Python 第三方庫：Wheel（Python 包的標準打包格式）

Wheel 是 Python 生態系統中的一種標準打包格式，用于分發和安裝 Python 包。它是 PEP 427 中定義的二進制分發標準，旨在替代傳統的 .egg 格式，并加快包的安裝速度。與源碼分發相比，Wheel 格式可以直接包含編譯好的二進制文件，使得安裝無需編譯過程，尤其適用于包含 C 擴展的包。

安裝 ：

pip install wheel

常見應用場景：

（1）快速安裝包

提供編譯好的二進制文件，減少用戶安裝依賴的時間。

（2）跨平臺分發

Wheel 文件包含平臺和 Python 版本信息，便于打包和部署。

（3）自動化打包工具

配合 setuptools、pip 等工具，實現包的自動構建與發布。

（4）提高 CI/CD 效率

在持續集成環境中，使用 Wheel 可以避免重復編譯源碼。

（5）支持 C 擴展

對于包含 C/C++ 擴展的 Python 包，Wheel 能直接分發編譯結果。

◆ ◆ ◆

核心概念

1、Wheel 文件結構

Wheel 文件以 .whl 為擴展名，內部是一個 ZIP 壓縮包，包含：

? 包的元數據：METADATA、WHEEL 文件。

? 源碼或編譯后的二進制文件。

? 依賴信息（可選）。

2、兼容性標簽

Wheel 文件名遵循格式：

{distribution}-{version}(-{build tag})?-{python tag}-{abi tag}-{platform tag}.whl

例如：

numpy-1.25.0-cp311-cp311-win_amd64.whl

? cp311：適用于 CPython 3.11。

? win_amd64：適用于 Windows 64 位。

? 可清楚指明包的兼容 Python 版本和操作系統。

3、二進制 vs 源碼 Wheel

? Binary wheel：包含編譯好的 C 擴展，可直接安裝。

? Pure Python wheel：僅包含 Python 源碼，無需編譯。

4、構建與安裝

? 構建 Wheel 文件：python setup.py bdist_wheel 或 python -m build。

? 安裝 Wheel 文件：pip install some_package.whl。

◆ ◆ ◆

應用舉例

例 1：構建 Wheel 文件

python setup.py bdist_wheel

在 dist/ 目錄下生成 .whl 文件，可直接分發或上傳到 PyPI。

例 2：安裝本地 Wheel 文件

pip install dist/example_package-1.0.0-py3-none-any.whl

無需編譯源碼即可安裝，適合包含 C 擴展的包。

例 3：查看已安裝包的 Wheel 信息

pip show numpy

可查看包的版本、安裝位置、依賴等信息。如果是 Wheel 安裝，通常會顯示 pip 的緩存路徑中 .whl 文件信息。

例 4：上傳 Wheel 到 PyPI

twine upload dist/example_package-1.0.0-py3-none-any.whl

利用 twine 將 Wheel 文件上傳到 PyPI，供其他用戶安裝。

例 5：構建純 Python Wheel

python -m build --wheel

構建純 Python 的 Wheel 文件，在跨平臺部署中非常方便。

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常用函數與工具速覽

bdist_wheel

用于構建 Wheel 分發包。

參數：無（通過 setup.py 配置）。

返回：生成 .whl 文件存放在 dist/ 目錄。

pip install [package].whl

安裝 Wheel 文件。

參數：Wheel 文件路徑或文件名。

返回：將包安裝到當前 Python 環境。

wheel.version()

查看已安裝 Wheel 庫的版本。

返回：版本號字符串，例如 '0.42.0'。

twine upload [file].whl

上傳 Wheel 文件到 PyPI。

參數：Wheel 文件路徑。

返回：上傳結果狀態。

小結

Wheel 是 Python 包的標準化二進制分發格式，能夠加速安裝、支持 C 擴展，并明確兼容性信息。

通過 bdist_wheel 構建、pip install 安裝以及 twine upload 發布，開發者可以輕松管理和分發 Python 包。

Wheel 極大提高了 Python 包管理的效率，已成為現代 Python 開發和部署的重要工具。

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