Python3基础之构建setup.py

技术背景

在上一篇博客中，我们介绍了如何使用pyinstaller将python项目打包成一个可执行文件，并且放在系统目录下，让系统用户可以直接识别到我们构造的项目。而python项目中常见的setup.py其实也是在执行类似的构建的功能，通过setup.py文件可以将python包按照指定的方案进行构建，构建出来的可执行文件是一个egg文件。最后将这个egg文件转移到python包的统一管理路径下，这样我们就可以在系统内任一位置的python文件中调用我们构建好的这个python库。

python项目示例

首先我们构造一个大概的目录结构，项目的路径如下所示：

[dechin@dechin-manjaro test_setup]$ tree
.
├── requirements.txt
├── setup.py
└── ts
    └── __init__.py
1 directory, 3 files

在一个名为test_setup的路径下，作为我们最上层的项目根目录。然后在根目录下有需求配置文件requirements.txt，我们可以在这个文件中添加我们的python库所依赖的其他python库，如numpy、scipy等。而setup.py就是我们这里的安装文件，在后面的章节中会着重提到。最后是我们的项目的核心路径ts，里面包含了我们的核心代码。

用__init__.py文件构造的简单项目

在一个普通的python项目中，我们可以用目录.模块名.函数名的形式来构造python项目的引用方法。但是对于一些比较简单的库而言，比如定义一个二叉树的数据结构这种简单的项目，我们可以直接在__init__.py文件里面直接定义好所有的项目函数及内容。当然，对于一些比较大型的比较规范的项目而言，也会用__init__.py文件作为一个统一的函数入口，以提升模块化项目的可用性。在本测试用例中，我们也定义了一个简单的py核心代码文件如下：

[dechin@dechin-manjaro test_setup]$ cat ts/__init__.py
# __init__.py
def p2(number):
    return number ** 2
def p3(number):
    return number ** 3

这个名为ts的项目具有两个函数功能：p2用于计算输入参数的平方，以及p3用于计算输入参数的立方。

构造setup文件

我们主要是基于setuptools来实现一个python项目的构建，以下直接展示本项目的构建方法：

# setup.py
import os
from setuptools import setup, find_packages
__version__ = '1.0' # 版本号
requirements = open('requirements.txt').readlines() # 依赖文件
setup(
    name = 'ts', # 在pip中显示的项目名称
    version = __version__,
    author = 'Dechin',
    author_email = 'dechin.phy@gmail.com',
    url = '',
    description = 'ts: Test Setup',
    packages = find_packages(exclude=["tests"]), # 项目中需要拷贝到指定路径的文件夹
    python_requires = '>=3.5.0',
    install_requires = requirements # 安装依赖
        )

在这个构建方法中，我们配置了项目的版本号（版本管理）、依赖库、项目名称以及需要进行构建的文件夹。比如这里我们加了一个exclude的选项排除了tests目录（虽然本项目中并没有这个目录，但是一般我们都要剔除测试目录）。当然我们也可以用指定目录进行构建的方法，但是这里不做过多的赘述。

依赖包配置文件

python之所以这么火，很大程度上就得益于其强大的生态，而这些生态都是靠别人搭建好的轮子来支撑起来的。因此大部分的python项目都会依赖于第三方的python包，在安装的时候我们可以仅用一个文件就进行配置：

[dechin@dechin-manjaro test_setup]$ cat requirements.txt
numpy==1.20.1

在requirements.txt的配置文件中，我们最好是能够指定一个固定的版本号，这样可以确保软件的兼容性。

执行安装

按照上述的方法对我们的python项目进行编写后，就可以开始执行构建，如果需要测试编译可以先运行python3 setup.py build来进行测试，在安装成功后再执行install指令，当然我们也可以直接一步执行python3 setup.py install指令来进行安装：

