详解将Python程序(.py)转换为Windows可执行文件(.exe)

将Python程序转换为Windows可执行文件（.exe）可以实现在没有Python环境的Windows计算机上运行程序。下面是一个完整的攻略。

1. 安装pyinstaller

pyinstaller是一个用于将Python程序转换为独立可执行文件的工具。使用pip可以轻松安装pyinstaller，只需在命令行中运行以下命令：

pip install pyinstaller

2. 创建spec文件

使用pyinstaller需要首先创建一个spec文件，该文件包含如何打包Python程序的详细说明。在命令行中，进入Python程序所在目录并运行以下命令：

pyinstaller --name=程序名称 --onefile 程序名称.py

--name 选项用于指定生成的可执行文件的名称。
--onefile 选项用于生成单个可执行文件。

执行完上述命令后，会在当前目录下生成一个.spec文件，该文件包含打包Python程序的详细说明。

3. 修改spec文件

打开.spec文件，在其最后添加以下代码：

import os
import sys
from PyInstaller.utils.hooks import collect_data_files

basepath = os.path.abspath(os.path.dirname(__file__))
datas = collect_data_files("matplotlib")
for data in datas:
    dirname, filename = os.path.split(data[1])
    if dirname.startswith("matplotlib"):
        dirname = os.path.join("_MEIPASS", "mpl-data", dirname)
    else:
        dirname = os.path.join("_MEIPASS", dirname)
    datas.append((os.path.join(basepath, data[0]), os.path.join(dirname, filename)))

这段代码用于处理matplotlib库的问题。如果程序中用到了matplotlib库，就必须加入这段代码。

4. 执行打包命令

在命令行中，进入.spec文件所在目录，并执行以下命令：

pyinstaller --name=程序名称 --onefile 程序名称.spec

其中，--name选项用于指定生成的可执行文件的名称，--onefile选项用于生成单个可执行文件。

示例1：将hello.py转换为hello.exe

下面以将hello.py转换为hello.exe为示例，展示详细步骤。

首先在hello.py所在目录打开命令行窗口。
运行以下命令安装pyinstaller工具：

pip install pyinstaller
在命令行中运行以下命令，生成.spec文件：

pyinstaller --name=hello --onefile hello.py
打开.hello.spec文件，添加matplotlib库的处理代码，示例代码如下：

```python
import os
import sys
from PyInstaller.utils.hooks import collect_data_files

basepath = os.path.abspath(os.path.dirname(file))
datas = collect_data_files("matplotlib")
for data in datas:
dirname, filename = os.path.split(data[1])
if dirname.startswith("matplotlib"):
dirname = os.path.join("_MEIPASS", "mpl-data", dirname)
else:
dirname = os.path.join("_MEIPASS", dirname)
datas.append((os.path.join(basepath, data[0]), os.path.join(dirname, filename)))
```
在命令行中运行以下命令，生成hello.exe文件：

pyinstaller --name=hello --onefile hello.spec

示例2：将包含GUI界面的Python程序转换为exe文件

以下示例将包含GUI界面的Python程序转换为exe文件。

首先在Python程序所在目录打开命令行窗口。
运行以下命令安装pyinstaller工具：

pip install pyinstaller
在命令行中运行以下命令，生成.spec文件：

pyinstaller --onefile 程序名称.py
在.spec文件中添加GUI相关代码，示例代码如下：

```python
import os
import sys

if sys.platform == 'win32':
try:
import matplotlib
# Matplotlib fix for pyinstaller
MATPLOTLIBDATA = matplotlib.get_data_path()
mpl_data = os.path.join(os.path.split(MATPLOTLIBDATA)[0], 'share', 'matplotlib')
DATADIR = [
(os.path.join(mpl_data, 'mpl-data'), 'mpl-data'),
(os.path.join(mpl_data, 'matplotlibrc'), './')]
except ImportError:
print('Matplotlib not found, not adding to data files')
DATADIR = []
else:
DATADIR = []

topology = 0

exe_path = sys.executable

test_path = os.path.dirname(os.path.abspath(file))

assets_path = os.path.join(test_path, "assets")

try:
import PySide2.QtCore
topology = 2
QT5VERSION = PySide2.QtCore.QT_VERSION_STR
QT5PLUGIN = PySide2.file
QT5FOLDER = os.path.normpath(os.path.join(QT5PLUGIN, "..", "plugins", "platforms"))
```
CLASS_FILES = [
    (os.path.join(test_path, "resources"), "resources"),
    ("assets", "assets")
]

DATA_FILES = [
    (QT5PLUGIN, "."),
    (os.path.join(QT5PLUGIN, "..", "Qt", "plugins", "platforms", "*"), "./platforms"),  # 方便替换
]

# Rename the exe to a valid Python name that won't clash
# This needs to be done because the PyInstaller spec file is in Python
NEWEXENAME = "validexe.py"

hidden_imports = ["pkg_resources.py2_warn"]
```
except ImportError:
pass

(sources, target dir)

coll = []

for root, dirs, files in os.walk(os.path.join(test_path)):
for f in files:
if '.pyc' in f or '.pyo' in f:
continue
filename = os.path.join(root, f)
targetdir = os.path.join(os.path.relpath(root, test_path))
coll.append((filename, targetdir))

a = Analysis(
[os.path.join(test_path, 'main.py')],
pathex=[test_path],
binaries=None,
datas=DATADIR + CLASS_FILES + coll + DATA_FILES,
hiddenimports=[
'pkg_resources.py2_warn'
],
hookspath=[],
runtime_hooks=[],
excludes=[
'numpy',
'PySide2',
],
win_no_prefer_redirects=False,
win_private_assemblies=True,
cipher=None,
bootstrap=(),
extra_pyz_stacks=[]
)

pyz = PYZ(a.pure, a.zipped_data,
cipher=None)
exe = EXE(pyz,
a.scripts,
a.binaries,
a.zipfiles,
a.datas,
[],
name='validexe.py',
debug=False,
bootloader_ignore_signals=False,
strip=False,
upx=True,
upx_exclude=[],
upx_include=[],
console=False
)

coll_f = COLLECT(exe,
a.binaries,
a.zipfiles,
a.datas,
[os.path.join(QT5FOLDER, "qwindows.dll"), (os.path.join(QT5FOLDER, "qminimal.dll")),
os.path.join(QT5FOLDER, "qoffscreen.dll")],
upx=True,
upx_exclude=[],
name='validexe.exe',
debug=False,
bootloader_ignore_signals=False,
strip=False,
upx_include=[],
console=False)

os.system('rd /S /Q build')

app_folder = "build/exe.win-amd64-3.6"
shutil.copytree(os.path.join(assets_path), os.path.join(app_folder, "assets"))

if topology == 2:
shutil.copytree(os.path.normpath(os.path.join(QT5PLUGIN, "..", "plugins", "platforms")), os.path.join(app_folder, "platforms"))
else:
print("Error - Unsupported topology")
sys.exit(-1)
```
在命令行中运行以下命令，生成程序名称.exe文件：

pyinstaller --onefile 程序名称.spec

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