Python no Windows

Como faço para executar um programa Python no Windows?

Esta não é necessariamente uma questão direta. Se você já está familiarizado com a execução de programas através das linha de comando do Windows, então tudo parecerá óbvio; caso contrário, poderá precisar de um pouco mais de orientação.

A menos que você use algum tipo de ambiente de desenvolvimento integrado, você vai acabar digitando os comandos do Windows no que é chamado “janela do DOS” ou “janela do prompt de comando”. Geralmente você pode abrir essas janelas procurando na barra de pesquisa por cmd. Você deverá reconhecer quando iniciar porque você verá um “Prompt de Comando do Windows”, que geralmente parece com isso:

C:\>

A letra pode ser diferente, e pode haver outras coisas depois, então você facilmente pode ver algo como:

D:\YourName\Projects\Python>

dependendo de como seu computador foi configurado e o que mais você tem feito com ele recentemente. Uma vez que você tenha iniciado a janela, você estará no caminho para executar os seus programas Python.

Você deve observar que seu código Python deve ser processado por outro programa chamado interpretador. O interpretador lê o seu código, compila em bytecodes, e depois executa os bytecodes para rodar o seu programa. Então, como você pode organizar o interpretador para lidar com seu Python?

Primeiro, você precisa ter certeza de que sua janela de comando reconhece a palavra “py” como uma instrução para iniciar o interpretador. Se você abriu a janela de comando, você deve tentar digitar o comando “py” e o observar o retorno:

C:\Users\YourName> py

Você deve então ver algo como:

Python 3.6.4 (v3.6.4:d48eceb, Dec 19 2017, 06:04:45) [MSC v.1900 32 bit (Intel)] on win32
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>>

Você iniciou o interpretador no “modo interativo”. Que significa que você pode inserir instruções ou expressões Python interativamente e executá-las ou calculá-las enquanto espera. Esta é uma das características mais fortes do Python. Verifique isso digitando algumas instruções de sua escolha e veja os resultados:

>>> print("Hello")
Hello
>>> "Hello" * 3
'HelloHelloHello'

Muitas pessoas usam o modo interativo como uma calculadora conveniente, mas altamente programável. Quando quiser encerrar sua sessão interativa do Python, chame a função exit() ou mantenha pressionada a tecla Ctrl enquanto você digita a Z e pressione a tecla “Enter” para voltar ao prompt de comando do Windows.

Você também pode descobrir que você tem um item no Menu Iniciar como Iniciar ‣ Programas‣ Python 3.x ‣ Python (linha de comando) que resultará em você vendo o prompt >>> em uma nova janela. Se acontecer isso, a janela desaparecerá depois que você chamar a função exit() ou inserir o caractere Ctrl-Z; o Windows está executando um único comando “python” na janela, e fecha quando você termina o interpretador.

Agora que sabemos que o comando py é reconhecido, você pode dar seu script Python para ele. Você terá que dar um caminho absoluto ou relativo para o script Python. Vamos dizer que seu script Python está localizado na sua área de trabalho e se chama hello.py, e seu prompt de comando está aberto no seu diretório raiz de forma que você está vendo algo similar a:

C:\Users\YourName>

Então, agora você solicitará o comando py para fornecer seu script para Python, digitando py seguido pelo seu caminho de script:

C:\Users\YourName> py Desktop\hello.py
hello

Como eu faço para criar programas Python executáveis?

No Windows, o instalador padrão do Python já associa a extensão .py com o tipo de arquivo (Python.File) e dá àquele tipo de arquivo um comando aberto que executa o interpretador (D:\Program Files\Python\python.exe "%1" %*). Isso é o bastante para fazer scripts executáveis pelo prompt de comando como ‘foo.py’. Se você preferir executar o script simplesmente digitando ‘foo’ sem extensão você precisa adicionar .py à variável de ambiente PATHEXT.

Por que Python às vezes demora tanto para iniciar?

Geralmente, Python inicia muito rapidamente no Windows, mas ocasionalmente há relatos de erros que, de repente, o Python começa a demorar muito tempo para iniciar. Isso é ainda mais intrigante, porque Python funciona bem em outros sistemas Windows que parecem estar configurados de forma idêntica.

O problema pode ser causado por uma desconfiguração de software antivírus na máquina problemática. Alguns antivírus são conhecidos por introduzir sobrecarga de duas ordens de magnitude no início quando estão configurados para monitorar todas as leituras do sistema de arquivos. Tente verificar a configuração do antivírus nos seus sistemas para assegurar que eles estão de fato configurados identicamente. O McAfee, quando configurado para escanear todo a atividade do sistema de arquivos, é um ofensor conhecido.

Um arquivo *.pyd é o mesmo que um DLL?

Sim, os arquivos .pyd são dll, mas existem algumas diferenças. Se você possui uma DLL chamada foo.pyd, ela deve ter a função PyInit_foo(). Você pode escrever “import foo” do Python, e o Python procurará por foo.pyd (assim como foo.py, foo.pyc) e, se o encontrar, tentará chamar PyInit_foo() para inicializá-lo. Você não vincula seu arquivo .exe ao arquivo foo.lib, pois isso faria com que o Windows exigisse a presença da DLL.

Observe que o caminho de pesquisa para foo.pyd é PYTHONPATH, não o mesmo que o Windows usa para procurar por foo.dll. Além disso, foo.pyd não precisa estar presente para executar seu programa, enquanto que se você vinculou seu programa a uma dll, a dll será necessária. Obviamente, o foo.pyd é necessário se você quiser dizer import foo. Em uma DLL, o vínculo é declarado no código-fonte com __declspec(dllexport). Em um .pyd, o vínculo é definido em uma lista de funções disponíveis.

