安装和设置

由于人们用Python所做的事情不同，所以没有一个普适的Python及其插件包的安装方案。由于许多读者的Python科学计算环境都不能完全满足本书的需要，所以接下来我将详细介绍各个操作系统上的安装方法。我建议使用下列Python安装包之一：

·Enthought Python Distribution译注1：来自Enthought（http://continumm.io/downloads）的面向科学计算的Python安装包。包括EPDFree（免费的基本版，带有NumPy、SciPy、matplotlib、Chaco以及IPython）和EPD Full（完整版，含有100多个针对各种领域的科学计算包）。EPD Full对高校免费，非高校用户需要缴纳年费。

·Python(x,y)（http://pythonxy.googlecode.com）：Windows平台上免费的Python科学计算安装包。

我将用EPDFree来说明安装过程，当然如果有需要的话，你也可以选择其他产品。编写本书时，EPD用的是Python 2.7，今后可能会有些变动。安装完毕之后，你将可以用到下面这些包：

·Python科学计算基础库：NumPy、SciPy、matplotlib以及IPython。这些都包含在EPDFree中了。

·IPython Notebook依赖项：tornado和pyzmq。这些也都包含在EPDFree中了。

·pandas（0.8.2版或更高版本）。

在阅读本书的过程中，你可能还需要安装：statsmodels、PyTables、PyQt（PySide也行）、xlrd、lxml、basemap、pymongo以及requests等（它们被用在不同的示例中）。现在暂时还不需要安装这些库，我建议你在需要的时候再安装。例如，在OS X或Linux上安装PyQt或PyTables可能会很困难。目前最重要的事情是先用EPDFree和pandas这种最小配置运行起来再说。

关于各个Python库及其安装文件和帮助信息，请访问Python Package Index（即PyPI，http://pypi.python.org）。你还可以在这里找到不少新的Python库。

注意： 为了简单起见，我将不会讨论pip译注2和virtualenv这类比较复杂的环境管理工具。网上可以找到许多介绍这些工具的优秀教程。

警告： 有些用户可能会对诸如IronPython、Jython、PyPy之类的Python实现感兴趣。为了使用本书所介绍的那些工具，（目前）就需要使用基于C的标准Python解释器（也就是CPython）。

Windows

先从http://www.enthought.com下载EPDFree的安装包，它可能是一个名字类似于epd_free-7.3-1-win-x86.msi的MSI安装包[译注3](part0008.html#z3)。运行该安装包并接受默认的安装位置C:\Python27。如果你之前在这里安装过Python，可能需要先将其删除（可以手工删除，也可以使用控制面板中的“添加/或删除程序”功能）。

接下来，你需要验证是否已经成功将Python添加到系统路径，并且没有跟早期安装的Python版本发生冲突。首先，打开命令提示符（打开“开始”菜单，启动“命令提示符”应用程序，即cmd.exe）。输入python尝试启动Python解释器。你应该可以看到与已安装的EPDFree版本相匹配的一段消息：

  1. C:\Users\Wes>python
  2. Python 2.7.3 |EPD_free 7.3-1 (32-bit)| (default, Apr 12 2012, 14:30:37) on win32
  3. Type "credits", "demo" or "enthought" for more information.
  4. >>>

如果你看到的是其他版本的EPD信息或根本什么也看不到，那就需要清理Windows环境变量。在Windows 7上，可以在程序搜索框中输入"environment variables"，然后编辑你的账户下的环境变量。在Windows XP上，需要进入“控制面板”→“系统”→“高级”→“环境变量”。在弹出窗口中找到Path变量。它需要含有下面这两个以分号隔开的目录路径：

  1. C:\Python27;C:\Python27\Scripts

如果你之前安装了其他版本的Python，那就需要删除系统和用户Path变量中与之相关的一切路径。修改路径之后，需要重启命令提示符才能使修改生效。

能够在命令提示符中成功启动Python之后，就该安装pandas了。最简单的办法就是直接到http://pypi.python.org/pypi/pandas下载合适的二进制安装包。对于EPDFree，应该选择pandas-0.9.0.win32-py2.7.exe。将其安装好之后，接下来启动IPython来验证一下是不是万事俱备了：引入pandas，然后绘制一个简单的matplotlib图形。

