Nesta postagem, vamos nos aprofundar na principal ferramenta de gerenciamento de pacotes do Python - Pip. O conteúdo aborda os conceitos básicos, instalação e configuração do Pip, uso de fontes mirror na China, gerenciamento de pacotes, relacionamento com ambiente virtual, uso avançado e resolução de problemas.
1. Introdução
O gerenciamento de dependências tornou-se uma tarefa muito importante na prática moderna de desenvolvimento de software. Ele garante que possamos reconstruir nosso ambiente de desenvolvimento em qualquer lugar e também nos permite rastrear e atualizar facilmente as bibliotecas das quais nossos projetos dependem. Python é uma das linguagens de programação mais populares do mundo, com uma grande variedade de bibliotecas e estruturas, graças à poderosa ferramenta de gerenciamento de pacotes Pip do Python.
A importância dos gerenciadores de pacotes Python
O gerenciador de pacotes do Python permite que os desenvolvedores baixem, instalem, atualizem e gerenciem pacotes do Python. Esses pacotes podem ser bibliotecas de terceiros, como numpy e tensorflow, ou módulos ou pacotes que você mesmo desenvolve. O gerenciador de pacotes simplifica o processo de obtenção e gerenciamento desses recursos, permitindo que os desenvolvedores foquem mais no desenvolvimento.
Por exemplo, podemos usar pip para instalar numpy, uma biblioteca Python popular:
pip install numpy
Depois que esse comando for executado, o Pip fará o download da biblioteca numpy do Python Package Index (PyPI) e a instalará no ambiente atual. Se o numpy já estiver instalado, o Pip também pode ser usado para atualizar o numpy para a versão mais recente:
pip install --upgrade numpy
Por que você precisa conhecer e usar o Pip
Compreender e usar o Pip com proficiência é muito importante para qualquer desenvolvedor Python. A comunidade Python desenvolveu um grande número de bibliotecas e estruturas úteis, e os desenvolvedores podem facilmente baixar e usar essas bibliotecas e estruturas por meio do Pip. Além disso, o uso do Pip pode ajudar os desenvolvedores a gerenciar melhor suas dependências de projeto, criando e mantendo seus aplicativos com mais eficiência.
2. O conceito básico de Pip
Para entender profundamente e usar o Pip de forma eficaz, precisamos primeiro entender alguns conceitos básicos.
o que é pip
Pip é um gerenciador de pacotes para Python que permite instalar e gerenciar bibliotecas e dependências adicionais não incluídas na biblioteca padrão do Python. Pip é um acrônimo para recursão e seu nome completo é "Pip Installs Packages" ou "Pip Installs Python". Além do Python, o Pip também pode ser usado com algumas outras variantes do Python, como o PyPy.
As principais funções do Pip são as seguintes:
- Instalar pacotes Python
- Desinstalar pacotes do Python
- Atualizar pacotes Python
- Ver pacotes Python instalados
Por exemplo, você pode usar o seguinte comando para instalar a biblioteca de solicitações:
pip install requests
Quando você executa esse comando, o Pip baixa e instala a biblioteca de solicitações do Python Package Index (PyPI).
História e Desenvolvimento do Pip
Pip foi lançado originalmente em 2008 para fornecer uma interface unificada para instalação e gerenciamento de pacotes Python. Antes do Pip, os desenvolvedores da comunidade Python usavam uma variedade de ferramentas e métodos diferentes para gerenciar pacotes, o que resultava em muita confusão e duplicação de esforços.
O Pip agora se tornou uma das ferramentas mais importantes no ecossistema Python. Quase todos os projetos Python modernos dependem do Pip para gerenciar suas bibliotecas e dependências. Além disso, muitas ferramentas importantes do Python, como virtualenv e pipenv, são construídas sobre o Pip.
Comparação do Pip com outras ferramentas de gerenciamento de pacotes Python
Embora Pip seja o gerenciador de pacotes Python mais usado, não é a única opção. Por exemplo, o conda também é um gerenciador de pacotes Python muito popular, especialmente no campo da ciência de dados e aprendizado de máquina. O Conda pode gerenciar versões e ambientes de pacotes melhor que o Pip, mas seu uso não é tão comum quanto o Pip.
