
    
    Python 中默认安装的版本：
    
     *  Python 2.7.9 及后续版本：默认安装，命令为 pip
     *  Python 3.4 及后续版本：默认安装，命令为 pip、pip3
    
    pip 名称的由来：pip 采用的是**递归缩写**进行命名的。其名字被普遍认为来源于2处：
    
     *  “Pip installs Packages”（“pip 安装包”）
     *  “Pip installs Python”（“pip 安装 Python”）
 *  **virtualenv**
    
    virtualenv 是用于创建一个**独立的** Python 环境的工具。
    
    解决问题：
    
     *  当一个程序需要使用 Python 2.7 版本，而另一个程序需要使用 Python 3.6 版本，如果将所有程序都安装在系统下的默认路径，如：`/usr/lib/python2.7/site-packages`，当不小心升级了本不该升级的程序时，将会对其他的程序造成影响。
     *  安装程序或在程序运行时对其库或库的版本进行修改，都会导致程序的中断。
     *  在共享主机时，无法在全局 `site-packages` 目录中安装包。
    
    virtualenv 将会为它自己的安装目录创建一个环境，这并**不与**其他 virtualenv 环境共享库；同时也可以**选择性**地不连接已安装的全局库。

### pip 与 conda 比较 ###

*  依赖项检查
    
     *  pip：
        
        不一定会展示所需其他依赖包。
        
        安装包时或许会直接忽略依赖项而安装，仅在结果中提示错误。
     *  conda：
        
        列出所需其他依赖包。
        
        安装包时自动安装其依赖项。
        
        可以便捷地在包的不同版本中自由切换。
 *  环境管理
    
     *  pip：维护多个环境难度较大
     *  conda：比较方便地在不同环境之间进行切换，环境管理较为简单
 *  对系统自带 Python 的影响
    
     *  pip：在系统自带 Python 中包的更新/回退版本/卸载将影响其他程序。
     *  conda：不会影响系统自带 Python。
 *  适用语言
    
     *  pip：仅适用于 Python
     *  conda：适用于 Python（主要），R，Ruby，Lua，Scala，Java，JavaScript，C/C++，FORTRAN。
 *  conda 与 pip、virtualenv 的关系
    
    conda 结合了 pip 和 virtualenv 的功能。
    
    conda 使用了一个新的包格式， pip 不能安装和解析 conda 的包格式。可以使用两个工具，但是它们是不能交互的，比如使用 pip 本地安装 conda 的离线包。

## pip（Python 包管理器） ##

### 介绍 ###

*  pip 是 Python 的官方包管理器，它随 Python 的版本一起发布。当安装 Python 时，pip 也会被安装。
 *  通过 pip 可以轻松地安装和管理 Python 的不属于 Python 标准库的各种第三方库（包），以便可以在项目中可以直接在代码中引入并使用它们。
 *  pip 是一个命令行工具，可以直接在终端或命令提示符中使用。

### 基本使用命令 ###

*  python 包管理
    
        # 查看已安装的包
        pip list
        # 查看需要升级的库
        pip list -o
        
        # 安装一个 python 包
        pip install package_name			# package_name：具体地包名
        # 安装特定版本的包
        pip install package_name==version_number
        # 安装本地包
        pip install /path/to/package		# /path/to/package：本地包路径
        
        # pip的超时时间默认为15秒，如果下载速度过慢，可以使用以下命令设置超时时间为60秒
        # 方式1：添加参数--default-timeout=60。# 方式：在配置里面[global]下添加timeout=60
        pip install --default-timeout=60 package_name
        
        # 指定国内的源（阿里云）来安装某个包
        pip install -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple <package-name>
        # 注意：如果url是http的化，需要信任(因为未加密)，可以通过下面两个方法解决
        # 方式1：安装时加入 --trusted-host 临时参数
        pip install -i http://pypi.douban.com/simple/ --trusted-host pypi.douban.com/simple package_name
        # 方式2：在 pip.conf 中加入 trusted-host 选项，该方法是一劳永逸
        [global]
        index-url = http://mirrors.aliyun.com/pypi/simple/
        [install]
        trusted-host=mirrors.aliyun.com
        
