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Python 项目结构与打包完全指南：从入门到实践

当你完成一个 Python 项目，想要发布到 PyPI 供全球开发者下载时，你是否遇到过这些困惑：

  • pip install 背后到底发生了什么？
  • 为什么安装 beautifulsoup4 却要 import bs4？
  • 项目代码应该放在根目录还是 src 目录？
  • python -m build 和 uv build 有什么区别？

本文将从依赖安装的底层机制出发，逐步深入到 WHL 文件构建流程，最后探讨现代化项目结构的最佳实践。无论你是刚接触 Python 打包的新手，还是希望迁移到现代工具链的开发者，这篇文章都能给你清晰的指引。

依赖安装机制：当你执行 pip install 时发生了什么？

软件包从哪来？——PyPI 与 WHL 文件

当你执行 pip install flask 时，工具背后做了三件核心的事：

  1. 查询元数据：向 PyPI（Python Package Index，Python 官方的软件包仓库）请求 flask 的包信息
  2. 下载 WHL 文件：根据你的 Python 版本和操作系统，选择最合适的 .whl 文件下载
  3. 解压安装：将 WHL 文件解压到当前 Python 环境的 site-packages 目录

WHL（Wheel） 是 Python 的二进制分发格式标准（由 PEP 427 定义）。它本质上就是一个 ZIP 压缩包，里面包含了：

  • 预编译的代码（或纯 Python 源代码）
  • 包的元数据（依赖关系、版本信息等）

让我们以 Flask 3.1.1 为例，看看 WHL 文件的真面目：

# 下载 Flask 的 WHL 文件（不安装）
pip download flask==3.1.1 -d ./downloads

# 查看 WHL 内容（WHL 就是 ZIP）
unzip -l ./downloads/flask-3.1.1-py3-none-any.whl
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马修·伯恩斯坦讲线性代数系列：矩阵的介绍

原文：Introducing matrices

在这里，我将介绍思考矩阵的三种主要方法。当我在本科线性代数课程中第一次接触到矩阵时，这种对矩阵多方面思考方式的高级描述将帮助我更好地直觉矩阵。

引言

矩阵是线性代数中的基本概念，在科学和工程领域中无处不在。从表面上看，矩阵只是一个二维的值数组。例如，以下是一个矩阵：

\[\begin{bmatrix}1 & -2 & 0 \\ 4 & -3 & 1 \\ 0 & 6 & -2 \end{bmatrix}\]

正如我在上一篇博客文章中讨论的那样，有些概念需要从多个角度观察才能掌握其真实本质。尽管矩阵表面上很简单，但我认为矩阵是其中一个概念，并且我相信，如果一开始就提供对矩阵的高层次、多视角概述，以便为未来的线性代数学习提供背景，那么对于我--大学线性代数课程的二年级学生来说，这会对我有所帮助。在这篇文章中，我将介绍查看矩阵的三个主要角度，这对我以前的自己有帮助。

预备知识

在介绍观察矩阵的三种角度之前，我将介绍一些符号。首先，一个矩阵是一个矩形的值数组。例如，以下矩阵 \(\boldsymbol{A}\) 有 \(m\) 行和 \(n\) 列：

\[\boldsymbol{A} := \begin{bmatrix} a_{1,1} & a_{1,2} & \dots & a_{1,n} \\ a_{2,1} & a_{2,2} & \dots & a_{2,n} \\ \vdots & \vdots & \ddots & \vdots \\ a_{m,1} & a_{m,2} & \dots & a_{m,n} \end{bmatrix}\]
  • 分类于 翻译
  • 需要 1 分钟阅读时间

马修·伯恩斯坦讲线性代数系列：开篇

马修·伯恩斯（Matthew N. Bernstein） 是计算生物学与机器学习领域的研究者，现任 Cellular Intelligence 首席计算科学家。

他于2019年获威斯康星大学麦迪逊分校计算机科学博士学位，本科毕业于圣母大学。此前曾在 Stellaromics 和 Immunitas Therapeutics 担任机器学习与计算生物学科学家，并在 Morgridge Institute 从事博士后研究。Bernstein 专注于将高维基因组学数据转化为可指导人类健康研究的洞见，在空间转录组学、药物靶点识别和深度学习模型开发方面有丰富经验。