O comando a seguir mostra como o conda instala a biblioteca numpy:
conda install numpy
Independentemente de qual gerenciador de pacotes você escolher, é importante entender seus pontos fortes e limitações e como escolher e usar a ferramenta certa para suas necessidades.
3. Instalação e configuração do pip
Embora a maioria das distribuições modernas do Python venham com o Pip pré-instalado, em alguns casos, pode ser necessário instalá-lo manualmente. Esta seção irá guiá-lo sobre como instalar e configurar o Pip em diferentes sistemas operacionais.
Maneiras de instalar o Pip em diferentes sistemas operacionais
-
Instale o Pip no Windows
Se você estiver usando o Python 3.4 ou posterior, o Pip já deve estar pré-instalado em seu ambiente Python. Você pode verificar se o Pip está instalado com o seguinte comando:
python -m pip --versionSe o Pip não estiver instalado, você pode instalar o Pip com o seguinte comando:
python get-pip.py -
Instale o Pip no Linux
Na maioria das distribuições Linux, você pode usar um gerenciador de pacotes para instalar o Pip. Por exemplo, no Ubuntu, você pode usar o seguinte comando para instalar o Pip:
sudo apt-get install python3-pipNo CentOS, você pode instalar o Pip com o seguinte comando:
sudo yum install python3-pip -
Instale o Pip no macOS
No macOS, você pode usar o Homebrew para instalar o Pip:
brew install python3Este comando instalará o Python3 e o Pip.
Verificação e atualização da versão do Pip
Você pode verificar a versão do Pip com o seguinte comando:
pip --version
Se você precisar atualizar o Pip, você pode usar o seguinte comando:
# On Linux or macOS
pip install --upgrade pip
# On Windows
python -m pip install --upgrade pip
Configuração básica do Pip
O comportamento do Pip pode ser ajustado por meio de opções de linha de comando, variáveis de ambiente e arquivos de configuração. A configuração mais comum é alterar a fonte de instalação do pacote. Por exemplo, você pode usar o seguinte comando para especificar a fonte do espelho PyPI da Universidade de Tsinghua:
pip install -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple some-package
Além disso, você também pode alterar permanentemente a fonte padrão do Pip através do arquivo de configuração, o método específico será descrito em detalhes nos capítulos seguintes.
A seguir está o conteúdo da seção "Múltiplas fontes de espelhamento na China e como usar" e suas subunidades:
4. Múltiplas fontes espelhadas na China e como usá-las
Devido a razões de rede, os usuários domésticos podem encontrar velocidade lenta ou falha de conexão ao baixar pacotes da biblioteca PyPI oficial do Python. Felizmente, temos várias fontes espelho domésticas que podem ser usadas, o que pode aumentar significativamente a velocidade de download e a taxa de sucesso. Abaixo, listamos algumas fontes de imagens comumente usadas e mostramos como usá-las.
Fontes de espelho doméstico comumente usadas
- Nuvem Alibaba: https://mirrors.aliyun.com/pypi/simple/
- Universidade de Ciência e Tecnologia da China: https://pypi.mirrors.ustc.edu.cn/simple/
- Douban: https://pypi.douban.com/simple/
- Universidade de Tsinghua: https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple/
- Universidade de Ciência e Tecnologia de Huazhong: http://pypi.hustunique.com/
Como usar fontes de espelho
O método de usar a fonte do espelho é muito simples. Ao usar pip installo comando, adicione -ia opção seguida da URL da fonte do espelho. Por exemplo, o comando a seguir mostra como usar a fonte do espelho da Tsinghua University para instalar a biblioteca numpy:
pip install -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple numpy
Defina permanentemente a fonte do espelho
Se você quiser usar uma fonte espelhada permanentemente, poderá fazê-lo modificando o arquivo de configuração do Pip. A localização do arquivo de configuração depende do seu sistema operacional:
- No Unix e macOS, o arquivo de configuração é:
$HOME/.pip/pip.conf - No Windows, o arquivo de configuração é:
%HOME%\pip\pip.ini
No arquivo de configuração, você pode adicionar o seguinte conteúdo para definir permanentemente a origem do espelho da Universidade de Tsinghua:
[global]
index-url = https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple
Depois de configurar a fonte espelhada, você pode usar pip installo comando como de costume, e o Pip baixará automaticamente o pacote da fonte espelhada que você definiu.
