第十二章:补充介绍pip与配置及Python结构层次

一、pip介绍pip介绍与配置及Python结构层次

1. pip是什么

pip 是 Python 的一个包管理工具，它允许你安装和管理 Python 库和依赖项。简单来说，pip 就是一个工具，它可以帮助你轻松地安装、更新、卸载 Python 的各种库。

2. pip属于什么层次的工具

在 Python 的生态系统中，pip 属于开发工具层次。它位于 Python 解释器之上，帮助开发者更方便地管理项目所需的库和依赖。就像盖房子时，pip 就是那个帮你搬运砖头（库）的工具，而 Python 解释器则是建造房子（运行代码）的核心。

3. 为什么要学会使用pip

• 方便安装库：pip 能够从 Python Package Index（PyPI）等仓库中下载并安装大量的 Python 库，无需手动下载和配置。
• 管理依赖关系：当一个库依赖于其他库时，pip 会自动处理这些依赖关系，确保所有需要的库都被正确安装。
• 更新和卸载方便：pip 提供了简单的命令来更新库到最新版本，或者卸载不再需要的库，节省磁盘空间和系统资源。

二、pip配置详解

1. 检查是否已安装pip

在命令行中输入以下命令，查看是否已经安装了 pip：

pip --version

如果显示 pip 的版本信息，说明已经安装；如果显示命令未找到，则需要进行安装。

2. 安装pip

如果未安装 pip，可以按照以下步骤进行安装：

从官网下载

访问 Python 官方网站（https://www.python.org/downloads/），下载最新版本的 Python 安装包。在安装过程中，确保勾选 "Install launcher for all users" 和 "Add Python to PATH" 选项，这样会自动安装 pip 并配置环境变量。

使用确保安装脚本

如果已经安装了 Python，但没有 pip，可以使用以下命令确保安装 pip：

python -m ensurepip --default

3. 配置环境变量

为了能够在命令行中直接使用 pip 命令，需要将 pip 的安装路径添加到系统的环境变量中。

找到pip的安装路径

在命令行中运行以下命令，找到 pip 的安装路径：

python -m site --user-site

这会显示用户的 Python 站点包路径，pip 通常安装在这个路径下的 "Scripts" 文件夹中。

添加到环境变量

在 Windows 系统中，按以下步骤添加到环境变量：

1. 按下 Win + R键并回车，输入sysdm.cpl并回车。
2. 在系统属性窗口中，点击 "环境变量" 按钮。
3. 在环境变量窗口中，找到 "Path" 变量，点击 "编辑"。
4. 将 pip 的安装路径（如 "C:\Users\你的用户名\AppData\Roaming\Python\Python39\Scripts"）添加到列表中，点击 "确定" 保存。

4. 验证pip是否配置成功

在命令行中再次输入以下命令，查看是否能够正确显示 pip 的版本信息：

pip --version

如果显示版本信息，说明 pip 已经成功安装并配置。

三、Python里的结构层次

1. 库

库是包含一系列相关函数、类和模块的集合。例如，numpy 是一个用于科学计算的库，它包含了大量用于数组操作、数学计算的函数和类。

2. 模块

模块是包含相关函数和类的 Python 脚本文件。一个库可以由多个模块组成。例如，在 numpy 库中，有 numpy.array 模块用于创建和操作数组。

3. 类

类是创建对象的模板，它定义了对象的属性（数据）和方法（函数）。例如，在一个图形库中，可以有一个 Shape 类，它定义了图形的属性如颜色、位置，以及方法如绘制、移动。

4. 对象

对象是类的实例，是根据类创建的具体实体。例如，使用 Shape 类创建一个圆形对象，这个圆形对象具有特定的颜色、位置等属性，并且可以调用绘制、移动等方法。

5. 函数

函数是执行特定任务的代码块。函数可以属于某个类或模块，也可以是独立的。函数由函数名、参数、返回值和函数体组成。例如，一个简单的函数：

def add(a, b):
    return a + b

这个函数名为 add，接受两个参数 a 和 b，返回它们的和。

6. 属性

属性是类或对象的变量，用于存储数据。例如，在一个 Person 类中，可以有 name 和 age 属性，用于存储人的姓名和年龄。

7. 方法

方法是类或对象的函数，用于定义对象的行为。例如，在 Person 类中，可以有一个 greet 方法，用于让对象打印问候语。

8. 树状图梳理

以下是Python常见概念的层次关系树状图：

Python生态系统
│
├── 库（Library）
│   ├── 模块（Module）
│   │   ├── 类（Class）
│   │   │   ├── 属性（Attribute）
│   │   │   └── 方法（Method）
│   │   └── 函数（Function）
│   │       ├── 参数（Parameter）
│   │       ├── 返回值（Return Value）
│   │       └── 函数体（Function Body）
│   └── 函数（Function）
│       ├── 参数（Parameter）
│       ├── 返回值（Return Value）
│       └── 函数体（Function Body）
└── 对象（Object）
    ├── 属性（Attribute）
    └── 方法（Method）

四、使用pip导入库

1. 安装库

使用以下命令安装库：

pip install 库名

例如，安装 numpy 库：

pip install numpy

2. 更新库

使用以下命令更新库到最新版本：

pip install --upgrade 库名

例如，更新 numpy 库：

pip install --upgrade numpy

3. 卸载库

使用以下命令卸载不再需要的库：

pip uninstall 库名

例如，卸载 numpy 库：

pip uninstall numpy

五、总结

通过本文，我们详细介绍了 pip 是什么、它在 Python 生态系统中的地位、为什么要学会使用 pip，以及如何配置 pip 并使用它来管理 Python 库。同时，我们还梳理了 Python 中的结构层次，包括库、模块、类、对象、函数、属性和方法等概念，并用树状图直观地展示了它们之间的关系。希望这些内容能帮助你更好地理解和使用 Python 及其相关工具。