Python 学习笔记 9：pip 与第三方库安装管理

一、背景

前面几篇已经整理了 Python 的基础语法、函数、模块、文件、异常、面向对象、线程、数据库和 JSON。

实际写 Python 程序时，除了 Python 自带的标准库，还会经常使用别人已经写好的第三方库。

比如：

1. 使用 requests 发送 HTTP 请求
2. 使用 pymysql 连接 MySQL
3. 使用 pandas 处理数据
4. 使用 flask、django 写 Web 服务
5. 使用 selenium 操作浏览器

这些库不需要自己从头写，一般通过包管理工具安装。

Python 中最常用的包管理工具就是 pip。

二、标准库和第三方库

Python 中的库大概可以分为两类。

类型	说明	示例
标准库	安装 Python 后自带	os、sys、json、datetime、threading
第三方库	需要额外安装	requests、pymysql、pandas、flask

标准库可以直接导入：

import json
import os
import sys

第三方库如果没有安装，直接导入会报错。

import requests

如果本机没有安装 requests，通常会看到：

ModuleNotFoundError: No module named 'requests'

这时就需要使用 pip 安装。

三、pip 是什么

pip 是 Python 的包安装工具，用来安装、升级、卸载第三方库。

常见命令包括：

pip install requests
pip uninstall requests
pip show requests
pip list

不过在实际使用中，更推荐使用下面这种写法：

python -m pip install requests

原因是：这样可以明确使用当前 python 对应的 pip。

如果机器上同时安装了多个 Python 版本，直接执行 pip 有时会装到另一个 Python 环境里。

四、检查 Python 和 pip

先查看 Python 版本：

python --version

或者：

python3 --version

查看 pip 版本：

python -m pip --version

输出中会包含 pip 版本和对应的 Python 路径，例如：

pip 23.x from .../site-packages/pip (python 3.x)

排查环境问题时，重点看两个信息：

1. 当前使用的是哪个 Python
2. pip 对应的是哪个 Python

可以使用下面命令查看路径：

which python
which pip

Windows 上可以使用：

where python
where pip

五、安装第三方库

安装一个库：

python -m pip install requests

安装完成后，可以进入 Python 交互环境验证：

python

然后执行：

import requests

print(requests.__version__)

如果没有报错，说明安装成功。

六、指定版本安装

有时项目要求固定版本，可以指定版本安装。

python -m pip install requests==2.31.0

常见版本写法如下：

写法	含义
requests==2.31.0	必须安装指定版本
requests>=2.28.0	安装大于等于指定版本
requests<3.0.0	安装小于指定版本
requests>=2.28.0,<3.0.0	指定版本范围

如果是学习阶段，可以先不强制指定版本。

如果是项目开发，建议固定版本，避免后面环境变化导致代码运行结果不一致。

七、升级和卸载

升级某个库：

python -m pip install --upgrade requests

卸载某个库：

python -m pip uninstall requests

查看某个库的信息：

python -m pip show requests

查看当前环境已经安装的库：

python -m pip list

查看哪些库可以升级：

python -m pip list --outdated

八、使用国内镜像源

有时直接访问默认源比较慢，可以临时使用国内镜像。

例如使用清华源：

python -m pip install requests -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple

也可以使用阿里云源：

python -m pip install requests -i https://mirrors.aliyun.com/pypi/simple/

如果使用镜像源时出现可信主机问题，可以加上：

python -m pip install requests \
  -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple \
  --trusted-host pypi.tuna.tsinghua.edu.cn

一般情况下，使用 https 镜像地址不需要额外加 --trusted-host。

九、配置默认镜像源

如果经常使用同一个镜像源，可以配置成默认值。

Linux 或 macOS 下，配置文件通常是：

~/.pip/pip.conf

内容示例：

[global]
index-url = https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple

[install]
trusted-host = pypi.tuna.tsinghua.edu.cn

Windows 下，配置文件一般是：

%APPDATA%\pip\pip.ini

也可以使用命令配置：

python -m pip config set global.index-url https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple

查看当前 pip 配置：

python -m pip config list

十、虚拟环境

不建议把所有项目依赖都安装到系统 Python 中。

更推荐每个项目使用独立虚拟环境。

虚拟环境的作用是：给每个项目创建一套相对独立的 Python 依赖目录。

这样可以避免下面这些问题：

1. 项目 A 需要 requests==2.28.0
2. 项目 B 需要 requests==2.31.0
3. 两个项目安装在同一个环境里，版本容易互相影响

