numpy、scipy、matplotlib、OpenCV安装及问题解决

1 numpy 概述

numpy是Numerical Python的缩写，释义为数值的Python

numpy弥补了作为通用编程语言的Python在数值计算方面能力弱、速度慢的不足（numpy的底层是通过C语言编写的甚至汇编语言实现的，可以直接操作CPU）

numpy拥有丰富的数学函数、具有矢量运算能力，快速、节省空间，，强大的多维数组（矩阵运算）和优异的运算能力，此外也针对数组运算提供大量的数学函数库

numpy的存储效率和I/O性能优胜于python

numpy的模块是用C语言编写的，故不支持jython

2 numpy 安装

2.1 在线安装

python -m pip install numpy 或 pip install numpy

该种方式安装的是标准的numpy，当实际使用过程中除了安装标准的numpy外还有另外的组件——数学核心库mkl（inter(R) Math Kernel Library），即numpy + mkl

2.2 离线安装（一）

离线安装：pip install 路径+文件名

C:\WINDOWS\system32>pip install D:\numpy-1.13.3+mkl-cp36-cp36m-win_amd64.whl

出现报错：numpy-1.13.3+mkl-cp36-cp36m-win_amd64.whl is not a supported wheel on this platform.

查找原因尝试了一遍，问题依旧就有解决

>>> import pip
>>> print(pip.pep425tags.get_supported())
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
AttributeError: module 'pip' has no attribute 'pep425tags'

显示pip中没有pep425tags属性

此时查看pip帮助

>>> help(pip)
Help on package pip:
 
NAME
    pip
 
PACKAGE CONTENTS
    __main__
    _internal (package)
    _vendor (package)
 
VERSION
    10.0.1
 
FILE
    c:\users\z***g\appdata\local\programs\python\python36-32\lib\site-packages\pip\__init__.py

该pip package 中有package contents ：_internal(package)和_vendor(package) ；

确实没有pep425tags，继续查看package

>>> help(pip._internal)
Help on package pip._internal in pip:
 
NAME
    pip._internal
 
PACKAGE CONTENTS
    basecommand
    baseparser
    build_env
    cache
    cmdoptions
    commands (package)
    compat
    configuration
    download
    exceptions
    index
    locations
    models (package)
    operations (package)
    pep425tags
    req (package)
    resolve
    status_codes
    utils (package)
    vcs (package)
    wheel
 
SUBMODULES
    bazaar
    deprecation
    git
    mercurial
    subversion
 
FUNCTIONS
    autocomplete()
        Command and option completion for the main option parser (and options)
        and its subcommands (and options).
 
        Enable by sourcing one of the completion shell scripts (bash, zsh or fish).
 
    check_isolated(args)
 
    create_main_parser()
 
    main(args=None)
 
    parseopts(args)
 
DATA
    absolute_import = _Feature((2, 5, 0, 'alpha', 1), (3, 0, 0, 'alpha', 0...
    commands_dict = {'check': <class 'pip._internal.commands.check.CheckCo...
    logger = <Logger pip._internal (WARNING)>
 
VERSION
    10.0.1
 
FILE
    c:\users\zyong\appdata\local\programs\python\python36-32\lib\site-packages\pip\_internal\__init__.py

我们明显看到了_internal package中有 pep425tags 属性，

我们继续查看_vendor package

>>> help(pip._vendor)
Help on package pip._vendor in pip:
 
NAME
    pip._vendor
 
DESCRIPTION
    pip._vendor is for vendoring dependencies of pip to prevent needing pip to
    depend on something external.
 
    Files inside of pip._vendor should be considered immutable and should only be
    updated to versions from upstream.
 
PACKAGE CONTENTS
    appdirs
    cachecontrol (package)
    certifi (package)
    chardet (package)
    colorama (package)
    distlib (package)
    distro
    html5lib (package)
    idna (package)
    ipaddress
    lockfile (package)
    msgpack (package)
    packaging (package)
    pkg_resources (package)
    progress (package)
    pyparsing
    pytoml (package)
    requests (package)
    retrying
    six
    urllib3 (package)
    webencodings (package)
 
FUNCTIONS
    vendored(modulename)
        # Define a small helper function to alias our vendored modules to the real ones
        # if the vendored ones do not exist. This idea of this was taken from
        # https://github.com/kennethreitz/requests/pull/2567.
 