  1. C:\Users\Wes>ipython --pylab
  2. Python 2.7.3 |EPD_free 7.3-1 (32-bit)|
  3. Type "copyright", "credits" or "license" for more information.
  4.  
  5. IPython 0.12.1 -- An enhanced Interactive Python.
  6. ?         -> Introduction and overview of IPython's features.
  7. %quickref -> Quick reference.
  8. help      -> Python's own help system.
  9. object?   -> Details about 'object', use 'object??' for extra details.
  10.  
  11. Welcome to pylab, a matplotlib-based Python environment [backend: WXAgg]. For more information, type 'help(pylab)'.
  12.  
  13. In [1]: import pandas
  14.  
  15. In [2]: plot(arange(10))

如果成功，就不会出现错误信息，而且会弹出一个绘图窗口。还可以输入下列指令译注4来检查IPython HTML notebook是否安装成功：

  1. $ ipython notebook --pylab=inline

警告： 如果你是在Windows上使用IPython notebook应用程序而且通常使用的是Internet Explorer的话，那你可能需要改用Mozilla Firefox或Google Chrome了译注5。

Windows上的EPDFree只有32位版本。如果需要使用64位版本，最简单的办法就是直接使用EPD Full译注6。如果你不想购买EPD订阅且愿意自己动手一步步安装，可以试试由加州大学欧文分校的Christoph Gohlke提供的非官方安装包（http://www.lfd.uci.edu/~gohlke/pythonlibs/），它既有32位版也有64位版，且包含本书所需的所有库。

苹果OS X

在OS X上，首先需要安装Xcode，它含有苹果的软件开发工具套件。我们所需的部分是gcc C和C++编译器。Xcode安装包可以在随计算机发布的OS X安装光盘中找到，也可以直接从苹果公司的网站上下载。

装好Xcode之后，到"Applications→Utilities"去启动终端（Terminal.app）。输入gcc并按回车键。你将会看到如下信息：

  1. $ gcc
  2. i686-apple-darwin10-gcc-4.2.1: no input files

现在就该安装EPDFree了。下载一个名为epd_free-7.3-1-macosx-i386.dmg的磁盘镜像文件。双击该.dmg文件以将其挂载到系统，然后双击其中的.mpkg文件来运行安装程序。

安装文件启动之后，会自动将EPDFree可执行文件的路径添加到你的.bash_profile文件中。该文件位于/Users/your_uname/.bash_profile：

  1. # Setting PATH for EPD_free-7.3-1
  2. PATH="/Library/Frameworks/Python.framework/Versions/Current/bin:${PATH}"
  3. export PATH

如果在后续步骤中遇到任何问题，首先应该检查一下你的.bash_profile，看看是否需要将上面那个目录添加进去。

现在就该安装pandas了。在终端中执行下面这条命令：

  1. $ sudo easy_install pandas
  2. Searching for pandas
  3. Reading http://pypi.python.org/simple/pandas/
  4. Reading http://pandas.pydata.org
  5. Reading http://pandas.sourceforge.net
  6. Best match: pandas 0.9.0
  7. Downloading http://pypi.python.org/packages/source/p/pandas/pandas-0.9.0.zip
  8. Processing pandas-0.9.0.zip
  9. Writing /tmp/easy_install-H5mIX6/pandas-0.9.0/setup.cfg
  10. Running pandas-0.9.0/setup.py -q bdist_egg --dist-dir /tmp/easy_install-H5mIX6/
  11. pandas-0.9.0/egg-dist-tmp-RhLG0z
  12. Adding pandas 0.9.0 to easy-install.pth file
  13.  
  14. Installed /Library/Frameworks/Python.framework/Versions/7.3/lib/python2.7/
  15. site-packages/pandas-0.9.0-py2.7-macosx-10.5-i386.egg
  16. Processing dependencies for pandas
  17. Finished processing dependencies for pandas

为了验证是否一切正常，我们以Pylab模式启动IPython，然后尝试加载pandas并绘制一张图片：

  1. $ ipython --pylab
  2. 22:29 ~/VirtualBox VMs/WindowsXP $ ipython
  3. Python 2.7.3 |EPD_free 7.3-1 (32-bit)| (default, Apr 12 2012, 11:28:34)
  4. Type "copyright", "credits" or "license" for more information.
  5.  
  6. IPython 0.12.1 -- An enhanced Interactive Python.
  7. ?                -> Introduction and overview of IPython's features.
  8. %quickref -> Quick reference.
  9. help                -> Python's own help system.
  10. object?         -> Details about 'object', use 'object??' for extra details.
  11.  
  12. Welcome to pylab, a matplotlib-based Python environment [backend: WXAgg].
  13. For more information, type 'help(pylab)'.
  14.  
  15. In [1]: import pandas
  16.  
  17. In [2]: plot(arange(10))

