Python配置第三方库Theano的曲折之路

Python配置第三方库Theano的曲折之路

　　Theano是Python的一个深度学习的第三方库，今天有同学问我怎样配置。OK，既然有需求，我就花了半天时间研究它，并完成了windows下32位和64位系统下的配置。这里在配置的过程中我走了一些弯路，在这篇文章中我会将我在配置过程中遇到的问题、出现的错误、解决的方法都完整的列出来，供大家参考，并列出直接简洁的配置方法。

　　一、基本情况

　　Theano算是Python中配置相对复杂的库了，这里先对目前的配置需求进行一个基本说明。

　　1、Python配置第三方库的基本方法

　　Python配置第三方库主要有以下几种方法：

　　（1）Pip自动安装

　　Pip是Python安装第三方库的首选方法，简单快捷，系统自动分析安装需求并从Pipy下载相应的库文件。安装Python编译器后会默认安装Pip工具，pip工具安装第三方库非常简单，只需在命令提示符窗口中输入“pip install 库名称”即可。

　　在使用Pip工具时首先需要配置相关环境变量。假设我们将Python装在C盘根目录下：

　　此时需要将该目录以及目录下的Scripts文件夹的路径添加到环境变量中：

　　接下来我们打开命令提示符窗口，首先需要对Pip版本进行更行，更新到最新版本方可使用，更新命令为“pip install --upgrade pip”：

　　更新完成后，即可使用pip工具进行第三方库的安装。这里有一个问题需要注意，就是Python必须安装在C盘下才能完成版本更新，之前安装在D盘时，在版本更新的过程中会一直显示文件移动方面的错误，这个BUG目前还没有解决，好在Python本身并不大，且相对简洁，就暂且装在C盘了。

　　接下来就可以使用pip进行自动安装，非常简洁，直接“pip install 库名称”即可：

　　这里我们已经安装好了Theano，因此Pip会给出提示信息，否则会自动安装。

　　（2）Pip手动安装

　　所谓Pip手动安装，是指我们手动下载第三方库的安装文件，然后使用pip安装。这里提供第三库安装文件的下载地址：第三方库，下载时注意版本匹配即可。

　　注意这里的安装文件都是whl格式的，而非exe或者msi格式，也就意味着下载得到的安装文件只能用pip工具安装，直接双击是行不通的。

　　假设这里我们用pip手动安装scipy模块。在刚才的地址中下载scipy的安装文件，这里选择win32、CP34（Python3.4）版本的安装文件：

　　下载完成后，为了方便，将文件放在C盘根目录下，然后在命令提示符界面进入C盘文件夹下，使用pip命令进行安装：

　　这里由于之前已经安装过numpy模块，pip会给出提示。若之前未安装相关模块，pip会在此处进行自动安装。不过这里需要强调的一点是使用pip进行手动安装时一定要先进入安装文件所在的目录，否则pip将无法找到安装源。

　　（3）使用exe文件安装

　　对于一些常用的第三方库，在如下地址可能会找到相应的exe版本的安装文件：exe安装文件地址，如果能在网站上搜索到相关的exe版本安装文件，下载下来直接双击安装皆即可，当然同样需要注意版本匹配的问题，而且这里貌似没有64位版本的安装文件。

　　2、安装环境需求

　　在安装Theano库之前，需要以下扩展库的支持：numpy（包含BLAS，ATLAS等）、scipy、libpython；需要g++支持（通过mingw安装），这里g++需要区分32位和64位。我的电脑是win7，64位，不过我的Python是32位的（64位windows是可以安装32位Python的）。这里由于我们的Python是32位的，因此以下安装的所有模块都是32位版本。

　　二、开始安装

　　1、安装第三方库

　　首先安装numpy。经过测试以上三种方法都可以安装numpy模块，但这里必须采用第二种，也就是手动下载numpy模块来用pip安装。原因是其他两种方法安装numpy模块后，还需要手动安装BLAS、ATLAS等等，而且这两个模块都是需要进行编译才能安装的，非常麻烦，而下载得到的numpy貌似封装了这几个繁琐的模块，因此能节省很多功夫。