DATA
    DEBUNDLED = False
    WHEEL_DIR = r'C:\Users\zyong\AppData\Local\Programs\Python\Python36-32...
    absolute_import = _Feature((2, 5, 0, 'alpha', 1), (3, 0, 0, 'alpha', 0...
 
FILE
    c:\users\zyong\appdata\local\programs\python\python36-32\lib\site-packages\pip\_vendor\__init__.py

基于此，可以发现这可能是由于pip版本问题而产生的，依据pip 10.0.1 进行如下操作

>>> import pip._internal
>>> print(pip._internal.pep425tags.get_supported())
[('cp36', 'cp36m', 'win32'), ('cp36', 'none', 'win32'),
('py3', 'none', 'win32'), ('cp36', 'none', 'any'),
('cp3', 'none', 'any'), ('py36', 'none', 'any'),
('py3', 'none', 'any'), ('py35', 'none', 'any'),
('py34', 'none', 'any'), ('py33', 'none', 'any'),
 ('py32', 'none', 'any'), ('py31', 'none', 'any'), ('py30', 'none', 'any')]
>>>

从上述内容可以看到，本pip并不支持numpy-1.13.3+mkl-cp36-cp36m-win_amd64.whl，

可以从python插件中找到32位numpy+mklhttps://www.lfd.uci.edu/~gohlke/pythonlibs/#pymssql

也即numpy-1.14.3+mkl-cp36-cp36m-win32.whl

在命令提示符CMD中执行：

C:\WINDOWS\system32>pip install D:\Software\Python\numpy-1.14.3+mkl-cp36-cp36m-win32.whl
Processing d:\software\python\numpy-1.14.3+mkl-cp36-cp36m-win32.whl
Installing collected packages: numpy
Successfully installed numpy-1.14.3+mkl

安装成功！

2.3 离线安装（二）

手动将whl改为zip后，将解压后的numpy，numpy-1.11.0.dist-info两个文件夹放入Python/Lib/site-packages中即可。

 

备注：pyCharm中File-Settings-Project:[Tutorial]-Projext Interperter中确认。[Tutorial]为工程文件名，根据实际情况发生改变。

该方法来源：http://blog.sina.com.cn/s/blog_c26084b90102x2k0.html

 

该方法仅验证了解压后的文件夹，没有继续尝试。

 

当然也有人依据pip支持形式对numpy+mkl文件名进行修改，也成功安装，暂未尝试。详见https://blog.csdn.net/yxpyxp12341234/article/details/70436854

 

 

pip升级：

PS C:\Users\zyong\Desktop> python -m pip install -U pip
Collecting pip
  Downloading https://.../pip-18.0-py2.py3-none-any.whl (1.3MB)
    100% |████████████████████████████████| 1.3MB 81bytes/s
Installing collected packages: pip
  Found existing installation: pip 10.0.1
    Uninstalling pip-10.0.1:
      Successfully uninstalled pip-10.0.1
Successfully installed pip-18.0

 

3 scipy

Scipy是一个高级的科学计算库，它和Numpy联系很密切；

Scipy一般都是操控Numpy数组来进行科学计算，所以可以说是基于Numpy之上了。

Scipy有很多子模块可以应对不同的应用，例如插值运算，优化算法、图像处理、数学统计等。

3.1 安装

SciPy is software for mathematics, science, and engineering.
Install numpy+mkl before installing scipy（在安装scipy前必须先安装numpy + mkl）.

