آموزش نصب کتابخانه در پایتون

حالت مطالعه

نصب کتابخانه در پایتون

 

برای هر برنامه نویسی خیلی از اوقات پیش می آید که در پروژه های زبان پایتون (زبان همه ‌منظوره، شی‌گرا، سطح بالا ) لازم به نصب کتابخانه باشد. البته درست است که خیلی از این کتابخانه ها داخل خود برنامه قرار دارد و جز قدرتمندترین ابزارها محسوب می شوند؛ ولی برخی دیگر هم به صورت پیش فرض نصب نیستند و شخص برنامه نویس باید با نصب کتابخانه در پایتون این مشکل را حل کند تا بتواند ادامه راه را به درستی پیش ببرد و خروجی خوبی بگیرد.

در این مقاله باهم نحوه نصب کتابخانه در پایتون و کتابخانه استاندارد پایتون و... را یاد می گیریم. پس در ادامه مطلب با ما همراه باشید تا روش نصب پایتون یکی از مجموعه ها‌ی غنی از کتابخانه‌ های کاربردی را یاد بگیریم. (در صورتی که هیچ آشنایی با پایه های پایتون ندارید می توانید از این لینک پکیج آموزش پایتون مقدماتی را مشاهده کنید.)

 

نصب کتابخانه ها در پایتون

یک زبان برنامه نویسی کاربردی در زمینه های مختلف محاسبات و علوم کامپیوتر در سال های گذشته پایتون بود که هر روزه افراد زیادی از آن استفاده می کنند. روزانه به این تعداد افزوده می شود و تنها دلیل این موضوع را می توان فاکتور مهمی مانند پویایی، منبع باز بودن، سادگی و قابل انعطاف بودن آن را بیان کرد. پایتون به دلایل مختلفی در بین توسعه دهندگان محبوب است. یکی از دلایل اصلی را باید در داشتن مجموعه بزرگی از کتابخانه ها در پایتون اشاره کرد که برای برنامه نویسان یک ابزار کمکی تلقی شده و به کمک کتابخانه های مختلف آن می توانند به راحتی کد نویسی کنند.

این مقاله مروری کوتاه بر نصب کتابخانه های پایتون به دو روش مختلف ارائه می دهد. اما قبل از آموزش نصب کتابخانه در پایتون باید توضیح داد که مفاهیمی مانند کتابخانه چیست.

ماژول ها (Module) در پایتون فایل هایی یک سری حاوی کد پایتون و یک بسته (Package) دارند. این بسته دایرکتوری (شاخه) زیر بسته ها (Sub Packages) و ماژول ها هستند. ولی نمی توان مرزمشخصی بین بسته و کتابخانه پایتون در نظر گرفت. در کتابخانه های پایتون قطعات کد هایی وجود دارد که برنامه نویسان در صورت نیاز می توانند چند بار در پروژه های خود از آنها استفاده کنند.

اگر بخواهیم زبان پایتون را با زبان‌های C++ یا C ، مقایسه کنیم کتابخانه ‌های آن به هیچ زمینه خاصی تعلق ندارند. منظور از "کتابخانه" در این بخش می تواند تا حدی توصیف کننده مجموعه ای از ماژول های اصلی(Core Modules) باشد. پس با این حساب یک کتابخانه از مجموعه ای از ماژول ها ساخته می شود . بسته (پکیج) هم به نوعی کتابخانه است که با کمک «مدیر بسته» (Package Manager) می توان  «rubygems» یا «npm» را نصب کرد.

سه گام نصب کتابخانه در پایتون:

1- Collecting : چک کردن سیستم برای وجود کتابخانه در پایتون

2- Downloading : دانلود کتابخانه مورد نظر بر روی کامپیوتر کاربر

3- Installing : نصب کتابخانه دانلود شده بر روی سیستم

4- نمایش پیام Install Successfull در پنجره cmp

 

کتابخانه استاندارد پایتون چیست؟

کتابخانه استاندارد پایتون (Python Standard Library) را باید مجموعه ای دقیق از توکن (نشانه) ، نحو(سینتکس)، معناشناسی (Semantics) که با توزیع هسته پایتون (Python Core Distribution) را تشکیل می دهد. کتابخانه استاندارد پایتون برای مدیریت ماژول‌های اصلی و عملکردهای ورودی/خروجی از زبان C استفاده می کند.