如果成功，将会弹出一个绘图窗口，其中画的是一条直线。

GNU/Linux

注意： 有些（但不是全部）Linux产品自带的Python包版本较新，且可以通过内置的包管理工具（如apt）进行安装。我将详细讲解EPDFree的安装步骤，因为它在不同的Linux发行版之间是差不多的。

对于不同的Linux产品，具体的安装过程会有一些不同，我这里将以基于Debian的GNU/Linux系统（如Ubuntu和Mint）为例来进行讲解。除EPDFree之外，其他的安装过程跟OS X差不多。其安装包是一个只能在终端中执行的shell脚本。根据系统是32位还是64位，需要相应地安装x86版（32位）或x86_64版（64位）。然后你将会得到一个名为epd_free-7.3-1-rh5-x86_64.sh的文件。通过bash执行该脚本即可开始安装：

  1. $ bash epd_free-7.3-1-rh5-x86_64.sh

在接受了许可协议之后，你需要选择EPDFree文件的存放位置。我建议将这些文件安装在你的home目录中，比如/home/wesm/epd（将wesm替换为你的用户名即可）。

安装完毕之后，你需要将EPDFree的bin目录添加到$PATH变量中去。如果你用的是bash shell（比如Ubuntu默认用的就是这个），则在你的.bashrc中加上下面这句路径添加指令：

  1. export PATH=/home/wesm/epd/bin:$PATH

很明显，需要将/home/wesm/epd/替换为你所使用的安装目录。做完这些事情之后，你可以启动一个新的终端进程，也可以通过source ~/.bashrc重启你的.bashrc。

接下来还需要用到一个C编译器（比如gcc）。许多Linux产品都含有gcc，但有些则没有。在Debian系统中，可以执行下面这条指令来安装gcc：

  1. sudo apt-get install gcc

如果在命令行中输入gcc，就可以看到：

  1. $ gcc
  2. gcc: no input files

现在可以安装pandas了：

  1. $ easy_install pandas

如果你是以root权限来安装EPDFree的，就需要在命令中加上sudo并输入sudo或root密码。使用跟OS X相同的检测方式即可验证是否一切正常。

Python 2和Python 3

Python社区正在慢慢地从Python 2系列解释器过渡到Python 3系列。在Python 3.0问世以前，所有的Python代码都是向后兼容的。为了让Python语言更加先进，Python社区认为作出一些向后不兼容的修改是必要的。

本书是基于Python 2.7编写的，这是因为大部分Python科学计算社区还没有转向Python 3。好消息是，如果你碰巧正在使用Python 3.2，在学习本书的过程中一般也不会遇到什么麻烦。

集成开发环境（IDE）

当有人问我“你的标准开发环境是怎样的”时，我几乎总是回答“IPython外加一个文本编辑器”。我通常都在IPython中编写和调试程序，而且它可以交互式地处理数据，并通过可视化的方式验证某个数据操作的结果是否正确。诸如pandas和NumPy这样的库也可以轻松便捷地在这个shell中使用。

但是相对于文本编辑器，总有人会更喜欢IDE。因为它们提供了许多不错的“代码智能化”功能，比如自动完成以及快速获取函数和类的文档等。你可以试试下面这些：

·Eclipse +PyDev插件

·Python Tools for Visual Studio（针对Windows用户）

·PyCharm

·Spyder

·Komodo IDE

译注1：已经更名为Enthought Canopy。EPDFree对应的是Enthought Canopy Express。相比来说EPDFree自然更好用，不过为了保证阅读本书时不遇到麻烦，建议按照本书介绍法操作。（其实就算按照书上的说明操作，一样会遇到不少麻烦，我会尽量给出说明。）

译注2：虽然安装过程不大轻松，但还是建议后面装一下，因为它可以使你在安装那些库的时候更轻松愉快。

译注3：由于软件版本更新较快，所以建议到网上找一个一模一样的安装包，不然有些例子的结果可能会跟书上介绍的不一样。

译注4：如果只用过Windows，要注意前面的"$"，这是Linux或UNIX或Mac的默认命令提示符。本书应该就是用Mac测试代码的，所以这样的提示符不少，后面代码中还有很多，请读者注意。

译注5：为什么？难道作者以为全世界人民都还在用IE6不成？译者使用IE9/IE10均无压力完成。

译注6：还是建议使用32位版本的，最主要的原因仍然是“跟原书一致，以免抓狂”。