        # 升级包
        pip install --upgrade package_name
        # 升级pip
        pip install --upgrade pip
        
        # 卸载包
        pip uninstall package_name
        
        # 安装包的依赖项
        pip install package_name[dependencies]
        
        # 验证已安装的库是否有兼容依赖问题
        pip check package_name
        
        # 下载某个包到指定的路径下（不安装）
        pip download package_name -d "某个路径"  
        
        # 查看包的详细信息
        pip show package_name
        
        # 导出已安装的包列表
        pip freeze > requirements.txt
        # 从requirements.txt文件中安装包
        pip install -r requirements.txt
 *  下载源管理
    
        # 新增全局下载源。国内最好更换pip的源，以便更快地下载包
        pip config set name value
        # 示例：清华源
        pip config set global.index-url https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple
        
        # 删除全局下载源
        pip config unset name
        
        # 查看pip下载的安装包的默认路径
        python -m site
        
        # 显示pip的配置列表
        pip config list
        # 显示pip文件的所有存储位置
        pip -v config list
        # 输出的不同的目录对应不同的参数 --global（全局）、--user（用户） 、--site
 *  其他命令
    
        # 清理缓存。pip安装包的时候，会下载并缓存一些包以便后续使用，不会自动删除，这可能会占用磁盘空间，需要手动删除
        pip cache purge
        
        # 查看pip版本
        pip --version
        pip -V

### pip 的常规参数选项 ###

*  `-r，--requirement <file>` ：从给定的需求文件中进行安装。此选项可多次使用。
 *  `-c，--constraint <file>` ：使用给定的约束文件约束版本。此选项可多次使用。
    
    约束文件相对于需求文件更加的智能，约束文件与需求文件在一个关键方面不同：将包放入约束文件不会导致安装包，而需求文件将安装列出的所有包。常用来放某个包的依赖项。
 *  `--no-deps` ：不要安装程序包依赖项
 *  `--pre，pip` ：查找包括预发布和开发版本。默认情况下，pip 只查找稳定版本。
 *  `-e，--editable <path/url>` ：从本地项目路劲或 VCS url 以可编辑模式（即setuptools 开发模式）安装项目。
 *  `-t，--target <dir>` ：将软件包安装到 `<dir>`，默认情况下，这不会替换 `<dir>`下已经存在的文件或文件夹
 *  `--platform <platform>` ：仅使用与 `<platform>` 兼容的轮子。默认为运行系统的平台。多次使用此选项可指定目标解释器支持的多个平台
 *  `-U，--update` ：将所有指定的软件包升级到最新的可用版本。依赖项的处理取决于所使用的升级策略。
 *  `--upgrade-strategy <upgrade_strategy>` ：确定应如何处理依赖项升级。
    
    两种模式:
    
     *  “eager” ：无论当前安装的依赖项版本是否满足升级包的要求，都会升级依赖项
     *  “only-if-needed” ：仅在不满足升级包的要求时升级
 *  `--force-reinstall` ：重新安装所有软件包，即使它们已经是最新的
 *  `-I,--ignore-installed` ：忽略已安装的软件包，覆盖它们。
    
    如果现有软件包的版本不同或安装了不同的软件包管理器，这可能会破坏你的系统。
 *  `--compile` ：将 python 源文件编译为字节码
 *  `--no-compile` ：不要将 python 源文件编译为字节码
 *  `--no-binary <format_control>` ：不要使用二进制软件包。
    
    `<format_control>` 可以是：
    
     *  all：禁用所有二进制软件包
     *  none：清空之前提供的软件包，或者使用指定的软件包，使用逗号分割
    
    请注意，有些软件包很难编译，在使用此选项时可能无法安装。
 *  `--only-binary <format_control>` ：不要使用源程序包

## Conda（Anaconda） ##

参考：[Anaconda介绍、安装及使用教程][Anaconda]