　　安装完成之后继续安装scipy模块，这里我们同样推荐使用第二种方法手动安装，方便快捷，不受网速制约。使用pip自动安装时经常会下载失败什么的。

　　然后在安装libpython模块，同上。

　　以上这三个模块的安装过程都是完全相同的，这里稍作总结：在Python安装第三方模块时推荐手动安装，方便快捷。使用pip自动安装时会受防火墙、网速等各种各样的因素限制，安装的成功率低。当然如果不能找到对应的whl安装文件（例如nose模块），就只能使用pip进行自动在线安装了。这里不推荐去sourceforge去找exe版，一是exe版的安装文件不全面；二是exe版安装的库与pip安装的库并不完全相同，时间长了可能会引发未知的兼容性问题；三是exe版安装文件没有64位的。

　　安装完以上扩展库后，可以安装theano库了。这里必须使用pip自动安装了，因为找不到对应的whl版本和exe版本，好在pip很给力，自动安装成功：

　　这里在自动安装之前Pip会先检查numpy和scipy的安装情况，如果没有正确安装的话pip会先进行numpy和scipy的安装（当然我们不希望它这样做），然后安装theano，大约五分钟左右，下载完成，安装成功。

　　2、安装g++

　　首先，这里提供一个g++的下载地址：g++

　　安装完theano后，我们先测试一下：

　　很明显，Python提示我们没有g++,接下来我们安装一个。

　　那么问题来了，我是64位windows，32位Python，那我们应该装64位的g++还是32位的g++呢？经过尝试，需要装64位的g++。想想也有道理，因为g++和Python并不是绑定的。

　　这里给出64位MinGw的下载地址：64位MinGw。下载完成后，双击进行安装：

　　单击next，在配置界面选择如下，单击next：

　　由于是编译器，默认安装在C盘，单击next：

　　这个过程会相对比较漫长，大约十分钟左右：

　　单击next，安装完成。接下来将路径"C:\Program Files (x86)\mingw-w64\i686-5.2.0-posix-dwarf-rt_v4-rev1\mingw32\bin"添加到环境变量中（不同计算机的路径可能稍有不同），此时再次测试theano，安装成功：

　　三、测试theano

　　仅仅是import语句的话大家可能还不太确信theano库安装的正确性，接下来我们运行其中的一个小的测试函数。不过这里需要先安装nose模块，推荐使用pip进行自动安装：

　　网速流畅的话应该几秒钟即可安装完成，再次测试theano：

　　说明theano安装顺利完成，这里给出的警告是提示我们尚未进行GPU的配置，这点以后在说，因为theano是支持CPU的。

　　四、32位系统下的配置

　　刚才说的是在64位系统下配置32位python，接下来说说如何在32位系统下配置32位python的theano库。首先安装numpy、scipy、libpython、theano这四个库，这些库的安装和上面说的安装方法完全一样（因为都是32位python）。唯一不同的就是g++的安装，显然32位系统需要安装32位的g++：

　　双击进入安装界面，单击next，选择下载最新版本选项：

　　单击next，接受协议，next，指定安装路径（这里同样为C盘）：

　　单击next，选择C和C++编译器：

　　单击next，单击install，开始安装，注意这里的安装是在dos界面下自动完成的：

　　安装完成后，将安装目录下的bin文件夹的路径添加到环境变量中，32位的g++安装完成。这里有两个注意问题：

　　（1）之前按照百度上提供的方法，通过下载器来安装32位g++，一直提示失败，原因不详。

　　（2）在环境变量中32位g++和64位g++不能共存，否则会引发未知错误。这也告诉我们在配置环境变量时一定要注意及时删除失效路径，一是保证系统的安全，从而保持环境变量的整洁性。