این ویژگی ها با هم، امروزه زبان برنامه نویسی به نام پایتون را تشکیل داده اند. بیش تر از 200 ماژول هسته در مرکز کتابخانه استاندارد پایتون قرار دارند و با آن ارسال می شود. افزون بر این کتابخانه می توان دسترسی کاملی به مجموعه رو به رشد هزاران کامپوننت (Component) در «فهرست بسته پایتون» (Python Package Index) هم داشته باشد.

تعدادی از کتابخانه های مهم پایتون عبارت‌اند Scikit- learn، Matplotlib، NumPy ، SciPy، SymPy، پای تورچ (PyTorch)، BeautifulSoup،TheanoT، SQLAlchemy، PyGame، Pillow، Nose، Scrapy، Pandas (Pandas) و Requests است.

 

نحوه نصب کتابخانه در پایتون

 کتابخانه ها معمولاً به دو صورت در پایتون نصب می شود.

1- استفاده از مدیریت بسته pip است. شاید بتوان این روش را یک رویکرد مناسب و بدون دردسر تلقی کرد.

از طرف دیگر، برنامه مخصوص به خود را دارد که در آن کاربر با استفاده از خط فرمان دستوری را برای نصب کتابخانه در پایتون اجرا می کند.

2- به کاربر این امکان را می دهد که تمام مراحل نصب کتابخانه در پایتون را به صورت دستی و خودکار بدون نیاز به مدیریت بسته با اجرای تک تک دستورات انجام دهد.

اکنون هر یک از این دو روش را به صورت کاربردی اما ساده شرح می دهیم.

 

نصب pip در پایتون

قبل از اینکه آموزش نصب کتابخانه در پایتون را با کمک pip یاد بگیریم لازم است در ابتدا بدانیم pip چیست؟ در ادامه این مقاله ابتدا این سؤال را پاسخ داده و سپس به معرفی و آموزش نصب pip در پایتون می پردازیم.

یکی از سیستم های مدیریت بسته در پایتون pip  نام دارد که با کمک آن توسعه دهندگان قادرند کتابخانه ها و وابستگی های اضافی پایتون را نصب و مدیریت کنند. یاد آوری این نکته ضروری است که با استفاده از pip می توانید کتابخانه ها و وابستگی های آن ها را که از یک کتابخانه استاندارد توزیع نشده اند به طور کامل مدیریت و نصب  کنید. سیستم مدیریت بسته آن‌قدر مهم است که pip بخشی از نصب کننده پایتون را از نسخه 3.4 به بعد برای پایتون 3 و نسخه 2.7.9 برای پایتون 2 در بسیاری از پروژه های پایتون استفاده کرد.

اگر توسعه دهندگان با زبان های برنامه نویسی آشنا باشند، حتماً مفهوم سیستم کنترل بسته را هم  می دانند. برای مدیریت بسته در جاوا اسکریپت npm  توانست، Gem را در Ruby و NuGet را در دات نت استفاده کند. به همین ترتیب، pip در زبان برنامه نویسی پایتون تبدیل به یکی از سیستم های مدیریت بسته استاندارد شده و به طور پیش فرض در زمان نصب پایتون به برنامه نویس ارائه می شود.

بعد از این قسمت از مقاله، نصب کتابخانه در پایتون با استفاده از pip مورد بحث قرار گرفته است. اگر سیستم عامل شما ویندوز است، می توانید بسته های پایتون را با تایپ pip install packagename در خط فرمان نصب کنید. البته توجه داشته باشید که این دستور فقط در صورتی درست کار می کند که پایتون قبلاً به مسیر ویندوز اضافه شده باشد. برای درک بهتر مفاهیم پشت آموزش نصب پایتون، راهنمای گام به گام در زیر ارائه شده است.