### 介绍 ###

*  Conda 是一个开源的包管理系统和环境管理系统，可在 Windows、macOS 和 Linux 上运行。
    
    Conda 可快速安装、运行和更新包及其依赖项，因此可以轻松地在计算机上创建、保存、加载和切换环境。
    
    它本是为 Python 程序而创造的，因为 Python 的版本比较多，并且它的库也非常广泛，同时库和库之间存在很多依赖关系，所以在库的安装和版本的管理上很麻烦，因此设计 Conda 作为一个管理版本和 Python 环境的工具，但它也可以打包和管理任何语言的软件。
    
    conda 是包含在 Anaconda 里的，因此安装了 Anaconda 就可以直接使用 Conda，点击链接下载 [download][]，选择对应的系统和版本类型。
 *  Anaconda 是一个免费开源的 Python 和 R 语言的发行版本，用于计算科学（数据科学、机器学习、大数据处理和预测分析），
    
    Anaconda 致力于简化软件包管理系统和部署，附带了 Conda、python 和 150 多个科学软件包及其相关的包。
    
    Anaconda 的包使用软件包管理系统 Conda 进行管理。

在项目开发和部署过程中，由于项目需要的虚拟环境不同，如 python 版本、模块版本等，即可通过 Conda 为每个项目创建环境，然后在对应环境进行管理和使用。

*  多种编程语言的包 package 和虚拟环境 environment 的管理
 *  非常简单的完成 package 的安装、运行、更新、删除、依赖问题
 *  可操作 repo.anaconda.com 上 7,500+ packages
 *  非常简单的完成不同环境的构建、保存、加载及切换
 *  支持语言：Python、R、Ruby、Lua、Scala、Java、JavaScript、C / C ++、FORTRAN
    
    但一般主要用于管理 python 包
 *  支持操作系统：Windows，macOS 和 Linux

### Conda 常用指令 ###

*  **虚拟环境管理**
    
        # 查看所有环境。注：1.*号所在的行表示当前所在环境。2.系统默认虚拟环境为base
        conda env list
        conda info -e
        
        # 创建新的虚拟环境。注：1.遇到yes/no输入yes，即可完成创建。
        conda create -n envs_name python=python_version
        # envs_name			：指定环境名称
        # python_version	：指定Python版本
        
        # 进入虚拟环境
        conda activate envs_name
        # 退出当前环境
        conda deactivate
        
        # 删除虚拟环境
        conda env remove -n envs_name
        
        # 复制虚拟环境
        conda create -n new_envs_name --clone old_envs_name
        
        # 更新python
        conda update python
        
        # 更新conda版本。注：必须在base环境更新
        conda update conda
 *  **模块/包管理**
    
        # 查看当前环境的包列表
        conda list
        # 查看指定环境的包列表
        conda list -n envs_name
        
        # 在当前环境安装包。注：1.默认安装最新版本，2.同时安装多个包用空格分隔。
        conda install package_name
        # 在指定环境安装包
        conda install --name env_name package_name
        # 安装指定版本的包。注：使用conda安装指定包时，conda可以自动处理相关的依赖包
        conda install numpy=1.19
        # 指定范围内中版本包安装（安装版本处于1.0.4到1.1.1之间的pandas）
        conda install "pandas>1.0.4,<1.1.1"
        # 指定list中版本包安装（安装pandas 1.0.4版或者1.1.1版）
        conda install "pandas[version='1.0.4 |1.1.1']"
        
        # 包安装跳过【y/n】。默认情况下为 false，即安装过程中会请求是否继续安装，设置为yes则不再弹出请求。
        conda config --set always_yes yes
        
        # 卸载当前环境的包
        conda remove package_name
        # 卸载指定环境的包
        conda remove --name env_name package_name
        
        # 升级当前环境的包
        conda update/upgrade package_name
        # 升级指定环境的包
        conda update/upgrade -n env_name package_name
        # 升级全部包
        conda upgrade --all
        
