Python代码打包与分发指南使用Setuptools与PyInstaller解决问题插图

Python代码打包与分发指南：从库到可执行文件，一次搞定

大家好，作为一名经常需要分享和部署Python代码的开发者，我深知打包和分发过程中的种种“坑”。今天，我想和大家深入聊聊两个最核心的工具：Setuptools（用于打包库并上传PyPI）和PyInstaller（用于生成独立的可执行文件）。这不仅仅是工具介绍，更是我踩过无数坑后总结的实战指南。无论你是想开源一个优秀的库，还是想把脚本交给没有Python环境的同事或客户，这篇文章都能帮你理清思路。

第一部分：用Setuptools打造专业的Python包

当你写了一个可复用的模块或库，并希望它可以通过pip install轻松安装时，Setuptools是你的不二之选。它负责定义项目的元数据、依赖关系，并构建分发包。

1. 项目结构标准化
一个清晰的结构是成功的一半。我推荐以下布局，这几乎是社区的标准：

my_awesome_package/
├── my_awesome_package/   # 主包目录，与项目同名
│   ├── __init__.py
│   └── core.py
├── tests/                # 测试目录
├── README.md
├── LICENSE
├── pyproject.toml        # 现代构建配置核心文件
└── setup.cfg            # 可选的元数据配置（传统方式）

这里的关键是，你的核心代码放在以项目名命名的子目录里，而不是散落在根目录。这能避免很多导入和打包的诡异问题。

2. 核心配置：pyproject.toml
过去我们依赖setup.py，但现在更推荐使用pyproject.toml（PEP 518和621）。它更清晰，且被所有现代工具支持。下面是一个功能齐全的示例：

[build-system]
requires = ["setuptools>=61.0", "wheel"]
build-backend = "setuptools.build_meta"

[project]
name = "my-awesome-package"
version = "0.1.0"
authors = [
  {name = "Your Name", email = "you@example.com"}
]
description = "A brief description of your awesome package."
readme = "README.md"
license = {text = "MIT"}
classifiers = [
    "Programming Language :: Python :: 3",
    "Operating System :: OS Independent",
]
keywords = ["utility", "tool"]
dependencies = [
    "requests>=2.25.0",
    "click>=8.0.0"
]

[project.optional-dependencies]
dev = ["pytest", "black", "flake8"]

[project.urls]
Homepage = "https://github.com/you/my_awesome_package"
Bug-Tracker = "https://github.com/you/my_awesome_package/issues"

[project.scripts]
my-cli-tool = "my_awesome_package.core:main"

这个文件定义了从构建依赖、项目信息、运行时依赖到可执行脚本入口的所有内容。project.scripts部分非常实用，它会自动在用户安装后，在系统路径中创建一个名为my-cli-tool的命令行工具。

3. 构建与上传
配置好后，打包和上传就变得非常简单：

# 安装最新构建工具
pip install --upgrade build twine

# 在项目根目录执行，生成 dist/ 下的分发包
python -m build

# 检查包内容（好习惯！）
twine check dist/*

# 上传到测试PyPI（强烈建议先测试）
twine upload --repository-url https://test.pypi.org/legacy/ dist/*

# 一切无误后，上传到正式PyPI
twine upload dist/*

踩坑提示：第一次上传前，务必在TestPyPI上测试安装流程。包名一旦被占用就无法使用，先在测试环境确认所有元数据正确无误。

第二部分：用PyInstaller生成独立可执行文件

如果你的用户是非技术人员，或者你需要分发一个带有GUI的桌面应用，让他们安装Python和一堆依赖是不现实的。这时，PyInstaller就能将你的脚本和所有依赖（包括Python解释器）打包成一个独立的.exe（Windows）、.app（macOS）或二进制文件（Linux）。

1. 基础使用与常见问题
安装和使用非常简单：

pip install pyinstaller
# 最基础的打包，生成一个庞大的文件夹
pyinstaller your_script.py

# 生成单个可执行文件（更整洁）
pyinstaller --onefile your_script.py

# 如果你不希望运行时弹出控制台窗口（GUI程序必备）
pyinstaller --onefile --windowed your_script.py

命令执行后，会在dist/目录下找到生成的可执行文件。但事情很少这么顺利，你可能会遇到：

  • 文件体积巨大：这是正常的，因为它包含了迷你Python环境。使用--onefile会稍微压缩。
  • 动态库缺失：特别是使用了NumPy、PyQt、OpenCV等包含C扩展的库时，PyInstaller有时会漏掉一些动态链接库（.dll, .so）。

2. 高级配置：使用Spec文件
对于复杂项目，我强烈建议使用.spec文件。首先生成一个模板：

pyinstaller --onefile your_script.py

这会在根目录生成your_script.spec。你可以编辑这个文件，精细控制打包过程。下面是一个处理了常见隐藏导入和数据的spec文件示例：

# -*- mode: python ; coding: utf-8 -*-
a = Analysis(
    ['your_script.py'],
    pathex=[],
    binaries=[],
    datas=[], # 可以添加数据文件，如 ('.env', '.')
    hiddenimports=['pkg_resources.py2_warn', 'sklearn.utils._weight_vector'], # 解决“隐式导入”错误
    hookspath=[],
    hooksconfig={},
    runtime_hooks=[],
    excludes=[],
    win_no_prefer_redirects=False,
    win_private_assemblies=False,
    cipher=None,
    noarchive=False,
)
pyz = PYZ(a.pure)

exe = EXE(
    pyz,
    a.scripts,
    a.binaries,
    a.datas,
    [],
    name='your_script',
    debug=False,
    bootloader_ignore_signals=False,
    strip=False,
    upx=True, # 使用UPX压缩，可减小体积
    runtime_tmpdir=None,
    console=False, # 对应 --windowed
    disable_windowed_traceback=False,
    argv_emulation=False,
    target_arch=None,
    codesign_identity=None,
    entitlements_file=None,
)

hiddenimports是解决“ModuleNotFoundError”的关键。当你的代码动态导入模块（例如通过__import__()或某些框架的插件系统）时，PyInstaller的静态分析可能找不到它们，需要在这里手动指定。

3. 实战踩坑：打包一个PyQt6应用
打包GUI应用是高频需求。以PyQt6为例，除了上述spec配置，还需要注意：

# 通常需要额外指定路径，确保找到所有资源
pyinstaller --onefile --windowed 
  --add-data "venv/Lib/site-packages/PyQt6/Qt6/plugins/platforms;PyQt6/Qt6/plugins/platforms" 
  --hidden-import PyQt6.sip 
  your_gui_app.py

更可靠的做法是，将上述路径和隐藏导入写入spec文件的datas和hiddenimports部分。打包后，务必在一台全新的、没有Python环境的机器上测试你的可执行文件！这是检验打包成功与否的唯一标准。

总结与工具选择

最后，简单总结一下：

  • Setuptools：用于创建可分发的库（Package）。目标用户是开发者，他们通过pip安装后，在你的代码基础上进行开发。核心是pyproject.toml。
  • PyInstaller：用于创建分发给最终用户的应用程序（Application）。用户无需关心Python环境，开箱即用。核心是解决依赖收集和隐藏导入问题。

选择哪种方式，完全取决于你的代码的用途和受众。有时，一个项目甚至可以同时提供两种方式：一个通过PyPI可安装的库（包含API），和一个通过PyInstaller打包的便捷命令行工具或GUI前端。

希望这篇结合了实战经验和踩坑提示的指南，能让你在Python打包与分发的道路上走得更加顺畅。如果遇到问题，多查阅官方文档和社区讨论，大多数坑都已经有人踩过了。祝你打包顺利！

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