[dechin@dechin-manjaro test_setup]$ python3 setup.py install
running install
running bdist_egg
running egg_info
writing ts.egg-info/PKG-INFO
writing dependency_links to ts.egg-info/dependency_links.txt
writing requirements to ts.egg-info/requires.txt
writing top-level names to ts.egg-info/top_level.txt
reading manifest file 'ts.egg-info/SOURCES.txt'
writing manifest file 'ts.egg-info/SOURCES.txt'
installing library code to build/bdist.linux-x86_64/egg
running install_lib
running build_py
creating build/lib
creating build/lib/ts
copying ts/__init__.py -> build/lib/ts
creating build/bdist.linux-x86_64/egg
creating build/bdist.linux-x86_64/egg/ts
copying build/lib/ts/__init__.py -> build/bdist.linux-x86_64/egg/ts
byte-compiling build/bdist.linux-x86_64/egg/ts/__init__.py to __init__.cpython-38.pyc
creating build/bdist.linux-x86_64/egg/EGG-INFO
copying ts.egg-info/PKG-INFO -> build/bdist.linux-x86_64/egg/EGG-INFO
copying ts.egg-info/SOURCES.txt -> build/bdist.linux-x86_64/egg/EGG-INFO
copying ts.egg-info/dependency_links.txt -> build/bdist.linux-x86_64/egg/EGG-INFO
copying ts.egg-info/requires.txt -> build/bdist.linux-x86_64/egg/EGG-INFO
copying ts.egg-info/top_level.txt -> build/bdist.linux-x86_64/egg/EGG-INFO
zip_safe flag not set; analyzing archive contents...
creating 'dist/ts-1.0-py3.8.egg' and adding 'build/bdist.linux-x86_64/egg' to it
removing 'build/bdist.linux-x86_64/egg' (and everything under it)
Processing ts-1.0-py3.8.egg
Copying ts-1.0-py3.8.egg to /home/dechin/anaconda3/lib/python3.8/site-packages
Adding ts 1.0 to easy-install.pth file
Installed /home/dechin/anaconda3/lib/python3.8/site-packages/ts-1.0-py3.8.egg
Processing dependencies for ts==1.0
Searching for numpy==1.20.1
Best match: numpy 1.20.1
Adding numpy 1.20.1 to easy-install.pth file
Installing f2py script to /home/dechin/anaconda3/bin
Installing f2py3 script to /home/dechin/anaconda3/bin
Installing f2py3.8 script to /home/dechin/anaconda3/bin
Using /home/dechin/anaconda3/lib/python3.8/site-packages
Finished processing dependencies for ts==1.0

安装完成后，我们可以在pip的管理包目录下找到我们所构建的python包：

[dechin@dechin-manjaro test_setup]$ python3 -m pip list
Package                            Version
---------------------------------- -------------------
ts                                 1.0

同时在执行完build指令之后，本地目录下会生成一系列的编译构建目录，如build和dist等：

[dechin@dechin-manjaro test_setup]$ tree
.
├── build
│   └── bdist.linux-x86_64
├── dist
│   └── ts-1.0-py3.8.egg
├── requirements.txt
├── setup.py
├── ts
│   ├── __init__.py
│   └── __pycache__
│       └── __init__.cpython-38.pyc
└── ts.egg-info
    ├── dependency_links.txt
    ├── PKG-INFO
    ├── requires.txt
    ├── SOURCES.txt
    └── top_level.txt
6 directories, 10 files

而dist目录下的egg文件在执行完install指令之后，会被拷贝到系统指定的python包管理路径下，我们可以在系统中搜索到这个文件：

[dechin-root test_setup]# find / -name *ts-1.0-py3.8.egg
/home/dechin/anaconda3/lib/python3.8/site-packages/ts-1.0-py3.8.egg
/home/dechin/projects/2021-python/setup/test_setup/dist/ts-1.0-py3.8.egg

这里我们可以看到第一个路径就是python包管理路径。

软件包功能测试

在安装完成后，我们可以在任意的路径下引用到我们构建好的ts项目，比如这里我们可以用ipython来测试一下：

[dechin@dechin-manjaro test_setup]$ ipython
Python 3.8.5 (default, Sep  4 2020, 07:30:14)
Type 'copyright', 'credits' or 'license' for more information
IPython 7.19.0 -- An enhanced Interactive Python. Type '?' for help.
In [1]: from ts import p2, p3
In [2]: p2(4)
Out[2]: 16
In [3]: p3(4)
Out[3]: 64

测试结果表明，我们成功的从编译构建好的ts项目中引用了平方和立方的计算函数。

安装包的删除

跟其他的python包一样，我们可以用pip来统一管理，也可以用pip来直接删除我们自己安装的ts项目：

[dechin@dechin-manjaro test_setup]$ python3 -m pip uninstall ts
Found existing installation: ts 1.0
Uninstalling ts-1.0:
  Would remove:
    /home/dechin/anaconda3/lib/python3.8/site-packages/ts-1.0-py3.8.egg
Proceed (y/n)? y
  Successfully uninstalled ts-1.0

总结概要

一个完善的python项目，不仅需要梳理好核心代码的软件架构，还需要定义好依赖文件、编译构建文件、API接口文档、编码规范门禁等。这里我们介绍了如何用setup.py文件来完善一个最简单的python项目，这也是每一个python开源项目所必须要具备的条件。

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本文首发链接为：https://www.cnblogs.com/dechinphy/p/setup.html

作者ID：DechinPhy

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