        # 精确查找包
        conda search package_name
        # 模糊查找包，模糊符号为 *
        conda search *<模糊词>*
        # 查看某个范围内版本包
        conda search "PKGNAME [version='>=1.0.0,<1.1']"
 *  conda 下载源管理
    
        # 查看已配置下载源
        conda config --show channels
        
        # 查看已配置下载源优先级
        conda config --get channels
        
        # 新增下载源（清华大学源）
        conda config --add channels channels_Name
        conda config --add channels https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/anaconda/pkgs/free/
        
        # 删除下载源
        conda config --remove channels channels_Name
        
        # 显示包的安装来源
        conda config --set show_channel_urls yes
    
    注：Conda 下载源实际是写入到了 .condarc 文件里：
    
     *  **linux** 系统的路径为 `/home/xx/.condarc`
     *  **windows** 系统的路径为 `C:\Users\admin\.condarc`
        
        windows 默认无 .condarc 文件，需要 conda config --set show\_channel\_urls yes 先生成
 *  其他命令
    
        # 检查conda版本
        conda --version
        # 查看conda系统版本等信息
        conda info
        # 查看conda所有配置信息
        conda config --show

### IDEA 配置 Conda 虚拟环境 ###

IntelliJ IDEA 在安装并启用 Python 插件后支持使用 Conda 为 Python 创建虚拟环境。

**创建 Conda 环境：**

1.  确保已将 Anaconda 或 Miniconda 下载并安装在计算机上。
2.  导航到文件|项目结构
    
     *  方式1：左上角 **File** >>> **Project Structure**
     *  方式2：快捷键：Ctrl+Shift+Alt+S
    
    ![在这里插入图片描述][1ffd1cf17c40416aa5aa969c0a3ea02d.png_pic_center]
3.  在 "**项目结构（Project Structure）**"对话框中，在 “**平台设置（Platform Setting）**” 部分下选择“ **SDK** ” ，然后添加一个新的 SDK ，然后从弹出菜单中选择 “**Python SDK**”
    
    ![在这里插入图片描述][0b41dc89fc3c4c26950b234652d0d77f.png_pic_center]
4.  在"**添加 Python 解释器（Add Python Interpreter）**"对话框的左侧窗格中，选择 “Conda Environment” 。以下操作取决于以前是否存在 Conda 环境。
    
    如果选择“ **新环境（New environment）**” ：
    
    1.  在 **Location** 字段中指定新的 Conda 环境的位置。注意，新的 Conda 环境应位于的目录必须为空！
    2.  从 **Python version** 列表中选择 Python 版本
    3.  在 **Conda executable** 字段中指定 Conda 可执行文件的位置
    4.  如果需要， 请选中“ 使所有项目都可用（Make available to all projects）”复选框。
    
    如果选择“ **现有环境（Existing environment）**”（**推荐使用**）：
    
    1.  展开“**解释器（Interpreter）**”列表，然后选择任何现有的解释器。或者，单击选择 “**…**” 并在文件系统中指定 Conda 可执行文件的路径，例如 `C:\Users\jetbrains\Anaconda3\python.exe`
        
        注：最好是 Conda 目录下的 python.exe，否则可能会扫描不到安装好的第三方库
    2.  在 **Conda executable** 字段中指定 Conda 可执行文件的位置
    3.  如果需要， 请选中“ 使所有项目都可用（Make available to all projects）”复选框。
5.  单击确定以完成任务。

[Anaconda]: https://zhuanlan.zhihu.com/p/32925500
[download]: https://www.anaconda.com/download/
[1ffd1cf17c40416aa5aa969c0a3ea02d.png_pic_center]: https://img-blog.csdnimg.cn/1ffd1cf17c40416aa5aa969c0a3ea02d.png#pic_center
[0b41dc89fc3c4c26950b234652d0d77f.png_pic_center]: https://img-blog.csdnimg.cn/0b41dc89fc3c4c26950b234652d0d77f.png#pic_center