22 个最常用的 Python 包

阅读数:1 2020 年 3 月 31 日 15:22

22个最常用的Python包

22个最常用的Python包

我们从最常用的 Python 包入手,去解答这个问题——全球各地的程序员都是怎样使用 Python?。最初,我列出过去一年在 PyPI 上下载次数最多的 Python 包。接下来,深入研究其用途、它们之间的关系和它们备受欢迎的原因。

1.Urllib3

下载次数:8.93 亿

Urllib3是一个 Python 的 HTTP 客户端,它拥有 Python 标准库中缺少的许多功能:

  • 线程安全
  • 连接池
  • 客户端 SSL/TLS 验证
  • 使用分段编码上传文件
  • 用来重试请求和处理 HTTP 重定向的助手
  • 支持 gzip 和 deflate 编码
  • HTTP 和 SOCKS 的代理支持

不要被名字所误导,Urllib3并不是urllib2的后继者,而后者是 Python 核心的一部分。如果你想使用尽可能多的 Python 核心功能,或者你能安装什么东西是受限,那么请查看 urlllib.request

对最终用户来说,我强烈建议使用 requests 包(参阅列表中的#6)。这个包之所以会排名第一,是因为有差不多 1200 个包依赖 urllib3 ,其中许多包在这个列表中的排名也很高。

2.Six

下载次数:7.32 亿

six 是一个是 Python 2 和 3 的兼容性库。这个项目旨在支持可同时运行在 Python 2 和 3 上的代码库。

它提供了许多可简化 Python 2 和 3 之间语法差异的函数。一个容易理解的例子是six.print_()。在 Python 3 中,打印是通过print()函数完成的,而在 Python 2 中,print后面没有括号。因此,有了six.print_()后,你就可以使用一个语句来同时支持两种语言。

事实:

  • 它的名字叫six,是因为二乘以三等于六。
  • 同类库还可以看看future包。
  • 如果你要将代码转换为 Python3(并停止支持 2),请查看 2to3

虽然我理解它为什么这么受欢迎,但我希望人们能完全放弃 Python 2,因为要知道从 2020 年 1 月 1 日起 Python 2 的官方支持就已停止。

相关链接: PyPI 页面和文档

3.botocore、boto3、s3transfer、awscli

这里,我把相关的几个项目列在一起:

  • botocore(#3,6.6 亿次下载)
  • s3transfer(#7,5.84 亿次下载)
  • awscli(#17,3.94 亿次下载)
  • boto3(#22,3.29 亿次下载)

Botocore是 AWS 的底层接口。Botocore是 Boto3 库(#22)的基础,后者让你可以用 Amazon S3 和 Amazon EC2 一类的服务。

Botocore 还是 AWS-CLI 的基础,后者为 AWS 提供统一的命令行界面。

S3transfer(#7)是用于管理 Amazon S3 传输的 Python 库。它正在积极开发中,其介绍页面不推荐人们现在使用,或者至少等版本固定下来再用,因为它的 API 可能发生变化,在次要版本之间都可能更改。Boto3AWS-CLI其他许多项目都依赖 s3transfer

令人惊讶的是,这些针对 AWS 库的排名竟如此之高——这充分说明了 AWS 有多厉害。

相关链接:

4.Pip

下载次数:6.27 亿

22个最常用的Python包

我想,你们大多数人都知道并且很喜欢 pip,它是 Python 的包安装器。你可以用 pip 轻松地从 Python 包索引和其他索引(例如本地镜像或带有私有软件的自定义索引)来安装软件包。

有关 pip 的一些有趣事实:

  • pip是“Pip Installs Packages”的首字母递归缩写。
  • pip很容易使用。要安装一个包只需pip install <package name>即可,而删除包只需pip uninstall <package name>即可。
  • 最大优点之一是它可以获取包列表,通常以requirements.txt文件的形式获取。该文件能选择包含所需版本的详细规范。大多数 Python 项目都包含这样的文件。
  • 如果结合使用pipvirtualenv(列表中的#57),就可以创建可预测的隔离环境,同时不会干扰底层系统,反之亦然。要了解更多细节,请查看这篇文章: Stop Installing Python Packages Globally — Use Virtual Environments