5. Use o Pip para gerenciamento de pacotes
O Pip fornece uma série de comandos que tornam o gerenciamento de pacotes muito conveniente. Esta seção apresentará como usar esses comandos em detalhes.
Pacote de instalação
Você pode usar pip installo comando para instalar pacotes. Por exemplo, o seguinte comando mostra como instalar a biblioteca numpy:
pip install numpy
Você também pode especificar a versão do pacote a ser instalado. Por exemplo, o seguinte comando mostra como instalar o numpy versão 1.18.5:
pip install numpy==1.18.5
pacote de desinstalação
Você pode usar pip uninstallo comando para desinstalar pacotes. Por exemplo, o seguinte comando mostra como desinstalar a biblioteca numpy:
pip uninstall numpy
Ver pacotes instalados
Você pode usar pip listo comando para visualizar os pacotes instalados e suas versões. Por exemplo, o seguinte comando mostra como visualizar todos os pacotes instalados:
pip list
Você também pode usar pip showo comando para visualizar detalhes de um pacote específico. Por exemplo, o seguinte comando mostra como visualizar os detalhes da biblioteca numpy:
pip show numpy
pacote de atualização
Você pode usar pip install --upgradeo comando para atualizar pacotes. Por exemplo, o seguinte comando mostra como atualizar a biblioteca numpy:
pip install --upgrade numpy
Instalar pacotes específicos do ambiente
O Pip também oferece suporte à criação de ambientes virtuais e à instalação e gerenciamento de pacotes nesse ambiente virtual. Esse recurso é muito útil porque evita conflitos de versão de pacotes e dependências. Por exemplo, você pode usar o seguinte comando para criar um ambiente virtual chamado myenv e instalar a biblioteca numpy neste ambiente:
python3 -m venv myenv
source myenv/bin/activate
pip install numpy
Desta forma, você pode criar um ambiente virtual separado para cada projeto, e então instalar e gerenciar pacotes neste ambiente, evitando assim o problema de conflitos de versão.
6. Pip e ambientes virtuais
O ambiente virtual pode nos ajudar a isolar o ambiente Python entre diferentes projetos e evitar problemas causados por versões inconsistentes de pacotes e dependências. Esta seção apresentará como usar o Pip e venvcomo criar e gerenciar ambientes virtuais.
Crie um ambiente virtual
Você pode usar venvmódulos para criar ambientes virtuais. Por exemplo, o seguinte comando mostra como criar um ambiente virtual chamado myenv:
python3 -m venv myenv
Este comando criará uma pasta chamada myenv no diretório atual, que contém um ambiente Python independente.
Ative o ambiente virtual
Depois de criar um ambiente virtual, você precisa ativar o ambiente para instalar e usar pacotes nesse ambiente. No Unix e macOS, você pode ativar um ambiente virtual com o seguinte comando:
source myenv/bin/activate
No Windows, você pode ativar um ambiente virtual com o seguinte comando:
myenv\Scripts\activate
Usando o Pip em um ambiente virtual
Uma vez ativado o ambiente virtual, você pode usar o Pip como de costume para instalar e gerenciar pacotes. Esses pacotes estarão disponíveis apenas no ambiente virtual atual. Por exemplo, o seguinte comando mostra como instalar a biblioteca numpy em um ambiente virtual:
pip install numpy
Sair do ambiente virtual
Quando terminar de trabalhar no ambiente virtual, você pode deactivatesair do ambiente virtual com o comando:
deactivate
Este comando o levará de volta ao ambiente Python do sistema.
