为什么选择从源码安装 Python？

1. 安装特定版本：Ubuntu 的官方软件源中可能没有你需要的最新 Python 版本（3.12），或者你需要一个较旧的稳定版本（3.8）。
2. 开启/关闭特定功能：可以手动开启或禁用 Python 在编译时的一些可选功能（如 --enable-optimizations 优化性能，或 --without-pip 不安装 pip）。
3. 深度定制：开发者可能需要修改 Python 源码进行调试或二次开发。
4. 学习目的：了解 Python 的编译和安装过程。

详细安装步骤

我们将以安装 Python 3.12.0 为例，这个过程适用于其他版本，只需替换相应的版本号即可。

第 0 步：准备工作（非常重要！）

在开始之前,必须安装编译 Python 所需的所有依赖包，如果缺少它们，./configure 步骤会失败。

打开终端,执行以下命令：

# 更新软件包列表
sudo apt update
# 安装编译所需的工具和库
sudo apt install build-essential zlib1g-dev libncurses5-dev libgdbm-dev libnss3-dev libssl-dev libreadline-dev libffi-dev libsqlite3-dev libbz2-dev

命令解释：

• build-essential：包含了 gcc, make, autoconf 等基础编译工具。
• zlib1g-dev, libncurses5-dev, ：这些都是 Python 源码中某些模块（如 zlib, sqlite, readline）在编译时所需要的开发头文件和库。

第 1 步：下载 Python 源码

从 Python 官方网站下载源码压缩包，我们使用 wget 命令下载。

# 创建一个用于存放源码的目录
mkdir ~/python_src
cd ~/python_src
# 下载 Python 3.12.0 的源码（请访问 https://www.python.org/downloads/ 获取最新链接）
wget https://www.python.org/ftp/python/3.12.0/Python-3.12.0.tgz
# 如果下载了 .tar.xz 格式，使用以下命令解压
# tar -xf Python-3.12.0.tar.xz
# 解压 .tgz 文件
tar -xzf Python-3.12.0.tgz
# 进入解压后的目录
cd Python-3.12.0

第 2 步：配置编译选项

这是最关键的一步。configure 脚本会检查你的系统环境，并根据你指定的选项生成 Makefile。

最推荐的做法是将 Python 安装到用户目录，~/python3.12，这样可以避免覆盖系统自带的 Python（通常是 Python 3.x），也无需 sudo 权限。

# 定义一个安装路径变量，方便后续使用
INSTALL_PATH=~/python3.12
# 执行 configure 脚本
# --prefix 指定安装路径
# --enable-optimizations 可以优化 Python 的性能，但会显著增加编译时间
./configure --prefix=$INSTALL_PATH --enable-optimizations

常用配置选项：

• --prefix=<path>：指定安装路径。强烈建议使用非系统路径，如 ~/opt/python3.12 或 /usr/local/python3.12。
• --enable-optimizations：开启 PGO (Profile-Guided Optimization)，生成性能更好的 Python 解释器，编译时间会变长（可能需要 2-3 倍），但推荐使用。
• --with-ensurepip=install：确保安装 pip（默认行为）。
• --enable-shared：编译成共享库（.so 文件），某些需要链接 Python 的 C 扩展可能需要这个选项。

如果配置成功,你会看到很多 checking ... for ... 的输出，最后显示 Thank you for using Python。

第 3 步：编译源码

使用 make 命令来编译源码，如果你的电脑有多个 CPU 核心，可以使用 -j 选项来加速编译。

# 使用所有可用的 CPU核心进行编译
# nproc 命令可以获取 CPU 核心数
make -j$(nproc)

这个过程可能会持续很长时间,从几分钟到半小时不等，具体取决于你的电脑性能。

第 4 步：安装编译好的 Python

编译完成后,执行 make install 将文件安装到你在 configure 阶段指定的目录中。

# 无需 sudo，因为我们安装在用户目录下
make install

安装完成后,你会在 ~/python3.12/bin 目录下找到 python3.12 和 pip3.12 等可执行文件。

第 5 步：配置环境变量

为了让系统能够直接使用新安装的 Python，你需要将它的 bin 目录添加到系统的 PATH 环境变量中。

临时生效（仅当前终端会话）

# 将这行添加到 ~/.bashrc 或 ~/.zshrc 文件中，使其永久生效
export PATH="$HOME/python3.12/bin:$PATH"
# 使环境变量立即生效
source ~/.bashrc  # 如果使用 bash
# 或者
source ~/.zshrc   # 如果使用 zsh