5.Python-dateutil

下载次数:6.17 亿

python-dateutil模块提供了对标准datetime模块的强大扩展。我的经验是,常规的Python datetime缺少哪些功能,python-dateutil就能补足那一块。

你可以用这个库做很多很棒的事情。其中,我发现的一个特别有用的功能就是:模糊解析日志文件中的日期,例如:

复制代码
from dateutil.parser import parse
logline = 'INFO 2020-01-01T00:00:01 Happy new year, human.'
timestamp = parse(log_line, fuzzy=True)
print(timestamp)
# 2020-01-01 00:00:01

6.Requests

下载次数:6.11 亿

Requests建立在我们的#1 库——urllib3基础上。它让 Web 请求变得非常简单。相比urllib3来说,很多人更喜欢这个包。而且使用它的最终用户可能也比urllib3更多。后者更偏底层,并且考虑到它对内部的控制级别,它一般是作为其他项目的依赖项。

下面这个例子说明 requests 用起来有多简单:

复制代码
import requests
r = requests.get('https://api.github.com/user', auth=('user', 'pass'))
r.status_code
# 200
r.headers['content-type']
# 'application/json; charset=utf8'
r.encoding
# 'utf-8'
r.text
# u'{"type":"User"...'
r.json()
# {u'disk_usage': 368627, u'private_gists': 484, ...}

相关链接:

7.S3transfer

这里把#3、#7、#17 和#22 放在一起介绍,因为它们的关系非常密切。

8.Certifi

下载次数:5.52 亿

近年来,几乎所有网站都转向 SSL,你可以通过地址栏中的小锁符号来识别它。加了小锁意味着与该站点的通信是安全和加密的,能防止窃听行为。

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小锁告诉我们此网站已使用 SSL 保护

加密过程是基于 SSL 证书的,并且这些 SSL 证书由受信任的公司或非营利组织(如 LetsEncrypt)创建。这些组织使用他们的(中间)证书对这些证书进行数字签名。

你的浏览器使用这些证书的公开可用部分来验证这些签名,这样就能确保你正查看的是真实内容,并且没有人能窥探到通信数据。Python 软件也能做同样事情。这就是 certifi 的用途所在。它与 Chrome、Firefox 和 Edge 等网络浏览器随附的根证书集合没有太大区别。

Certifi是根证书的一个精选集合,有了它,你的 Python 代码就能验证 SSL 证书的可信度。

此处所示,许多项目信任并依赖 certifi。这也是该项目排名如此之高的原因所在。

相关链接: certifi PyPI 页面文档 certifi.io

9.Idna

下载次数:5.27 亿

根据其 PyPI 页面,idna提供了“对 RFC5891 中指定的应用程序中国际化域名(IDNA)协议的支持。”

可能你像我一样也是一头雾水,不知道Idna是什么,有什么用!据悉,应用程序中的国际化域名(IDNA)是一种用来处理包含非 ASCII 字符的域名机制。但是,原始域名系统已经提供对基于非 ASCII 字符的域名支持。所以,哪有问题?

