2-01 NumPy 介绍、安装与加载 _安装

2.1 NumPy 介绍、安装与加载
NumPy 是的缩写，NumPy 为开放源代码并且由许多协作者共同维护开发，是语言的一个扩展程序库，支持机器学习中常用的数据结构，如多维度数组、向量 ()、矩阵 ()、张量()等，进行高效的操作，也针对数组运算提供大量的数学函数库。
NumPy 是一个运行速度非常快的数学库，主要用于数组计算，包含：
NumPy 通常与 SciPy（）和（绘图库）一起使用，这种组合广泛用于替代，是一个强大的科学计算环境，有助于我们通过学习数据科学或者机器学习。SciPy 是一个开源的算法库和数学工具包，SciPy 包含的模块有最优化、线性代数、积分、插值、特殊函数、快速傅里叶变换、信号处理和图像处理、常微分方程求解和其他科学与工程中常用的计算。是的可视化操作界面包，它为利用通用的图形用户界面工具包，如 , , Qt 或 GTK+ 等应用程序嵌入式绘图提供了应用程序接口（API）。
NumPy 安装
在进行 NumPy 安装前，先来介绍的两个重要的包管理工具：是的基础包工具，可以帮助我们轻松的下载，构建，安装，升级，卸载的软件包；pip 是的软件包的安装和管理工具。使用者透过 pip 下达指令，而真正运行下载或安装动作的是这个工具。
pip 是for的缩写，提供了对包的查找、下载、安装、卸载的功能，而查找的网站是Index ()，会根据 pip 的指令找到相对应的包的版本。原则上2.7.9 + 或3.4+ 以上版本都自带 pip 工具。你可以通过以下命令来判断是否已安装：
pip --version# Python2.x 版本命令pip3 --version# Python3.x 版本命令
若没有可以手动安装，在控制台中运行底下命令
# 下载 pip 原始套件，https://bootstrap.pypa.io/get-pip.pypython get-pip.py# 以上命令会自动安装 setuptools 跟 wheel (setuptools的延伸工具) 这两个工具，如果不要安装的话可以用 --no-setuptools, --no-wheel 这两个选项来运行
虽然大多数网站都会说明 pip 是针对，pip3 是针对，但主要还是针对系统所安装的版本以及设定而定，以本系统而言，因为有安装3.7 与 2.7 所以执行的结果，显示是相同的。如下图，可以看出 pip 的版本是 20.2.4 ，的版本是 3.7，在此补充说明一下版本的定义，第一个数字，称为主要版次 (Major)，第二个数字，称为次要版次 (Minor)，第三个数字，称为更新 () 或是补丁 (patch) 次数。
圖 2-1-1 检查 pip 是否安装及版本
pip 的语法结构如下，后接命令 () 与选项 ()，常见的命令就是 , , list, , help等，常见的选项如 --, --user 等。
pip [options]
以下介绍 pip 常用的命令。
# 显示版本和路径pip --version# 获取帮助pip --help# 安装包pip install SomePackage# -i 指定特定镜像站来安装包，以下是清华大学开源软件镜像站pip install -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple SomePackage# 设定以后的安装镜像站为是清华大学开源软件镜像站，这样就不用每次都指定了pip config set global.index-url https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple# 升级包 pip，升级指定的包，通过使用==, >=, <=, >, < 来指定一个版本号，不指定就是最新版。pip install -U SomePackage==x.y.zpip install --upgrade SomePackage==x.y.z# Windows 平台升级python -m pip install -U pip# 卸载包pip uninstall SomePackage# 搜索包pip search SomePackage# 显示安装包信息pip show SomePackage# 查看指定包的详细信息，表示未安装也可以，可以看完再决定是否安装pip show -f SomePackage# 列出已安装的包pip list# 查看可升级的包pip list -o
在安装 NumPy 之前，需要了解目前的环境，假如是在网络状况比较不好的地区，建议先设定地区镜像站或是加长套件下载的时间；接着是安装套件包时，会根据目前的平台，的版本，安装包的版本，在安装镜像站中找寻是否有已经编译好的包，如果有就直接下载包 (whl) ，如果没有就会下载 (tgz) 的原码后再编译成可以读取的包。下图为镜像站中的套件列表，以 -4.4.0.44-cp37-cp37m-.whl 来说明，指扩展库名，4.4.0.44 是扩展库的版次，cp37指适配的版本，是电脑操作系统位数。