永久生效（推荐）

1. 打开你的 shell 配置文件。

   • 对于 Bash: nano ~/.bashrc
   • 对于 Zsh: nano ~/.zshrc

2. 在文件末尾添加以下行：

   export PATH="$HOME/python3.12/bin:$PATH"

   注意：请将 $HOME/python3.12 替换为你自己的实际安装路径。

3. 保存并关闭文件（在 nano 中是 Ctrl+X, 然后按 Y, 再按 Enter）。

4. 执行 source 命令让配置立即生效。

第 6 步：验证安装

打开一个新的终端窗口,验证新安装的 Python 是否生效。

# 检查 python 版本
python3.12 --version
# 应该输出: Python 3.12.0
# 检查 pip 版本
pip3.12 --version
# 应该输出类似: pip 23.2.1 from .../python3.12/lib/python3.12/site-packages/pip (python 3.12)
# 你也可以检查默认的 Python 版本
python --version
# 如果你的系统 Python 3 是默认的，它可能仍然指向旧版本

重要提示：为了避免与系统自带的 Python 冲突，我们始终推荐使用版本号后缀来调用新安装的 Python（如 python3.12, pip3.12）。

常见问题与解决方案

Q1: 如何管理多个 Python 版本？

当系统中存在多个 Python 版本时，使用 python3.10, python3.11, python3.12 这种方式已经足够清晰，但如果项目非常多，手动管理会很麻烦。

这时,强烈推荐使用 pyenv。pyenv 是一个优秀的 Python 版本管理工具，它可以让你轻松地在不同项目间切换 Python 版本，而不会影响系统环境。

安装 pyenv:

curl https://pyenv.run | bash

然后按照它的提示将初始化命令添加到你的 shell 配置文件中（如 ~/.bashrc）。

使用 pyenv 安装 Python:

# 安装 Python 3.12
pyenv install 3.12.0
# 为当前目录设置 Python 版本
pyenv local 3.12.0
# 全局设置 Python 版本
pyenv global 3.12.0
# 查看已安装的版本
pyenv versions

使用 pyenv 后，你甚至可以不用手动从源码编译，它内部也会调用 ./configure && make 等流程。

Q2: 编译时出现 ModuleNotFoundError: No module named '_ctypes' 错误

这通常是因为缺少 libffi-dev 依赖包，回到第 0 步，确保你已经安装了它：

sudo apt install libffi-dev

然后清理之前的编译文件,重新开始：

make clean
./configure ...
make
make install

Q3: pip 速度慢，如何换源？

国内用户使用 pip 安装包时，默认从 PyPI 下载会很慢，可以配置使用国内镜像源。

临时使用:

pip3.12 install -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple some-package

设为默认: 创建或编辑 ~/.pip/pip.conf 文件（如果目录不存在，请先创建）：

[global]
index-url = https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple
trusted-host = pypi.tuna.tsinghua.edu.cn

这样之后,所有 pip 命令都会默认从这个镜像源下载。

从源码安装 Python 在 Ubuntu 上是一个清晰且可控的过程，关键在于：

1. 安装所有编译依赖：这是成功的第一步。
2. 使用 --prefix 指定非系统安装路径：避免破坏系统环境。
3. 配置 PATH 环境变量：方便在命令行中使用新版本。
4. 使用 pyenv 管理多版本：对于需要频繁切换 Python 版本的开发者来说是必备神器。

希望这份详细的指南能帮助你成功安装所需的 Python 版本！