Como eu posso embutir Python dentro de uma aplicação do Windows?

A incorporação do interpretador Python em um aplicativo do Windows pode ser resumida da seguinte forma:

  1. _Não_ compile o Python diretamente em seu arquivo .exe. No Windows, o Python deve ser uma DLL para manipular os módulos de importação que são eles próprios. (Este é o primeiro fato chave não documentado.) Em vez disso, vincule a pythonNN.dll; normalmente é instalado em C:\Windows\System. NN é a versão do Python, um número como “33” para o Python 3.3.

    Você pode vincular ao Python de duas maneiras diferentes. A vinculação em tempo de carregamento significa vincular contra pythonNN.lib, enquanto a vinculação em tempo de execução significa vincular a pythonNN.dll. (Nota geral: pythonNN.lib é a chamada “import lib” correspondente a pythonNN.dll. Apenas define símbolos para o vinculador.)

    A vinculação em tempo de execução simplifica bastante as opções de vinculação; tudo acontece em tempo de execução. Seu código deve carregar pythonNN.dll usando a rotina LoadLibraryEx() do Windows. O código também deve usar rotinas de acesso e dados em pythonNN.dll (ou seja, as APIs C do Python) usando ponteiros obtidos pela rotina GetProcAddress() do Windows. As macros podem tornar o uso desses ponteiros transparente para qualquer código C que chama rotinas na API C do Python.

    Nota da Borland: converter pythonNN.lib ao formato OMF usando Coff2Omf.exe primeiro.

  2. Se você usa SWIG, é fácil criar um “módulo de extensão” do Python que disponibilizará os dados e os métodos da aplicação para o Python. O SWIG cuidará de todos os detalhes obscuros para você. O resultado é o código C que você vincula ao arquivo.exe (!) Você _não_ precisa criar um arquivo DLL, o que também simplifica a vinculação.

  3. O SWIG criará uma função init (uma função C) cujo nome depende do nome do módulo de extensão. Por exemplo, se o nome do módulo for leo, a função init será chamada initleo(). Se você usa classes de sombra SWIG, como deveria, a função init será chamada initleoc(). Isso inicializa uma classe auxiliar principalmente oculta usada pela classe shadow.

    O motivo pelo qual você pode vincular o código C na etapa 2 ao seu arquivo .exe é que chamar a função de inicialização equivale a importar o módulo para o Python! (Este é o segundo fato chave não documentado.)

  4. Em suma, você pode utilizar o código a seguir para inicializar o interpretador Python com seu módulo de extensão.

    #include "python.h"
    ...
    Py_Initialize();  // Initialize Python.
    initmyAppc();  // Initialize (import) the helper class.
    PyRun_SimpleString("import myApp");  // Import the shadow class.
    
  5. Existem dois problemas com a API C do Python que se tornarão aparentes se você utiliza um compilador que não seja o MSVC, o compilador utilizado no pythonNN.dll.

    Problema 1: As chamadas funções de “Nível Muito Alto” que recebem argumentos FILE * não funcionarão em um ambiente com vários compiladores porque a noção de cada struct FILE de um compilador será diferente. Do ponto de vista da implementação, essas são funções de nível muito baixo.

    Problema 2: SWIG gera o seguinte código ao gerar envólucros para funções sem retorno:

    Py_INCREF(Py_None);
    _resultobj = Py_None;
    return _resultobj;
    

    Infelizmente, Py_None é uma macro que se expande para uma referência a uma estrutura de dados complexa chamada _Py_NoneStruct dentro de pythonNN.dll. Novamente, esse código falhará em um ambiente com vários compiladores. Substitua esse código por:

    return Py_BuildValue("");
    

    Pode ser possível usar o comando %typemap do SWIG para fazer a alteração automaticamente, embora eu não tenha conseguido fazer isso funcionar (eu sou um completo novato em SWIG).

  6. Usar um script de shell do Python para criar uma janela do interpretador Python de dentro da aplicação do Windows não é uma boa ideia; a janela resultante será independente do sistema de janelas da sua aplicação. Em vez disso, você (ou a classe wxPythonWindow) deve criar uma janela “nativa” do interpretador. É fácil conectar essa janela ao interpretador Python. Você pode redirecionar a E/S do Python para qualquer objeto que suporte leitura e gravação; portanto, tudo que você precisa é de um objeto Python (definido no seu módulo de extensão) que contenha métodos read() e write().

Como eu impeço editores de adicionarem tabulações na minha source do Python?

As perguntas frequentes não recomendam a utilização de tabulações, e o guia de estilo Python, :pep:8, recomenda 4 espaços para código de Python distribuído; esse também é o padrão do python-mode do Emacs.

Sob qualquer editor, misturar tabulações e espaços é uma má ideia. O MSVC não é diferente nesse aspecto e é facilmente configurado para usar espaços: Selecione Tools ‣ Options ‣ Tabs e, para o tipo de arquivo “Default”, defina “Tab size” e “Indent size” para 4 e selecione o botão de opção “Insert spaces”.

O Python levanta IndentationError ou TabError se tabulações e espaços misturados estiverem causando problemas no espaço em branco à esquerda. Você também pode executar o módulo tabnanny para verificar uma árvore de diretórios no modo em lote.

Como faço para verificar uma tecla pressionada sem bloquear?

Use o módulo msvcrt. Este é um módulo de extensão padrão específico do Windows. Ele define uma função kbhit() que verifica se um toque no teclado está presente, e getch() que recebe um caractere sem ecoá-lo.