下载链接 https://www.lfd.uci.edu/~gohlke/pythonlibs/#scipy

安装：

PS D:\Software\Python> pip install scipy-1.1.0-cp36-cp36m-win32.whl

现在已经更新至：numpy-1.14.5+mkl-cp37-cp37m-win_amd64.whl

4 matplotlib

下载网站：https://www.lfd.uci.edu/~gohlke/pythonlibs/#matplotlib

安装：PS D:\Software\Python> pip install matplotlib-2.2.2-cp36-cp36m-win32.whl

5 在windows中使用 Windows PowerShell的方式

按住shift ，然后右击选择 “在此处打开PowerShell窗口”

---

2018年6月8日早追记

使用上述方法1是可以安装上的，但是在运行numpy时会报错，例如使用numpy.arange函数时，报错：AttributeError: 'module' object has no attribute 'arange'

在网上找不到原因，后来在虚拟机上尝试，可以正常运行。找原因！

原因追记！

（1）在运行numpy.arange()，报错：AttributeError: 'module' object has no attribute 'arange'，此时怀疑可能是版本的差异造成的，遂尝试numpy.array()；

（2）尝试运行numpy.array()时，也同样报出没有array这个属性值，

（3）help(numpy)，结果内容太多，查询非常困难，同时猜想这arange 、array 两个都是最基本的函数都没有，可能是在装numpy库时，没有同时载入arange、array函数。

（4）当时装的时候，安装的是numpy-1.14.3+mkl-cp36-cp36m-win32.whl，而不是numpy-1.14.3+mkl-cp36-cp36m-win_amd64.whl，我的电脑又是64位的，所以先win32位的卸载，安装64位，

C:\WINDOWS\system32>pip uninstall D:\Software\Python\numpy-1.14.3+mkl-cp36-cp36m-win32.whl
Uninstalling numpy-1.14.3+mkl:
  Would remove:
    c:\users\zyong\appdata\local\programs\python\python36-32\lib\site-packages\numpy-1.14.3+mkl.dist-info\*
    c:\users\zyong\appdata\local\programs\python\python36-32\lib\site-packages\numpy\*
    c:\users\zyong\appdata\local\programs\python\python36-32\scripts\f2py.py
Proceed (y/n)? y
  Successfully uninstalled numpy-1.14.3+mkl

备注：卸载时是将 install 替换成 uninstall 。最后章节会讲述安装的库卸载方法。

（5）之后安装win_amd64.whl，可是pip 不支持 安装，pip支持的列表如下：

>>> import pip._internal
>>> print(pip._internal.pep425tags.get_supported())
[('cp36', 'cp36m', 'win32'), ('cp36', 'none', 'win32'),
('py3', 'none', 'win32'), ('cp36', 'none', 'any'),
('cp3', 'none', 'any'), ('py36', 'none', 'any'),
('py3', 'none', 'any'), ('py35', 'none', 'any'),
('py34', 'none', 'any'), ('py33', 'none', 'any'),
 ('py32', 'none', 'any'), ('py31', 'none', 'any'), ('py30', 'none', 'any')]

（6）依据 pip安装报错：is not a supported wheel on this platform 内容中的说法，将numpy-1.14.3+mkl-cp36-cp36m-win_amd64.whl修改为numpy-1.14.3+mkl-cp36-none-win_amd64.whl，此时出现下列内容

C:\WINDOWS\system32>pip install D:\Software\Python\numpy-1.14.3+mkl-cp36-none-win_amd64.whl
numpy-1.14.3+mkl-cp36-none-win_amd64.whl is not a supported wheel on this platform.

（7）不支持情况下，继续修改，将numpy-1.14.3+mkl-cp36-cp36m-win_amd64.whl 修改为 numpy-1.14.3+mkl-cp36-none-any.whl

安装结果：

C:\WINDOWS\system32>pip install D:\Software\Python\numpy-1.14.3+mkl-cp36-none-any.whl
Processing d:\software\python\numpy-1.14.3+mkl-cp36-none-any.whl
Installing collected packages: numpy
Successfully installed numpy-1.14.3+mkl

显示成功了！

（8）查看安装效果

C:\WINDOWS\system32>python
Python 3.6.5 (v3.6.5:f59c0932b4, Mar 28 2018, 16:07:46) [MSC v.1900 32 bit (Intel)] on win32
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> import numpy
Traceback (most recent call last):
  File "C:\Users\zyong\AppData\Local\Programs\Python\Python36-32\lib\site-packages\numpy\core\__init__.py", line 16, in <module>
    from . import multiarray
ImportError: cannot import name 'multiarray'
 