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问题在于应用程序(例如电子邮件客户端和 Web 浏览器)不支持非 ASCII 字符。更具体地说,电子邮件和 HTTP 用的协议不支持这些字符。对许多国家来说,这没什么问题,但是像中国、俄罗斯、德国、希腊和印度尼西亚等国家,这是个问题。最后,来自这些地方的一群聪明人想到 IDNA。

IDNA的核心是两个函数:ToASCIIToUnicodeToASCII会将国际 Unicode 域转换为 ASCII 字符串。ToUnicode则逆转该过程。在IDNA包中,这些函数称为idna.encode()idna.decode(),如以下代码片段所示:

复制代码
import idna
idna.encode('ドメイン.テスト')
# b'xn--eckwd4c7c.xn--zckzah'
print(idna.decode('xn--eckwd4c7c.xn--zckzah'))
# ドメイン.テスト

如果你是受虐狂,则可以阅读 RFC-3490 了解这一编码的详细信息。

相关链接:

Idna PyPI 页面, GitHub 页面

10.PyYAML

下载次数:5.25 亿

YAML是一种数据序列化格式。它的设计宗旨是让人类和计算机都能很容易地阅读代码——人类很容易读写它的内容,计算机也可以解析它。

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PyYAML是 Python 的YAML解析器和发射器,这意味着它可以读写YAML。它会把任何 Python 对象写成YAML:列表、字典,甚至是类实例都包括在内。

Python 提供了自己的配置解析器,但是与Python 的 ConfigParser的基本.ini文件结构相比,YAML 提供更多功能。

例如,YAML可以存储任何数据类型:布尔值、列表、浮点数等等。ConfigParser会将所有内容存储为内部字符串。如果要使用ConfigParser加载整数,则你需要指定自己要显式获取一个int

复制代码
config.getint(“section”, “my_int”)

pyyaml能自动识别类型,所以这将使用PyYAML返回你的int

复制代码
config[“section”][“my_int”]

YAML还允许任意的 deep trees,虽然不是每个项目都需要这种东西,但是需要时,它就可以派上用场。你可能有自己的偏好,但是许多项目都使用YAML作为配置文件,所以这个项目是很受欢迎的。

相关链接: PyYAML PyPI 页面、文档

11.Pyasn1

下载次数:5.12 亿

像上面的IDNA一样,这个项目也非常有用:

ASN.1 类型和 DER/BER/CER 编码(X.208)的纯 Python 实现

所幸这个已有数十年历史的标准有很多信息可用。ASN.1是 Abstract Syntax Notation One 的缩写,它就像是数据序列化的教父。它来自电信行业。也许你知道协议缓冲区或 Apache Thrift?这就是它们的 1984 年版本。

ASN.1 描述了系统之间的跨平台接口,以及可以通过该接口发送的数据结构。

还记得 Certifi(请参阅#8)吗?ASN.1 用于定义 HTTPS 协议和其他许多加密系统中使用的证书格式。它也用在了 SNMP、LDAP、Kerberos、UMTS、LTE 和 VOIP 协议中。

这是一个非常复杂的规范,并且某些实现已被证明满是漏洞。你可能还会喜欢关于ASN.1 的这个有趣的 Reddit 帖子

一个建议,除非你真的需要,否则还是敬而远之吧。但由于它用在很多地方,因此许多包都依赖这个包。

12.Docutils

下载次数:5.08 亿

Docutils是一个模块化系统,用来将纯文本文档处理为很多有用的格式,例如 HTML、XML 和 LaTeX 等。Docutils能读取reStructuredText格式的纯文本文档,这种格式是类似于 MarkDown 的易读标记语法。

你可能听说过,甚至读过 PEP 文档。那么什么是 PEP 文档?最早的 PEP 文档,PEP-1 为我们提供很好的解释:

PEP 的意思是 Python 增强提案。一个 PEP 就是一个设计文档,用来向 Python 社区提供信息,或描述 Python 或其过程或环境的新功能。PEP 应该提供该功能的简明技术规范以及功能的原理。

PEP 文档使用固定的reStructuredText模板编写,并使用docutils转换为格式正确的文档。

Docutils 也是Sphinx的核心。Sphinx用于创建文档项目。如果Docutils是一台机器,则Sphinx就是工厂。它最初是为了构建 Python 文档而创建的,但其他许多项目也使用它为代码提供文档。你可能已经读过 readthedocs.org 上的文档,那里的大多数文档都是由Sphinxdocutils创建的。

