1.6.3　库及其安装

库是为实现某一功能的模块和包的集合。将模块和包封装为库进行发布，方便安装和管理。根据库是否已经包含在Python的官方安装包中，通常将其区分为标准库和第三方库。

1. 标准库

安装好Python后，本身就带有的库被称为标准库。标准库中的模块被称为标准模块。表1.1列出了Python中部分常用的标准库。其他标准库请读者参考Python的官方文档。

2. 第三方库

Python的优势之一在于其广泛的用户群和众多的社区志愿者，他们提供了很多实用的模块库。一些库已经被吸收为Python的标准库，随着Python解释器一起安装，可以直接通过import语句引用其中的模块。但是更多的库并不是Python的标准库。使用import语句导入非标准库中的模块之前必须提前安装相应的库到开发环境中。这种库被称为第三方库，其包含的相应模块被称为第三方模块。本小节以使用matplotlib库为例，介绍如何安装第三方库，并使用其中的模块。

matplotlib是Python的一个绘图库，能够替代Matlab中的大部分功能。然而matplotlib不是Python的标准库，需要下载安装额外的软件包到现有的Python环境中后才可以通过import引入后使用。

获得matplotlib的最简单方法是安装增强版的Python发行版本。这些版本包含了很多Python的第三方库。这里介绍几个目前比较常用的Python增强型发行版本：

（1）Enthought Python：该版本适用于多个操作系统平台，除了包含标准的Python库外，还包含大量额外的第三方库。如果用于教育用途的话，该版本是免费的。

（2）Python（x，y）：该版本主要用于科学和数值计算、数据分析与可视化，但只能用于Windows平台。

（3）WinPython：此版本的GUI基于PyQt，可以安装在U盘里面。但也只适用于Windows操作系统。

（4）Anaconda：此版本适用于Windows、OSX、Linux等操作系统，并且完全免费，即使用于商业用途也是免费的。它包含300多个用于科学、数学、工程、数据分析等的Python库。

如果需要用到以上增强型版本也不包含的第三方库，或者用户希望安装完标准的Python发行版本后自行添加需要的库，此时用户可以打开命令行窗口，使用pip命令来在线安装。由于matplotlib库中的模块依赖于numpy库中的模块，因此需要先用pip install numpy安装Numpy库，然后使用pip install matplotlib安装matplotlib库。在Windows操作系统下，根据所安装的计算机情况，可能提示需要先下载、安装相应的Visual C模块。受网络等因素的影响，在线安装可能会导致失败。

用户也可以先到相应的网站下载需要的第三方库程序包，然后安装。如果使用此方法，同样需要根据提示先安装被依赖的模块所对应的库。这里以安装Matplotlib为例来说明用户如何自行安装需要的第三方库。步骤如下。

（1）Matplotlib中的模块依赖于numpy中的模块，要先到https://pypi.org/project/numpy/下载numpy相应版本的安装程序，如numpy-1.15.2-cp37-none-win_amd64.whl。打开Windows命令行窗口，进入whl文件所在文件目录，并输入命令pip install numpy-1.15.2-cp37-none-win_amd64.whl来完成安装。安装完成后测试numpy能否正常工作，如下所示：

（2）到官方网站https://pypi.org/project/matplotlib/下载相应版本的Matplotlib库安装程序，如matplotlib-3.0.0-cp37-cp37m-win_amd64.whl。命令行下进入该文件所在目录，然后输入命令pip install matplotlib-3.0.0-cp37-cp37m-win_amd64.whl，完成安装。输入如下代码，测试能否正常工作：

结果如图1.17所示。