During handling of the above exception, another exception occurred:
 
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
  File "C:\Users\zyong\AppData\Local\Programs\Python\Python36-32\lib\site-packages\numpy\__init__.py", line 142, in <module>
    from . import add_newdocs
  File "C:\Users\zyong\AppData\Local\Programs\Python\Python36-32\lib\site-packages\numpy\add_newdocs.py", line 13, in <module>
    from numpy.lib import add_newdoc
  File "C:\Users\zyong\AppData\Local\Programs\Python\Python36-32\lib\site-packages\numpy\lib\__init__.py", line 8, in <module>
    from .type_check import *
  File "C:\Users\zyong\AppData\Local\Programs\Python\Python36-32\lib\site-packages\numpy\lib\type_check.py", line 11, in <module>
    import numpy.core.numeric as _nx
  File "C:\Users\zyong\AppData\Local\Programs\Python\Python36-32\lib\site-packages\numpy\core\__init__.py", line 26, in <module>
    raise ImportError(msg)
ImportError:
Importing the multiarray numpy extension module failed.  Most
likely you are trying to import a failed build of numpy.
If you're working with a numpy git repo, try `git clean -xdf` (removes all
files not under version control).  Otherwise reinstall numpy.
 
Original error was: cannot import name 'multiarray'

报错！

（9）此时想 pip 可能是32 造成的，也就意味着python解释器，显示32位，遂将32位python解释器卸载，重新下载安装python 64位解释器。

（10）安装完python解释器(64位)后，查看pip所支持的类型；

C:\WINDOWS\system32>python
Python 3.6.5 (v3.6.5:f59c0932b4, Mar 28 2018, 17:00:18) [MSC v.1900 64 bit (AMD64)] on win32
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> import pip._internal
>>> print(pip._internal.pep425tags.get_supported())
[('cp36', 'cp36m', 'win_amd64'), ('cp36', 'none', 'win_amd64'), ('py3', 'none', 'win_amd64'), ('cp36', 'none', 'any'), ('cp3', 'none', 'any'), ('py36', 'none', 'any'), ('py3', 'none', 'any'), ('py35', 'none', 'any'), ('py34', 'none', 'any'), ('py33', 'none', 'any'), ('py32', 'none', 'any'), ('py31', 'none', 'any'), ('py30', 'none', 'any')]
>>>

可以看出，64位python解释器是支持cp36 win_amd64的，直接安装轮子

（11）安装轮子，因pip版本较低，需要更新pip版本状态；详细过程如下

C:\WINDOWS\system32>pip install D:\Software\Python\numpy-1.14.3+mkl-cp36-cp36m-win_amd64.whl
Processing d:\software\python\numpy-1.14.3+mkl-cp36-cp36m-win_amd64.whl
Installing collected packages: numpy
Successfully installed numpy-1.14.3+mkl
You are using pip version 9.0.3, however version 10.0.1 is available.
You should consider upgrading via the 'python -m pip install --upgrade pip' command.
 
C:\WINDOWS\system32>python -m pip install --upgrade pip
Cache entry deserialization failed, entry ignored
Collecting pip
Using cached https://files.pythonhosted.org/packages/0f/74/ecd13431bcc456ed390b44c8a6e917c1820365cbebcb6a8974d1cd045ab4/pip-10.0.1-py2.py3-none-any.whl
Installing collected packages: pip
Found existing installation: pip 9.0.3
Uninstalling pip-9.0.3:
Successfully uninstalled pip-9.0.3
Successfully installed pip-10.0.1
 
C:\WINDOWS\system32>pip install D:\Software\Python\numpy-1.14.3+mkl-cp36-cp36m-win_amd64.whl
Requirement already satisfied: numpy==1.14.3+mkl from file:///D:/Software/Python/numpy-1.14.3%2Bmkl-cp36-cp36m-win_amd64.whl in c:\users\zy***g\appdata\local\programs\python\python36\lib\site-packages (1.14.3+mkl)

