第十八章程序打包

Setuptools和較舊的Distutils都是用于發布Python包的工具包，能夠使用Python輕松地編寫安裝腳本。這些腳本可用于生成可發布的歸檔文檔，供用戶用來編譯和安裝編寫庫。

Setuptools并非只能用于創建基于腳本的Python安裝程序，還可用于編譯擴展。

通過將其與擴展py2exe和py2app結合起來使用，還可創建獨立的Windows和macOS可執行程序。

Setuptools基礎

如果沒有安裝Setuptools，可使用pip安裝

簡單的Setuptools安裝腳本（setup.py）
請將代碼所示的腳本存儲為setup.py（這適用于所有的Setuptools安裝腳本），并確保其所在目錄包含簡單模塊beyond.py。

from setuptools import setupsetup(name='Beyond',version='1.0',description='A simple example',author='beyondyanyu',py_modules=['beyond'])

使用這個簡單的腳本

python setup.py

將出現類似于下面的輸出：

usage: setup.py [global_opts] cmd1 [cmd1_opts] [cmd2 [cmd2_opts] ...]or: setup.py --help [cmd1 cmd2 ...]or: setup.py --help-commandsor: setup.py cmd --helperror: no commands supplied

要獲得更多的信息，可使用開關--help或--help-commands。

執行命令build，讓Setuptools行動起來。

python setup.py build

將出現類似于下面的輸出：

running build 
running build_py 
creating build 
creating build/lib 
copying beyond.py -> build/lib

Setuptools創建了一個名為build的目錄，其中包含子目錄lib。同時將將beyond.py復制到了這個子目錄中。目錄build相當于工作區，Setuptools在其中組裝包（以及編譯擴展庫等）。安裝時不需要執行命令build，因為當你執行命令install時，如果需要，命令build會自動運行。
在上述這個示例中，命令install將把模塊beyond.py復制到PYTHONPATH指定的特定目錄中。這應該不會帶來風險，但如果你不想弄亂系統，應該將其刪除。

安裝install這個模塊

python setup.py install

輸出應該非常多，其末尾的內容類似于下面這樣：

Installed /path/to/python3.5/site-packages/Beyond-1.0-py3.5.egg 
Processing dependencies for Beyond==1.0 
Finished processing dependencies for Beyond==1.0 byte-compiling

在安裝過程中，Setuptools創建了一個.egg文件，這是一個獨立的Python包。
在這個腳本中，只使用了Setuptools指令py_modules。如果要安裝整個包，可以類似的方式（列出包名）使用指令packages。

打包

編寫讓用戶能夠安裝模塊的腳本setup.py后，就可使用它來創建歸檔文件了。
這里主要介紹如何創建.tar.gz文件

要創建源代碼歸檔文件，可使用命令sdist（表示source distribution）。

python setup.py sdist

如果執行上述命令，可能出現大量的輸出，其中包括一些警告。完全可以對這些警告置若罔聞，但也可在腳本setup.py中添加author_email（類似于選項author），并在當前目錄中添加文本文件README.txt。

現在，除目錄build外，應該還有一個名為dist的目錄。在這個目錄中，有一個名為Beyond-1.0.tar.gz的文件。
可將其分發給他人，而對方可將其解壓縮，再使用腳本setup.py進行安裝。

不想生成.tar.gz文件，還有其他幾種分發格式可供使用。要設置分發格式，可使用命令行開關--formats（這個開關為復數形式，表明你可指定多種用逗號分隔的格式，這樣將一次性創建多個歸檔文件）。要獲悉可使用的格式列表，可給命令sdist指定開關--help-formats。

編譯擴展

假設這個源代碼文件（palindrome2.c）位于當前目錄中（第17章中程序palindrome的源代碼），則可使用下面的setup.py腳本來編譯（并安裝）它：