 

گام اول : آماده‌ سازی خط فرمان

اولین قدم نوشتن کلمه "command prompt" در کادر جستجوی ویندوز است. برای جلوگیری از دردسر و مشکلات دسترسی، خط فرمان باید به عنوان یک مدیر سیستم (ادمین) اجرا شود. برای اجرای آن در جستجوی ویندوز، بر روی نماد خط فرمان کلیک راست کرده و "Run as administrator" را انتخاب کرده و دستور «cd\‎‎‎‎‏» را در خط فرمان وارد کنید. هنگامی که این دستور را وارد می کنید، خط فرمان از پوشه Windows\system32 حذف و در پوشه root (C:\) قرار می گیرد.

 

گام دوم : تغییر محل خط فرمان به آدرس اسکریپت‌ های پایتون

در گام بعدی وارد مسیر اسکریپت‌ های سیستمی پایتون که در داخل پوشه اپلیکیشن پایتون قرار دارد می شویم.

برای مثال مسیر زیر را در نظر بگیرید:

C:\Users\academyit\AppData\Local\Programs\Python\Python39\Scripts

سپس در خط فرمان دستور cd و بعد مسیر اسکریپت‌ ها تایپ شود:

C:\>cd C:\Users\ academyit\AppData\Local\Programs\Python\Python39\Scripts

زمانی که دکمه اینتر زده شود نشانی محل کنونی در خط فرمان به شکل زیر تغییر خواهد کرد:

C:\Users\ academyit\AppData\Local\Programs\Python\Python39\Scripts>

 

گام سوم : اجرای دستور pip و نصب کتابخانه مورد نظر

در این مرحله می توان با دستور pip install پکیج ‌های پایتون را به طور کامل نصب کرد:

pip install package_name

این نکته را فراموش نکنید که به جای «package_name» در دستور بالا حتماً نام کتابخانه مورد نظر که قرار است نصب کنید، قید شود. در ادامه مثالی برای نصب کتابخانه Pandas (Pandas) با استفاده از pip را با هم بررسی می کنیم.

در این مثال ما به شما آموزش نصب کتابخانه در پاپیون به کمک نصب کتابخانه Pandas را آموزش     می دهیم تا با این روش بتوانید مسائل دیگر را به خوبی حل کرده و با مشکل روبرو نشوید:

دستور "pip install pandas" برای نصب Panda Library از طریق Pipe Package Manager استفاده           می شود.

C:\Users\ academyit\AppData\Local\Programs\Python\Python39\Scripts pip install pandas

پس از فشردن enter و نصب بسته pandas، پیغام زیر ظاهر می شود:

Successfully installed pandas-1.2.4

سپس دستور “import pandas” را اجرا کنید تا با سرعت به نحوه نصب صحیح یا غلط پایتون بپردازد. اگر خطایی در IDLE ظاهر نشد، بسته به درستی نصب شده است.

از IDLE  می توان برای نصب پایتون کمک گرفت اگر بخواهیم تعریفی از آن داشته باشیم شاید بتوان به یک محیط توسعه بافته و یکپارچه برای یادگیری پایتون اشاره کرد.

در ادامه این مقاله به نصب پکیج در پایتون توسط کاربر و بدون نیاز به مدیر بسته آموزش می پردازیم.

 

نصب پکیج در پایتون توسط کاربر و بدون نیاز به مدیر بسته

اگرچه رایج ‌ترین راه برای نصب کتابخانه‌ های پایتون استفاده از  Pip Package Manager است، از راه دیگری هم برای نصب دستی کتابخانه‌ های پایتون بدون استفاده از دستور pip می توان استفاده کرد.