其实，为了省事（因基本原因已基本确认了，所以也就不查看pip所支持的格式了），直接安装轮子即可。

（12）小插曲：安装完成后，使用PyCharm时，出现报错；详细示例见 pycharm运行报错unable to load the file system codec ImportError ？

Fatal Python error: Py_Initialize: unable to load the file system codec
ImportError: No module named 'encodings'

Current thread 0x000033c4 (most recent call first):

尝试修改解释器路径后，没有效果，只得将其卸载。重新安装。

（13）可以使用import numpy及相关函数验证是否正确安装。例如

import numpy as np
print(np.random.rand(4,4))

运行后代码

[[0.985837   0.09206095 0.79042019 0.26074964]
 [0.23293134 0.61763471 0.02468984 0.29329917]
 [0.89250718 0.94265628 0.10534024 0.49142388]
 [0.39379788 0.74113902 0.88442658 0.12648295]]

至此，numpy库已经全部安装完毕

-----------------------------------------2018.09.01更新---------------------------------------------------------

6 安装OpenCV

安装OpenCV时可能出现错误，所以可以先卸载OpenCV，更新numpy，然后在安装新版本OpenCV。

在安装过程中出现了 “ ModuleNotFoundError: No module named 'cv2” ，一直报错，以为是opencv安装错误，反复卸载安装，后来下载sublime text 3，并用（Sublime Text3 注册码激活码(持续更新中2018-6-29)，博主地址https://blog.csdn.net/qq_29819449）激活了，运行同样的代码，运行成功！

安装过程出现问题参考：

Opencv试用备忘

ImportError: No module named cv2 报错处理

python导入opencv解决no module named cv2问题 这个貌似安装后文件 *.pyd 就在Python文件中

No module named 'cv2'出错

2017 windows python 安装numpy+mkl+scipy+scikit-learn

解决RuntimeError:module compiled against API version 9 but this version of numpy is 7

国内镜像：pip install opencv-python -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple

==========2019年01月01日 更新===================

7 查看python及相关库位置、版本

7.1 查看python位置及版本

7.1.1 查看python的位置

1 打开cmd

win + R  -->  cmd ，回车确认，

2 where python

3 进入 python 所在的文件夹（延伸，为python库打基础）

方法一：

cd +（绝对）路径

方法二：

将路径粘贴在文件地址栏，直接进入python.exe所在的文件中

再shift + 鼠标右键，-->  在此处打开powershell窗口即可。

7.1.2 查看 python 版本

打开 cmd --> 输入 python

我用的python是 3.7.2rc1

7.2 查看 python 库

7.2.1 查看安装库

依据 7.1 章节 \ 7.1.1 \ 3 中的方法打开 python.exe 文件所在文件夹中的 CMD

输入下列代码中的第 1 行 或 第 3 行

 pip list
 # or
 pip freeze

7.2.2 查看所有过期的库

pip list --outdated

界面如下

7.2.3 将过期库升级

pip install --upgrade 库名

备注：此命令不支持全局全部库升级。

另：

DOS命令行下输入python进入python环境，然后利用下面python代码实现批量更新工具库

import pip
from subprocess import call
for dist in pip.get_installed_distributions():
    call("pip install --upgrade " + dist.project_name, shell=True)

利用pip批量更新python库

如何查看Python 安装位置以及已经安装的库

8 库文件卸载

在以上章节用虽然涉及到卸载，但是安装后立刻卸载将 install 改为 unstall 倒是可以，如果关闭 命令提示符 后，那种方法就不适用了。

1、打开命令提示符

略

2、输入

pip list

此时可以看到所有安装库及版本号。

3、找到所需安装的库名。

比如安装的opencv，如果直接（❌）

pip uninstall opencv

这样就会失败，因为在库列表中没有 opencv 这个库名，而是 opencv-python 库名存在的。

应该输入（✔）

pip uninstall opencv-python

4、卸载成功

C:\Users>pip uninstall opencv-python
Uninstalling opencv-python-4.0.1:
  Would remove:
    c:\users\appdata\local\programs\python\python36\lib\site-packages\cv.py
...
 
Proceed (y/n)? y
  Successfully uninstalled opencv-python-4.0.1