十一、venv 创建虚拟环境

Python3 自带 venv 模块。

创建虚拟环境：

python -m venv .venv

激活虚拟环境。

Linux 或 macOS：

source .venv/bin/activate

Windows：

.venv\Scripts\activate

激活后再安装依赖：

python -m pip install requests

退出虚拟环境：

deactivate

十二、确认库安装到了哪个环境

很多 ModuleNotFoundError 都是因为库装错了环境。

排查时可以看下面几个命令：

which python
python -m pip --version
python -m pip show requests

也可以在 Python 中查看：

import sys

print(sys.executable)
print(sys.path)

如果 pip install 成功，但是代码还是提示找不到模块，大概率是运行代码时使用的 Python 和安装库时使用的 Python 不是同一个。

十三、requirements.txt

项目中通常会使用 requirements.txt 记录依赖。

生成当前环境依赖：

python -m pip freeze > requirements.txt

文件内容大概如下：

requests==2.31.0
pymysql==1.1.0

在另一台机器上安装：

python -m pip install -r requirements.txt

这样可以比较方便地复现项目依赖环境。

需要注意：pip freeze 会导出当前环境中的所有包。如果当前环境很乱，生成的 requirements.txt 也会很乱。

所以最好在干净的虚拟环境中维护项目依赖。

十四、安装本地包和 wheel 文件

有时依赖包不是从远程源安装，而是从本地文件安装。

安装本地 wheel 文件：

python -m pip install xxx.whl

安装本地源码目录：

python -m pip install .

开发本地包时，可以使用可编辑安装：

python -m pip install -e .

-e 表示 editable，适合一边开发包代码，一边在项目中引用。

十五、常见问题

1. No module named xxx

报错：

ModuleNotFoundError: No module named 'xxx'

排查步骤：

python -m pip show xxx
python -c "import sys; print(sys.executable)"
python -m pip --version

重点确认安装依赖和运行代码是否使用同一个 Python。

2. pip 不是内部或外部命令

Windows 上如果提示找不到 pip，可以先尝试：

python -m pip --version

如果这个命令可以执行，就不需要直接使用 pip 命令。

3. 权限不足

如果安装时报权限问题，不建议直接对系统 Python 乱加权限。

优先使用虚拟环境：

python -m venv .venv
source .venv/bin/activate
python -m pip install requests

如果确实要安装到用户目录，可以使用：

python -m pip install --user requests

4. 下载太慢

可以临时指定镜像：

python -m pip install requests -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple

5. 版本冲突

如果出现依赖版本冲突，可以先查看当前依赖：

python -m pip list
python -m pip check

pip check 会检查已安装包之间是否存在依赖不兼容。

如果环境已经很乱，很多时候重新创建一个干净虚拟环境比继续修更省时间。

十六、日常推荐流程

一个比较常用的项目依赖管理流程如下：

# 1. 创建项目目录
mkdir demo-python
cd demo-python

# 2. 创建虚拟环境
python -m venv .venv

# 3. 激活虚拟环境
source .venv/bin/activate

# 4. 升级 pip
python -m pip install --upgrade pip

# 5. 安装依赖
python -m pip install requests pymysql

# 6. 记录依赖
python -m pip freeze > requirements.txt

其他机器拉取项目后：

python -m venv .venv
source .venv/bin/activate
python -m pip install -r requirements.txt

十七、总结

这一篇主要整理了 Python 第三方库安装和依赖管理。

需要重点记住：

1. 第三方库通常使用 pip 安装
2. 推荐使用 python -m pip，避免 pip 和 Python 环境不一致
3. 每个项目尽量使用独立虚拟环境
4. 使用 requirements.txt 记录项目依赖
5. 下载慢可以配置镜像源
6. ModuleNotFoundError 重点检查是否装到了当前 Python 环境
7. 环境乱了不要硬修，重新建虚拟环境通常更稳

Python 的生态很大，很多功能都可以通过第三方库完成。掌握 pip 和虚拟环境，是后续学习爬虫、数据处理、Web 开发时必须先掌握的基础。