他在技术博客中，撰写了大量关于线性代数、变分自编码器、信息论基础等数学与机器学习概念的科普文章，以清晰的数学解释和直观的可视化著称。本系列是从马修的技术博客中筛选出有关线性代数的文章进行翻译后组成的一个合集。

马修·伯恩斯坦讲线性代数系列目录如下：

  • 分类于 源码分析
  • 需要 10 分钟阅读时间

Golang源码分析系列之Map底层实现

映射也被称为哈希表(hash table)、字典。它是一种由key-value组成的抽象数据结构。大多数情况下，它都能在O(1)的时间复杂度下实现增删改查功能。若在极端情况下出现所有key都发生哈希碰撞时则退回成链表形式，此时复杂度为O(N)。

映射底层一般都是由数组组成，该数组每个元素称为桶，它使用hash函数将key分配到不同桶中，若出现碰撞冲突时候，则采用链地址法（也称为拉链法）或者开放寻址法解决冲突。下图就是一个由姓名-号码构成的哈希表的结构图：

Go语言中映射中key若出现冲突碰撞时候，则采用链地址法解决，Go语言中映射具有以下特点：

  • 引用类型变量
  • 读写并发不安全
  • 遍历结果是随机的

数据结构

Go语言中映射的数据结构是runtime.hmap(runtime/map.go):

// A header for a Go map.
type hmap struct {
    count     int //  元素个数，用于len函数返回map元素数量
    flags     uint8 // 标志位，标志当前map正在写等状态
    B         uint8  // buckets个数的对数，即桶数量 = 2 ^ B
    noverflow uint16 // overflow桶数量的近似值，overflow桶即溢出桶，即链表法中存在链表上的桶的个数
    hash0     uint32 // 随机数种子，用于计算key的哈希值

    buckets    unsafe.Pointer // 指向buckets数组，如果元素个数为0时，该值为nil
    oldbuckets unsafe.Pointer // 扩容时指向旧的buckets
    nevacuate  uintptr        // 用于指示迁移进度，小于此值的桶已经迁移完成

    extra *mapextra // 额外记录overflow桶信息
}

pkg-config快速入门指南

pkg-config 是一个帮助开发人员在编译和链接程序时发现和使用库的辅助工具。它提供了一种方法来获取库的编译和链接参数，使得在编译时链接库变得更加容易和一致。pkg-config 通常用于Unix-like系统，并且支持多种编程语言。

pkg-config 的工作原理是查询一个名为.pc的文件，这些文件包含了关于库的元数据，例如库的安装位置、编译器标志、链接器标志等。当你安装一个库时，通常会在/usr/lib/pkgconfig或/usr/share/pkgconfig目录下安装相应的.pc文件。

如何使用 pkg-config

查询库的编译和链接标志

使用pkg-config查询库的编译和链接标志是最常见的用途。例如，如果你想使用libopus库，你可以使用以下命令来获取编译和链接标志：

pkg-config --cflags --libs opus

这个命令会输出类似以下内容：

-I/usr/include/opus -lopus

这些标志可以直接在编译命令中使用。

uv 快速入门指南

uv 是一款由 Astral 团队（创始人 Charlie Marsh）使用 Rust 语言开发的高性能 Python 包管理器。它旨在解决传统工具如 pip 和 venv 在依赖解析、安装速度和整体效率上的瓶颈。

作为 Python 生态的现代化核心组件，uv 不仅提供数倍于 pip 的安装速度，还支持无缝兼容现有工具（如 pip、poetry 和 setuptools），让开发者能轻松过渡到高效的工作流。

