【Setuptools高级应用】：探索setup.cfg和MANIFEST.in的进阶使用

# 1. Setuptools的基本概念和安装

## Setuptools简介
Setuptools是Python的一个模块打包和分发工具，它在早期的setuptools包的基础上进行了扩展。它提供了比旧的Distutils更加丰富的特性，可以方便地构建和安装Python模块包，特别是对于包含多个文件和目录的复杂项目结构。Setuptools已成为Python社区中最广泛使用的打包工具之一，是许多其他打包工具的基础。

## 安装Setuptools
安装Setuptools非常简单，可以直接使用pip包管理器安装，通过以下命令完成安装：

pip install setuptools

此外，由于Setuptools常常用于打包和发布Python包，因此在很多Python项目中，它通常作为依赖项被包含在`requirements.txt`文件中。安装一个Python包时，如果包的依赖列表中包含`setuptools`，上述命令会一并安装所需的版本。

## Setuptools的基本用法
安装完成后，基本的使用方法涉及在项目中创建一个`setup.py`文件。在这个文件中，定义了项目的关键信息，如包名、版本、依赖等，并且通过调用`setup()`函数来打包和安装项目。下面是一个`setup.py`的基本示例：

from setuptools import setup, find_packages

setup(
    name='examplePackage',
    version='0.1',
    packages=find_packages(),
    install_requires=[
        'requests',
    ],
)

上述代码会指示Setuptools查找所有包，并在安装时包含对`requests`库的依赖。安装此包可以使用：

python setup.py install

这个简单的例子演示了Setuptools的核心功能，下一章将深入探索`setup.py`文件及其配置的高级特性。

# 2. 深入理解setup.py文件

## 2.1 setup.py的基础结构

### 2.1.1 setup函数的参数解析

`setup.py` 是 Python 包的打包和分发的核心文件，它使用`setuptools`库中的`setup`函数来定义和配置包。`setup`函数的参数有很多，但最常用的包括以下几个：

- `name`: 包的名称。
- `version`: 包的版本号。
- `description`: 包的简短描述。
- `long_description`: 包的详细描述，通常来自一个单独的README文件。
- `url`: 项目主页的URL。
- `author`: 包的作者名字。
- `author_email`: 包的作者联系邮箱。
- `maintainer`: 维护者的名字（如果不同于作者）。
- `maintainer_email`: 维护者的联系邮箱（如果不同于作者）。
- `packages`: 包含的Python包列表。
- `install_requires`: 列出安装此包所需的所有其他包。
- `classifiers`: 列出的包的分类标签。
- `keywords`: 包的关键字列表。
- `license`: 包的许可证。

下面是一个典型的`setup`函数参数配置示例：

from setuptools import setup, find_packages

setup(
    name="mypackage",
    version="0.1",
    description="A simple example package",
    long_description=open('README.md').read(),
    long_description_content_type='text/markdown',
    url="***",
    author="Your Name",
    author_email="your.***",
    maintainer="Your Name",
    maintainer_email="your.***",
    packages=find_packages(),
    install_requires=[
        'requests',
        'numpy',
    ],
    classifiers=[
        'Development Status :: 3 - Alpha',
        'Intended Audience :: Developers',
        'License :: OSI Approved :: MIT License',
        'Programming Language :: Python :: 3',
        'Programming Language :: Python :: 3.6',
        'Programming Language :: Python :: 3.7',
        'Programming Language :: Python :: 3.8',
    ],
    keywords="example package",
    license="MIT"
)

### 2.1.2 依赖管理与版本控制

在`setup.py`中，`install_requires`参数非常关键，因为它定义了安装当前包时所必需的其他包。正确管理依赖项可以确保在不同的开发、测试和生产环境中运行的一致性。依赖项的版本控制通常采用`<Package> <Comparison Operator> <Version>`格式。

比较运算符可以是`>=`（大于等于）、`<=`（小于等于）、`==`（等于）、`!=`（不等于）、`~=`（兼容性近似匹配，例如 `~=.1.2` 表示大于等于 1.2 但小于 2.0）。例如：

install_requires=[
    'requests>=2.21.0',
    'numpy!=1.16.3,<=1.16.4',
    'simplejson~=3.16.0',
],

这里，`requests`需要版本2.21.0或更高版本，`numpy`需要1.16.3或1.16.4以外的版本，而`simplejson`则需要和3.16.0兼容的版本，但不低于3.16.0。

## 2.2 setup.py的高级特性

### 2.2.1 自定义命令和脚本

`setuptools`允许用户通过`entry_points`参数定义包内的可执行脚本和自定义命令。这对于创建命令行工具或者配置安装后的脚本非常有用。

例如，我们可以定义一个名为`mypackagecli`的命令，它会在安装后提供一个`mycli`命令行工具：

setup(
    # ... 其他参数 ...
    entry_points={
        'console_scripts': [
            'mycli=mypackagecli:main',
        ],
    },
)

在这个例子中，`mypackagecli`模块中的`main`函数将作为`mycli`命令执行。

### 2.2.2 插件开发与使用

`setuptools`还支持插件系统的开发，允许开发者或用户通过扩展点（Entry Points）来扩展程序功能。下面是一个如何定义和使用插件的例子：

# setup.py
setup(
    # ... 其他参数 ...
    entry_points={
        'mypackage.plugins': [
            'plugin1 = mypackage.plugins.plugin1:Plugin1',
            'plugin2 = mypackage.plugins.plugin2:Plugin2',
        ],
    },
)

# mypackage/plugins/plugin1.py
class Plugin1:
    def action(self):
        print("Plugin1 is activated!")

# mypackage/plugins/plugin2.py
class Plugin2:
    def action(self):
        print("Plugin2 is activated!")

用户可以使用插件系统中的任何插件，并触发它们的`action`方法。`entry_points`的`mypackage.plugins`定义了插件扩展点，任何在这个扩展点上注册的插件都可以在程序中被自动发现和加载。

## 2.3 setup.py的最佳实践

### 2.3.1 代码组织和模块化

编写高效的`setup.py`文件需要良好的代码组织和模块化。这通常意味着将代码分割成逻辑上独立的模块和子包。此外，为了确保包能够正确构建和安装，应遵循一定的文件组织约定：

- `mypackage/`: 包的根目录。
- `mypackage/__init__.py`: 包初始化文件。
- `mypackage/module.py`: 包的模块文件。
- `mypackage/subpackage/__init__.py`: 子包初始化文件。
- `mypackage/tests/`: 测试模块和测试数据。
- `MANIFEST.in`: 包含非Python文件的说明文件。
- `setup.py`: 包的安装和分发文件。
- `README.md`: 包的详细描述。
- `requirements.txt`: 项目运行所需的依赖列表。

### 2.3.2 包的版本迭代和发布流程

包的版本迭代和发布流程应当遵循语义化版本控制，它由三部分组成：主版本号.