python安装包为什么这么小

简介

Python 以其易用性和庞大的软件包生态系统而闻名。然而，与其他编程语言相比，Python 安装包的体积却出人意料地小。本文将探讨背后的原因，重点关注 Python 解释器的设计、导入机制和包分发模式。

Python 解释器的设计

Python 是一种解释型语言，这意味着它的代码在运行时被翻译成字节码，然后由 Python 解释器执行。这种设计避免了在编译时生成大型二进制文件的需要。相反，Python 解释器仅加载运行程序所需的必要字节码，从而减少了安装包的大小。

模块和包的导入机制

Python 使用模块和包来组织代码。模块是单个文件，包含一组相关的函数、类和变量。包是模块的集合，通常包含一个 init.py 文件，用于定义包的名称空间和初始化过程。

当导入一个模块或包时，Python 只加载其 init.py 文件，该文件提供了模块或包的元数据。实际代码（函数、类等）仅在需要时才按需导入。这种按需导入机制有助于减小安装包的大小。

包分发模式

Python 社区主要使用两种包分发模式：官方的 Python 包索引 (PyPI) 和非官方的 pip 分发工具。

PyPI 托管了数以千计的第三方 Python 包，这些包被打包成称为 wheel 的压缩档案。这些轮子通常包含预编译的字节码，以提高加载速度。然而，轮子只包含必要的代码，以减小安装包的大小。

pip 是一个包安装工具，它从 PyPI 或其他来源下载和安装包。pip 使用 PEP 517 标准来构建和安装包，该标准定义了安装过程的最佳实践。该标准强调必须最小化安装包的大小，并只包含程序运行所需的必要文件。

其他因素

除了上述原因之外，以下因素也有助于减小 Python 安装包的大小：

• 使用预编译的 C 扩展： 许多 Python 库使用预编译的 C 扩展来提高性能。这些扩展通常包含在安装包中，但它们与平台无关，因此可以在不同版本的 Python 上使用。
• 避免静态链接： Python 解释器通常不静态链接到库。相反，它在运行时动态加载所需的库。这有助于减小安装包的大小，因为它避免包含程序永远不会使用的代码。

结论

Python 安装包之所以如此之小，这要归因于其解释器设计、按需导入机制以及包分发模式。通过仅加载必要的代码、按需导入模块和使用预编译的扩展和动态链接，Python 社区能够创建体积小且高效的安装包。

问答

1. 为什么 Python 使用解释器而不是编译器？

   • 为了避免编译时生成大型二进制文件，并允许在运行时进行灵活的代码修改。

2. 按需导入机制如何减少安装包大小？

   • 它只加载在运行时所需的必要代码，而不是加载整个模块或包。

3. wheel 文件是什么？

   • wheel 文件是压缩的 Python 包档案，通常包含预编译的字节码，以提高加载速度。

4. pip 如何帮助减小安装包大小？

   • pip 使用 PEP 517 标准，该标准强调最小化安装包大小和仅包含程序运行所需的代码。

5. 解释器不静态链接到库有什么好处？

   • 它有助于减小安装包的大小，因为它避免包含程序永远不会使用的代码。