无论你是初学者还是资深开发者，uv 都能简化项目管理、减少环境冲突，并加速开发迭代。

安装 uv

uv 的安装过程简单快捷，支持多种方式。推荐使用脚本安装，以获取最新版本和自动配置。

通过安装脚本

curl -LsSf https://astral.sh/uv/install.sh | sh

此命令会下载并执行安装脚本，将 uv 添加到你的 PATH 中。安装后，重启终端或运行 source ~/.bashrc（或对应 shell 配置）以生效。

Opus 音频编解码器：libopus API 实用指南

Opus 是一种高度高效的开源音频编解码器，由 IETF（互联网工程任务组）标准化开发。它以卓越的压缩效率、低延迟和高音质著称，尤其适合实时应用。Opus 支持宽带到全带宽的音频（6-20 kHz），并能无缝处理从语音到音乐的各种内容。libopus 是其核心 C 语言实现库，轻量级且跨平台，支持嵌入式设备到高性能服务器。

使用场景

Opus 在以下领域广泛应用：

  • 实时通信：如 VoIP（Voice over IP，例如 WebRTC 中的语音聊天）、视频会议和游戏内语音，确保低延迟传输。
  • 流媒体：在线音乐流、播客和视频平台（如 YouTube），平衡带宽与音质。
  • 存储与归档：音频文件压缩（如 Ogg Opus 容器），用于移动设备或云存储，节省空间。
  • 嵌入式系统：IoT 设备、智能音箱或无人机音频处理，支持 ARM 等架构。

与其他编解码器（如 AAC 或 MP3）相比，Opus 在低比特率下表现出色（例如 12-64 kbps），并内置前向纠错（FEC）和丢包隐藏机制，适合不稳定网络。

vcpkg快速入门指南

Vcpkg 是由 Microsoft 和 C++ 社区维护的免费开源 C/C++ 包管理器，可在 Windows、macOS 和 Linux 上运行。 它是核心的 C++ 工具，使用 C++ 和 CMake 脚本编写。 它旨在解决管理 C/C++ 库的独特难题。

为什么使用 vcpkg？

  • 在特选注册表中有超过2300 个开源库可供选择，这些库会定期生成，用于验证 ABI 兼容性
  • 支持使用自己的自定义库包创建自定义库注册表
  • 适用于 Windows、macOS 和 Linux 的一致的跨平台体验
  • 使用任何生成和项目系统都可以轻松将库添加到项目
  • 从源生成依赖项或下载预生成的 ABI 验证二进制文件，默认提供 70 多个配置，并可针对特定要求进行无限自定义
  • 通过独特的版本控制设计，防止依赖项之间出现版本冲突和菱形依赖问题
  • 对于 MSBuild 和 CMake 用户：自动与生成环境集成，打造无缝获取依赖项的体验

从零开始写一个哈希表

这篇笔记是对教程：write a hash table 的学习总结。该教程使用C语言，从零开始实现了一个哈希表，教程中哈希表实现使用了开放地址法，双重哈希等技术。本篇笔记中部分内容对原教程进行了拓展。

什么是哈希表？

哈希表（Hash Table）是一种基于键值对（Key-Value）存储的高效数据结构，通过哈希函数（Hash Function）将键（Key）映射到数组的特定位置（桶），从而实现平均 O(1) 时间复杂度的插入、查找和删除操作。

下面是基于哈希表存储电话簿的结构图：

从ISO 639到BCP 47：语言码标准的发展与应用

随着全球化和信息化的快速发展，多语言环境成为不可或缺的一部分。在跨文化交流、软件国际化以及内容本地化的过程中，语言码作为语言标识的核心工具，扮演着至关重要的角色。本文将探讨语言码的主要标准，从早期的 ISO 639 到目前广泛应用的 BCP 47，了解其发展历程和应用场景。

什么是语言码？

语言码是一种用来标识自然语言的标准化代码，它提供了一种结构化的方式来表示语言、区域和书写系统。例如：

  • en 代表英语（English）。
  • zh-CN 代表简体中文（中国）。
  • fr-CA 代表加拿大法语。

通过语言码，系统可以识别用户的语言偏好，并相应地呈现内容。