一個回文檢查示例（palindrome2.c）

#include <Python.h>static PyObject *is_palindrome(PyObject *self, PyObject *args) {int i, n;const char *text;int result;if (!PyArg_ParseTuple(args, "s", &text)) {return NULL;}n=strlen(text);result = 1;for (i = 0; i <= n/2; ++i) {if (text[i] != text[n-i-1]) {result = 0;break;}}return Py_BuildValue("i", result); /* "i"表示一個整數：*/}static PyMethodDef PalindromeMethods[] = {/* 方法/函數列表：*/{"is_palindrome", is_palindrome, METH_VARARGS, "Detect palindromes"},{NULL, NULL, 0, NULL}
};static struct PyModuleDef palindrome =
{PyModuleDef_HEAD_INIT,"palindrome", /* 模塊名 */"", /* 文檔字符串 */-1, /*存儲在全局變量中的信號狀態 */PalindromeMethods
};/* 初始化模塊的函數：*/ 
PyMODINIT_FUNC PyInit_palindrome(void)
{return PyModule_Create(&palindrome);
}

setup.py腳本

from setuptools import setup, Extensionsetup(name='palindrome',version='1.0',ext_modules = [Extension('palindrome', ['palindrome2.c'])] )

如果使用這個腳本運行命令install，將自動編譯擴展模塊palindrome再安裝它。

這里沒有指定一個模塊名列表，而是將參數ext_modules設置為一個Extension實例列表。構造函數Extension將一個名稱和一個相關文件列表作為參數；

如果只想就地編譯擴展（在大多數UNIX系統中，這都將在當前目錄中生成一個名為palindrome.so的文件），可使用如下命令：

python setup.py build_ext --inplace

如果安裝了SWIG（參見第17章），可讓Setuptools直接使用它！
代碼palindrome.c的源代碼，顯然比包裝后的版本簡單得多。能夠讓Setuptools使用SWIG并直接將其作為Python擴展確實非常方便。
為此，需要做的非常簡單，只需將接口文件（.i文件，palindrome.i）的名稱加入到Extension實例的文件列表中即可。

palindrome.c的源代碼

#include <string.h>
int is_palindrome(char *text) {int i, n=strlen(text);for (i = 0; I <= n/2; ++i) {if (text[i] != text[n-i-1]) return 0;}return 1;
}

接口文件（palindrome.i）

%module palindrome%{
#include <string.h>
%}extern int is_palindrome(char *text);

Extension實例的文件列表

from setuptools import setup, Extensionsetup(name='palindrome',version='1.0',ext_modules = [Extension('_palindrome', ['palindrome.c','palindrome.i'])])

如果用剛才的命令（build_ext，可能還要加上開關–inplace）運行這個腳本，也將生成一個.so文件（或與之等價的文件），但這次無需自己編寫包裝代碼。

這個擴展指定了名稱_palindrome，因為SWIG將創建一個名為palindrom.py的包裝器，而這個包裝器將通過名稱_palindrome導入一個C語言庫。

使用py2exe創建可執行程序

py2exe是Setuptools的一個擴展（可通過pip來安裝它），能夠創建可執行的Windows程序（.exe文件）。
py2exe包可用來創建帶GUI（參見第12章）的可執行文件。

print('Hello, world!') 
input('Press <enter>')

創建一個空目錄，再將這個文件（hello.py）放到這個目錄中，然后創建一個類似于下面的setup.py文件：
beyond.py

from setuptools import setupsetup(name='Beyond',version='1.0',description='A simple example',author='beyondyanyu',py_modules=['beyond'])

setup.py

from distutils.core import setup
import py2exesetup(console=['beyond.py'])

接著運行這個腳本：

python setup.py py2exe

這將創建一個控制臺應用程序（beyond.exe），還將在子目錄dist中創建其他幾個文件。

有關py2exe的工作原理和高級用法的詳細信息，可以查閱py2exe官網。

小結

概念	解釋
Setuptools	Setuptools工具包讓你能夠編寫安裝腳本。根據約定，這種安裝腳本被命名為setup.py。使用這種腳本，可安裝模塊、包和擴展。
Setuptools的命令	可使用多個命令來運行setup.py腳本，如build、build_ext、install、sdist和bdist。
編譯擴展	可使用Setuptools來自動編譯C語言擴展，并讓Setuptools自動確定Python安裝位置以及該使用哪個編譯器。還可讓它自動運行SWIG。
可執行的二進制文件	Setuptools擴展py2exe可用來從Python程序創建可執行的Windows二進制文件以及其他一些文件（可使用安裝程序方便地安裝）。無需單獨安裝Python解釋器，就可運行這些.exe文件。在macOS中，擴展py2app提供了與py2exe類似的功能。