13.Chardet

下载次数:5.01 亿

你可以用chardet模块来检测文件或数据流的字符集。比如说,需要分析大量随机文本时,这会很有用。但你也可以在处理远程下载的数据,但不知道用的是什么字符集时使用它。

安装chardet后,你还有一个名为chardetect的命令行工具,用法如下:

复制代码
chardetect somefile.txt
somefile.txt: ascii with confidence 1.0

你还能通过编程方式使用这个库,具体参阅文档 Chardetrequests等许多包的需求。我觉得没有多少人会单独使用chardet,所以它这么流行肯定是因为这些依赖项。

14.RSA

下载次数:4.92 亿

rsa包是一个纯 Python 的 RSA 实现。它支持:

  • 加密和解密
  • 签名和验证签名,
  • 根据 PKCS#1 1.5 版生成密钥。

它既可以用作 Python 库,也能在命令行中使用。

一些事实:

  • RSA 是 RonRivest、Adi Shamir 和 Leonard Adleman 三人姓的首字母。他们在 1977 年发明该算法。
  • RSA 是最早的公钥密码系统之一,被广泛用于安全数据传输。在这样的密码系统中,有两个密钥:公共部分和私有部分。你用公钥加密数据,只能用私钥解密数据。
  • RSA 是一种 slow algorithm。它很少用于直接加密用户数据。通常,RSA 用于安全传递对称密钥加密的共享密钥,这样加密和解密大量数据时会快得多。

以下代码段展示了如何在一个非常简单的用例中使用 RSA:

复制代码
import rsa
# Bob creates a key pair:
(bob_pub, bob_priv) = rsa.newkeys(512)
# Alice ecnrypts a message for Bob
# with his public key
crypto = rsa.encrypt('hello Bob!', bob_pub)
# When Bob gets the message, he
# decrypts it with his private key:
message = rsa.decrypt(crypto, bob_priv)
print(message.decode('utf8'))
# hello Bob!

假设 Bob 保留自己的私钥 private,那么 Alice 可以确定他是唯一可以阅读该消息的人。
但是,Bob 不能确定是 Alice 发送了该消息,因为任何人都可以获取并使用他的公钥。为证明是她,Alice 可以用她的私钥在邮件上签名。Bob 可以用她的公钥验证此签名,确保消息的确是她发送的。

诸如google-auth(#37)、oauthlib(#54)、awscli(#17)之类的包都依赖rsa包。很少有人会将这个工具独立使用,因为有更快、更原生的替代方法。

15.Jmespath

下载次数:4.73 亿

在 Python 中用 JSON 非常容易,因为它在 Python 字典上的映射非常好。对我来说,这是它最好的特性之一。

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实话实说——尽管我已经用 JSON 做过很多工作,但我从未听说过这个包。我只是用 json.loads() 并从字典中手动获取数据,也许再搞个循环什么的。

JMESPath,发音为“James path”,使 Python 中的 JSON 更容易使用。它允许你声明性地指定如何从 JSON 文档中提取元素。以下是一些基本示例:

复制代码
import jmespath
# Get a specific element
d = {"foo": {"bar": "baz"}}
print(jmespath.search('foo.bar', d))
# baz
# Using a wildcard to get all names
d = {"foo": {"bar": [{"name": "one"}, {"name": "two"}]}}
print(jmespath.search('foo.bar[*].name', d))
# [“one”, “two”]

更多消息,请参见 PyPI 页面文档

16.Setuptools

下载次数:4.01 亿

它是用于创建 Python 包的工具。不过,其文档很糟糕。它没有清晰描述它的用途,并且文档中包含无效链接。最好的信息源是这个站点,特别是这个创建 Python 包的指南