Excluir o ambiente virtual
Se você não precisar mais de um ambiente virtual, basta excluir a pasta do ambiente virtual para remover o ambiente:
rm -rf myenv
7. Uso avançado do Pip
Além das operações convencionais, como instalação, desinstalação e atualização de pacotes, o Pip também fornece alguns usos avançados, como instalação de versões específicas de pacotes, instalação de versões de pré-lançamento de pacotes, instalação de arquivos wheel, etc. Esta seção apresentará esses usos avançados.
Instalar uma versão específica de um pacote
Como mencionamos anteriormente, você pode usar pip install <package>==<version>o comando para instalar uma versão específica de um pacote. Você também pode usar >=os operadores , <=, >e <para !=especificar a versão do pacote a ser instalado. Por exemplo, o seguinte comando mostra como instalar uma versão da biblioteca numpy maior que 1.18.5:
pip install numpy>=1.18.5
Instalar pacotes de pré-lançamento
Por padrão, o Pip instalará apenas pacotes lançados oficialmente. Mas, às vezes, você pode querer instalar uma versão de pré-lançamento de um pacote, por exemplo, para testar novos recursos. Você pode usar --preopções para instalar pacotes de pré-lançamento. Por exemplo, o comando a seguir mostra como instalar uma versão de pré-lançamento da biblioteca numpy:
pip install --pre numpy
Instale o arquivo roda
Um arquivo wheel é um formato de distribuição de pacote pré-compilado que permite uma instalação mais rápida do pacote. Você pode usar pip installo comando para instalar o arquivo wheel. Por exemplo, o seguinte comando mostra como instalar um numpy-1.21.2-cp39-cp39-win_amd64.whlarquivo wheel chamado:
pip install numpy-1.21.2-cp39-cp39-win_amd64.whl
Instale o pacote do repositório GitHub
Além de instalar pacotes de repositórios PyPI, você também pode instalar pacotes diretamente de repositórios GitHub. Você só precisa fornecer a URL do repositório. Por exemplo, o seguinte comando mostra como instalar a biblioteca numpy do repositório GitHub:
pip install git+https://github.com/numpy/numpy.git
8. Pip resolução de problemas
Embora o Pip seja uma ferramenta muito poderosa e flexível, você pode encontrar alguns problemas ao usá-lo. Esta seção apresentará alguns problemas comuns e suas soluções.
A instalação do pacote falhou
De tempos em tempos, você pode encontrar problemas com falhas na instalação de pacotes. Isso pode ocorrer devido a vários motivos, como problemas de rede, problemas de dependência, problemas de compatibilidade etc. Normalmente, você pode descobrir a causa do problema examinando a mensagem de erro. Por exemplo, se uma mensagem de erro disser que uma dependência não pode ser encontrada, talvez seja necessário instalar essa dependência primeiro.
pip install missing-package
conflito de pacote
Às vezes, você pode encontrar conflitos de pacote, geralmente porque pacotes diferentes dependem de versões diferentes do mesmo pacote. Você pode usar pip checko comando para verificar conflitos de pacote. Se houver um conflito, pode ser necessário atualizar ou fazer downgrade de alguns pacotes para resolver o conflito.
pip check
A desinstalação do pacote falhou
Ocasionalmente, você pode encontrar problemas em que os pacotes não são desinstalados. Isso pode ocorrer porque o pacote está em uso ou você não tem permissão para desinstalá-lo. Você pode tentar usar pip uninstall -y <package>o comando para forçar a desinstalação do pacote.
pip uninstall -y problematic-package
A versão do pacote está desatualizada
Às vezes, você pode ter problemas com versões de pacotes desatualizadas. Isso geralmente ocorre porque sua versão do Pip é muito antiga para instalar versões mais recentes de pacotes. Você pode usar pip install --upgrade pipo comando para atualizar o Pip.
pip install --upgrade pip
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TeahLead_KrisChang, mais de 10 anos de experiência na indústria de Internet e inteligência artificial, mais de 10 anos de experiência em tecnologia e gerenciamento de equipes de negócios, Tongji Software Bacharel em engenharia, Fudan Engineering Management Master, arquiteto sênior de serviços em nuvem certificado pela Aliyun, chefe de negócios de produtos de IA com centenas de milhões de receita.