將python腳本打包為exe可執行文件
- 2022 年 4 月 20 日
- 筆記
技術背景
在很多情況下，編程人員是在Linux環境下完成的編程任務，但是更多的使用人員是在Windows環境下的，比方說，在參考鏈接1的文章中提到：
那麼我們就不得不考慮一個環境轉化的問題。python作為一門通用程式語言，本身可以在不同的環境下運行，但可執行文件不是。就目前來說，最便捷的方法還是在各自的平台上去用pyinstaller編譯可執行文件。
編寫python腳本
當我們編譯可執行文件時，首先我們需要一個可以執行的python任務腳本，這個腳本的內容可以是一系列複雜的運算，可以是顯示一張圖片，也可以是一整個完整的PC端軟體。這裡我們所寫的一個任務是，用numpy創建一個離散的正弦函數影像，然後使用matplotlib將其展示出來：
# plot.py
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
x = np.linspace(0,10,1000)
y = np.sin(x)
plt.figure()
plt.plot(x,y,'o',color='green')
plt.show()
需要注意的是，如果是創建的python腳本中依賴於一些列印輸出函數，那在編譯可執行文件時需要指定彈出終端窗口，否則程式沒辦法正確執行。
安裝pyinstaller並編譯可執行文件
pyinstaller也是一個跨平台的python工具，在windows和linux上面都可以使用pip來進行安裝和管理：
python3 -m pip install pyinstaller
先以linux平台為例，安裝pyinstaller成功之後，可以直接執行如下指令對python腳本進行編譯：
$ pyinstaller -F plot.py
...
$ ll
total 24
drwxr-xr-x 4 dechin dechin 4096 Apr 20 14:26 ./
drwxr-xr-x 4 dechin dechin 4096 Apr 19 22:31 ../
drwxr-xr-x 3 dechin dechin 4096 Apr 20 14:26 build/
drwxr-xr-x 2 dechin dechin 4096 Apr 20 14:28 dist/
-rw-r--r-- 1 dechin dechin 160 Apr 20 14:21 plot.py
-rw-r--r-- 1 dechin dechin 808 Apr 20 14:26 plot.spec
$ ll dist/
total 264376
drwxr-xr-x 2 dechin dechin 4096 Apr 20 14:28 ./
drwxr-xr-x 4 dechin dechin 4096 Apr 20 14:26 ../
-rwxr-xr-x 1 dechin dechin 270710928 Apr 20 14:28 plot*
我們可以看到，編譯成功後，在當前的路徑下回生成build和dist文件夾，其中可執行文件就放在dist路徑下。在linux下可以直接使用./plot的指令來運行該可執行文件，效果如下：
關於pyinstaller的指令，常用的還有指定彈出終端窗口的指令（用於輸出程式列印內容）以及程式顯示logo的指令（一般為ico文件）：
pyinstaller -F -w plot.py # 彈出黑色對話框
pyinstaller -F -i ico_file.ico plot.py # 指定顯示圖標
在linux環境下完成編譯後，我們可以看到生成的可執行文件也只能在linux環境下運行。為了生成windows環境下可以運行的exe可執行文件，我們切換到windows系統下來運行：
Mode LastWriteTime Length Name
---- ------------- ------ ----
d----- 2022/4/20 14:28 dist
d----- 2022/4/20 14:26 build
------ 2022/4/20 14:26 808 plot.spec
------ 2022/4/20 14:21 160 plot.py
PS > pyinstaller -F .\plot.py
...
47314 INFO: Appending PKG archive to EXE
62696 INFO: Building EXE from EXE-00.toc completed successfully.
PS > ls .\dist\
目錄: \\wsl.localhost\Ubuntu-18.04\home\dechin\projects\project0331\dist
Mode LastWriteTime Length Name
---- ------------- ------ ----
------ 2022/4/20 14:28 270710928 plot
------ 2022/4/20 14:40 36811075 plot.exe
也是同樣的運行方法，編譯完成後在dist文件夾下生成了一個新的可執行文件plot.exe，執行效果如下：
在windows環境下運行軟體經常會彈出一些窗口，我們直接放行就好了：
可以看到，雖然跟linux下可執行文件的運行結果，在視覺效果上略有差異，但基本上還是大同小異。
總結概要
在完成一個軟體或者程式的實現之後，最後的一步就是發布，發布的目的是為了讓更多的人來使用這個項目，而大部分的人是沒有相應的編程環境的，因此我們必須考慮將程式碼編譯成各個平台的可執行文件，再發布給用戶去使用。本文主要介紹通過pyinstaller在linux和windows上分別打包python腳本為可執行文件，想要跨平台的編譯軟體就目前而言實現起來還比較困難，部落客本地使用的是Win11+WSL2 Ubuntu Linux的環境，能夠在一定的程度上解決跨平台發布的問題。
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