17.Awscli

这里把#3、#7、#17 和#22 放在一起介绍,因为它们的关系非常密切。

18.Pytz

下载次数:3.94 亿次

dateutils(#5)一样,这个库可帮助你处理日期和时间。有时候,时区处理起来可能很麻烦。幸好有这样的包,可以让事情变得简单些。

我自己关于计算机上处理时间的经验总结来说是:始终在内部使用 UTC。仅当生成供人类读取的输出时,才转换为本地时间。

这是pytz用法的示例:

复制代码
from datetime import datetime
from pytz import timezone
amsterdam = timezone('Europe/Amsterdam')
ams_time = amsterdam.localize(datetime(2002, 10, 27, 6, 0, 0))
print(ams_time)
# 2002-10-27 06:00:00+01:00
# It will also know when it's Summer Time
# in Amsterdam (similar to Daylight Savings Time):
ams_time = amsterdam.localize(datetime(2002, 6, 27, 6, 0, 0))
print(ams_time)
# 2002-06-27 06:00:00+02:00

请查看 PyPI 页面以获取更多示例和文档。

19.Futures

下载次数:3.89 亿

从 Python 3.2 开始,python 提供current.futures模块,可帮助你实现异步执行。futures 包是该库适用于 Python 2 的 backport。它不适用于 Python3 用户,因为 Python 3 原生提供了该模块

正如我之前提到的,从 2020 年 1 月 1 日起, Python 2 的官方支持停止。希望我明年重新再来看的时候,这个包不会再出现在前 22 名中吧。

下面是 futures 的基本示例:

复制代码
from concurrent.futures import ThreadPoolExecutor
from time import sleep
def return_after_5_secs(message):
sleep(5)
return message
pool = ThreadPoolExecutor(3)
future = pool.submit(return_after_5_secs,
("Hello world"))
print(future.done())
# False
sleep(5)
print(future.done())
# True
print(future.result())
# Hello World

如你所见,你可以创建一个线程池并提交一个要由这些线程之一执行的函数。同时,你的程序将继续在主线程中运行。这是并行执行程序的简便方法。

20.Colorama

下载次数:3.7 亿

使用 Colorama ,你可以为终端添加一些颜色:

22个最常用的Python包

这样做起来非常容易,具体请查看以下示例代码:

复制代码
from colorama import Fore, Back, Style
print(Fore.RED + 'some red text')
print(Back.GREEN + 'and with a green background')
print(Style.DIM + 'and in dim text')
print(Style.RESET_ALL)
print('back to normal now')

21.Simplejson

下载次数:3.41 亿

原生的json模块有什么问题,才需要这种高级替代方案呢?并没有!实际上,Python 的json就是simplejson。但是simplejson也有一些优点:

  • 它适用于更多的 Python 版本。
  • 它比 Python 更新的频率更频繁。
  • 它有用 C 编写的(可选)部分,因此速度非常快。

你经常会在支持 JSON 的脚本中看到以下内容:

复制代码
try:
import simplejson as json
except ImportError:
import json

除非你需要标准库中所没有的内容,否则我只会使用jsonSimplejson可以比json快很多,因为它有一些用 C 实现的部分。除非你正在处理成千上万个 JSON 文件,否则这种优势对你来说不是什么大事。还可以看看 UltraJSON ,它应该更快一些,因为它几乎所有的代码都是用 C 编写的。

22.Boto3

这里把#3、#7、#17 和#22 放在一起介绍,因为它们的关系非常密切。

小结

仅仅介绍这 22 个包恐怕不够,因为排在后面的许多包都是像我们这样最终用户感兴趣的。

通过制作这份列表,我了解到一些新东西:

  1. 许多排名靠前的 package(包)都提供某种核心功能,例如处理时间、配置文件、加密和标准化等。它们往往是其他项目的依赖项。
  2. 一个常见的主题是连接性。这些包大多允许你连接到服务器和服务,或支持其他包这样做。
  3. 剩下的那些是对 Python 的扩展。创建 Python 包的工具、帮助创建文档的工具、创建版本之间兼容性的库等。

英文原文:

The 22 Most-Used Python Packages in the World

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