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Python：Pip包的安装与原理（Windows系统）

news 2025/4/30 12:56:18

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Pythonhttps://blog.csdn.net/weixin_45791458/category_12403403.html?spm=1001.2014.3001.5482

pip是Python的包管理工具，用于安装、升级和卸载Python包和依赖。它的全称是“Pip Installs Packages”，是Python生态系统中的标准包管理器。pip从Python Package Index (PyPI)中下载和安装Python软件包，使得开发者可以轻松地管理项目的依赖项。

pip的安装

1、自Python 3.4和Python 2.7.9开始，Python的安装包中默认包含了pip，如图1所示。因此，从Python 3.4及更高版本，pip会自动随Python安装，除非在安装过程中选择不安装pip，如图2所示。

图1 默认安装pip

图2 可选的不安装pip

2、使用下面的命令获得安装脚本，并用Python解释器执行，但这要求Python解释器的版本最小为3.8（需要连接互联网）。

curl https://bootstrap.pypa.io/get-pip.py -o get-pip.py
python get-pip.py

实际上，get-pip.py中有一个用Base85编码嵌入的pip包，执行该脚本会在系统中创建一个临时目录，随后将Base85编码的pip包解码成一个zip文件并在其中解压，接着临时目录被加入Python解释器的搜索路径sys.path后，最后运行嵌入的pip来从互联网安装最新版本的pip。

3、自Python 3.4和Python 2.7.9开始，ensurepip模块加入了Python标准库，执行下面的命令以安装pip，这无需连接互联网，因为pip包的.whl文件已被包含在库中。

python -m ensurepip

4、使用conda安装Python，它会强制安装包括pip在内的一些包，如图3所示。

图3 conda会强制安装pip包

在pip包安装完成后，可以在Python的包文件夹中找到（...\Lib\site-packages中），如图4所示，

图4 pip已安装

在pip安装后，还会发现在Scripts文件夹下多出了pip.exe、pip3.exe之类的可执行文件，如图5所示，它们其实入口点(entry point)程序，这将在之后说明。

图5 pip的入口点程序

pip的使用

pip有两种使用方法，一种是通过之前介绍的可执行文件pip.exe，另一种是通过python -m命令。

可执行文件pip.exe

在Python环境中，入口点程序是一种机制，用于定义一个可以从命令行直接调用函数的方式。以下是关于入口点的详细解释：

1. 入口点的概念

入口点是指应用程序、模块或脚本在运行时的起点，也就是“入口”。在Python的上下文中，入口点允许你以一种便捷的方式在命令行中调用Python脚本而不需要显式地使用Python解释器来执行。

2. 入口点在Python中的应用

在Python中，入口点程序通常通过工具（如setuptools）来定义。其工作方式通常是为一个函数创建一个可以在命令行中执行的“快捷方式”。

3. 如何查看入口点

以pip.exe文件为例，它实际上就是一个通过入口点生成的可执行文件。当运行pip.exe文件时，它引导Python去找到pip包，然后调用这个包的主函数，可以通过图4中的pip-24.0.dist-info文件夹下的entry_points.txt查看入口点信息，如下所示。

# 文件entry_points.txt
[console_scripts]
pip = pip._internal.cli.main:main
pip3 = pip._internal.cli.main:main

目前的pip包使用配置文件pyproject.toml（可在github中pip包的根目录找到），其中与生成pip.exe有关的部分如下所示。

# 文件pyproject.toml
*****
[project.scripts]
pip = "pip._internal.cli.main:main"
pip3 = "pip._internal.cli.main:main"
*****

这意味着其实执行pip.exe就相当于执行了pip._internal.cli.main.py文件下的main函数。

如果使用旧的配置文件setup.cfg，应该如下所示。

# 文件setup.cfg
*****
[options.entry_points]
console_scripts =pip = pip._internal.cli.main:mainpip3 = pip._internal.cli.main:main
*****

如果使用更早的配置文件setup.py，应该如下所示。

# 文件setup.py
*****
entry_points={"console_scripts": ["pip = pip._internal.cli.main:main","pip3 = pip._internal.cli.main:main",],}
*****

pip.exe会记录构建其的Python解释器的路径，所以不能移动Python文件夹的位置（pip.exe可以移动，但不要这么做），同时需要保证pip包在Python的搜索路径sys.path中（这一般能保证，因为其一般位于...\Lib\site-packages中）。

使用下面的命令可以查看pip.exe绑定到的Python解释器。

pip --version
pip 24.0 from C:\Users\12078\AppData\Local\Programs\Python\Python311\Lib\site-packages\pip (python 3.11)

下面用pip.exe安装了tqdm包，可以发现它也在Scripts文件夹下创建了tqdm.exe文件，如图6所示。

pip install tqdm

图6 tqdm的入口点程序

python -m命令

python -m用于将一个模块或包当作脚本运行（顺带一提，如果使用python -m命令，则sys.path[0]就变成当前工作目录，就像交互式Python中那样）。

如果用python -m去运行一个包，则会运行其中的__main__.py文件，pip包的__main__.py如下所示。

# 文件__main__.py
import os
import sys
# Remove '' and current working directory from the first entry
# of sys.path, if present to avoid using current directory
# in pip commands check, freeze, install, list and show,
# when invoked as python -m pip <command>
if sys.path[0] in ("", os.getcwd()):sys.path.pop(0)# If we are running from a wheel, add the wheel to sys.path
# This allows the usage python pip-*.whl/pip install pip-*.whl
if __package__ == "":# __file__ is pip-*.whl/pip/__main__.py# first dirname call strips of '/__main__.py', second strips off '/pip'# Resulting path is the name of the wheel itself# Add that to sys.path so we can import pippath = os.path.dirname(os.path.dirname(__file__))sys.path.insert(0, path)if __name__ == "__main__":from pip._internal.cli.main import main as _mainsys.exit(_main())

可以看出，这其实还是相当于和可执行文件pip.exe一样，执行了同一个main函数。但使用它的好处在于更加便捷。