مراحل نصب بسته پایتون توسط کاربر و بدون مدیریت بسته به شرح زیر است:

1- دانلود فایل های مورد نیاز

 با مراجعه به وب سایت https://pypi.org/ و جستجو بسته مورد نیاز آن را می توانید دانلود کنید.

برای انجام این کار، روی دکمه دانلود فایل ها از منوی سمت چپ کلیک و فایل های کتابخانه ای که فرمت tar.gz دارند را انتخاب کنید. این نکته قابل ذکر است که پس از دانلود شدن کامل فایل ها، باید از حالت فشرده خارج شوند.

2- نصب بسته پایتون توسط کاربر بدون نیاز به مدیر بسته

 پوشه فعلی را با فایلی حاوی Setup.py (با استفاده از دستور cd) جایگزین کنید.

3- تغییر دایرکتوری

بعد از تغییر دادن دایرکتوری فعلی به فایل حاوی setup.py، باید دستور نصب python setup.py را در خط فرمان وارد کنید.

 

نصب numpy در پایتون

در پایتون ما آرایه نداریم ولی لیست را می توانیم به عنوان یک آرایه حساب کنیم. مشکلی که در همه لیست ها مشاهده می شود پایین بودن سرعت پردازش داده ها است.

Numpy سعی می کند یک شی را به عنوان یک آرایه مشخص کرده ولی 50 برابر سریع تر از یک لیست نشان دهد. شیئی که به صورت آرایه در numpy وجود دارد، partray نامیده می شود. Nampay ویژگی های زیادی دارد که کار با پارتیشن را بسیار آسان می کند. به خاطر استفاده زیاد از آرایه ها در علم داده و حجم بسیار زیاد داده، داشتن سرعت بالا برای هر برنامه نویسی اهمیت زیادی دارد.

برای درک بهتر این موضوع با یک مثال متن را پیش می بریم:

شما فکر کنید برنامه نویسی هستید که قصد دارید کتابخانه numpy را در پایتون نصب کنید. حال برایتان حتماً این سؤال پیش می آید که چه مراحلی برای نصب کتابخانه numpy  در پایتون نیاز است؟

بدون شک الان شما به راحتی جواب این سؤال را می دانید و پیش خود مراحل زیر را مررورمی کنید:

1- باز کردن پنجره cmd

2- نوشتن دستور ipip install numpy در پنجره cmd

3- زدن دکمه اینتر(inter) برای رفتن به صفحه بعد و نصب numpy

با همین مراحل ساده شما توانسته اید سیستم خود را به کتابخانه پایتون متصل کنید. بعد از این قسمت نوبت دانلود کتابخانه numpy و نصب بر روی سیستم شما است.

 

سخن آخر

یکی از زبان های برنامه نویسی مفید و همه کاره در زمینه های مختلف کامپیوتر، که بسیاری از برنامه نویسان آن را در  پروژ های خود آن را مورد استفاده قرار می دهند پایتون است. خوشبختانه هر روز به محبوبیت و استفاده از آن هم افزوده می شود. از علت های محبوبیت پایتون می توان به استفاده شدن در غول های فناوری دنیا (مانند گوگل، فیس ‌بوک، یوتیوپ و یاهو، شاپ‌زیلا (Shopzilla) و اولتراسیک (Ultraseek))، مناسب بودن برای مبتدیان، تنها زبان مورد نیاز کاربر اشاره کرد.

در مقابل این مزایا معایبی همچون دشواری در استفاده از دیگر زبان‌ها، ضعیف در پردازش موبایل، خطاهای زمان اجرا (Runtime Errors)، کاهش سرعت، لایه‌های دسترسی پایگاه داده توسعه نیافته هم می تواند عنوان شود.  با توجه به اهمیت غیرقابل انکار پکیج ها و کارایی آنها در برنامه نویسی، یادگیری نحوه نصب کتابخانه پایتون را می توان اجباری دانست.

 

0 0 نظر

سبد خرید

سبد خرید شما خالی است.