Prophet 之安装篇



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本安装文档主要翻译整理自 Prophet Installation 官方安装文档。

在 R 上安装 Prophet

一、Windows 系统安装 Prophet 前的准备工作

如果是 Windows 系统,需要按照 rstan 提供的教程给 R 安装一个编译器。其中,最为关键的一步就是先安装 Rtools

1. 安装 R 和 RStudio

2. 安装 Rtools ,确保其安装目录已添加至系统环境变量中。

假如 Rtools 安装在 C 盘,则运行Sys.getenv('PATH')后,输出应包含如下所示的结果(注:原文教程中结果为”C:\Rtools\bin;C:\Rtools\gcc-4.6.3\bin;”);运行system('g++ -v')system('where make')后输出结果正常,如下所示。

否则,请确保 Rtools 安装目录已添加至系统环境变量中。

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> Sys.getenv('PATH')
C:\\Rtools\\bin;C:\\Rtools\\mingw_64\\bin;
> system('g++ -v')
Using built-in specs.
COLLECT_GCC=C:\Rtools\mingw_64\bin\G__~1.EXE
# 已省略部分输出结果
gcc version 4.9.3 (x86_64-posix-seh, Built by MinGW-W64 project)
> system('where make')
C:\Rtools\bin\make.exe

3. 配置

非必须操作,不会影响 RStan 正常工作,但强烈推荐。

  • 创建一个 Makevars 文件,代码如下:
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dotR <- file.path(Sys.getenv("HOME"), ".R")
if (!file.exists(dotR))
dir.create(dotR)
M <- file.path(dotR, "Makevars")
if (!file.exists(M))
file.create(M)
cat("\nCXXFLAGS=-O3 -mtune=native -march=native -Wno-unused-variable -Wno-unused-function",
file = M, sep = "\n", append = TRUE)
  • 如果你使用的是 Rtools33 (或更高版本),则需要运行下列代码:
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cat('Sys.setenv(BINPREF = "C:/Rtools/mingw_$(WIN)/bin/")',
file = file.path(Sys.getenv("HOME"), ".Rprofile"),
sep = "\n", append = TRUE)
  • 如果你使用的 g++ 版本号在 6 或以上,且希望关掉和 Stan 不相关的一些警告信息,可以运行下列代码:
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cat("\nCXXFLAGS += -Wno-ignored-attributes -Wno-deprecated-declarations",
file = M, sep = "\n", append = TRUE)
  • 确认配置成功,可运行下列代码:
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# 查看配置的信息
cat(readLines(M), sep = "\n")
# 或是找到该配置文件的路径,自行打开查看
cat(M)

4. 安装 RStan

  • 安装最新版本的 RStan 及其依赖包,代码如下:
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# 注意: 如果 https 下载不成功,可改为 http
# 确保 dependencies=TRUE ,安装依赖包
install.packages("rstan", repos = "https://cloud.r-project.org/", dependencies=TRUE)
  • 如果上述过程均失败,可通过下列代码按源码安装:
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# 注意: 可根据你想使用的内核数来更改数字“4”
Sys.setenv(MAKEFLAGS = "-j4")
install.packages("rstan", type = "source")
  • 安装完成后,重启 R 。并在载入 RStan 前,确认没有旧版本 RStan 所创建(可能是自动创建)的产物已被载入 R 中。
  • 通过运行如下代码,确认工具链已生效,代码应当返回值10:
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fx <- inline::cxxfunction( signature(x = "integer", y = "numeric" ) , '
return ScalarReal( INTEGER(x)[0] * REAL(y)[0] ) ;
' )
fx( 2L, 5 ) # 应当返回值 10

注:以上命令都是在 R 中输入运行的。

二、安装 Prophet 包

在 R 中运行如下代码:

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# R
install.packages('prophet')

在 Python 上安装 Prophet

一、安装 Prophet 前的准备工作

Python 中的 Prophet 最主要的依赖库是 pystan。不管什么系统,都需按照 安装教程 先安装pystan

1. 安装 Python

推荐使用 Anaconda 。Anaconda 是一个开源的 Python 发行版本,内置conda来实现pip库管理的功能。

2. 安装 Pthon 的依赖库

如果你使用的是 Anaconda , numpy 和 cython 库已经内置在其中。但是以防万一,你也可以使用conda去安装它们:

  • 打开一个命令行程序

  • 使用conda install numpy命令去安装 numpy ; 使用conda install cython命令去安装 cython

3. 安装 PyStan 库

Mac/Linux 用户按照下述步骤安装 PyStan 即可。

  • 打开一个命令行程序
  • 使用pip install pystan去安装 PyStan

    Windows 用户请按照“Windows 系统安装 PyStan”中的步骤进行安装。

** Windows 系统安装 PyStan

如果是 Windows 系统,在安装 PyStan 前需要按照 安装教程 给 PyStan 安装一个编译器。其中,最为关键的一步就是先安装 C++ 编译器

Windows 系统下使用 PyStan 有下列注意事项

  1. 需要使用 Python 3.5 或更高版本

  2. 抽取样本时,必须使用n_jobs=1(Windows 系统下的 PyStan 不能使用并行多线程运算)

  3. 安装 C++ 编译器

    进入 Visual C++ Build Tools 网页,点击“Download Visual C++ Build Tools 2015”。

    如果你遇到了安装的问题,可以去 Python维基下的 Windows Compilers 寻求解决办法。

    如果你使用的 Windows 7 系统,可能需要在安装 Visual C++ Build Tools 下先更新 Microsoft .NET Framework 。

  4. 安装 PyStan

    打开命令行程序,输入下列命令:

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    pip install pystan

    可通过在 python 中输入下列抽样的代码,验证安装成功:

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    >>> import pystan
    >>> model_code = 'parameters {real y;} model {y ~ normal(0,1);}'
    >>> model = pystan.StanModel(model_code=model_code)
    >>> y = model.sampling(n_jobs=1).extract()['y']
    >>> y.mean() # 结果应当在 0 附近

二、安装 Prophet

使用命令行程序运行下列pip命令安装即可:

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# bash
$ pip install fbprophet

Ubuntu 系统安装注意事项

  1. 在 Ubuntu 16.04 系统下,使用系统内置的 python 2.7 安装上 fbprophet 后,导入 import fbprophet 时提示需要安装 matplotlib 库和 python-tk。打开一个终端,输入下列命令即可:

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    ~ sudo pip install matplotlib
    ~ sudo apt-get install tk-dev
    ~ sudo apt-get install python-tk
  2. Ubuntu 16.04 系统使用内置的 python 可以成功安装 fbprophet ,但使用 Anaconda 成功安装 PyStan 库后,检验代码无法成功运行, Prophet 库也无法正确安装:

    运行检验代码后的错误信息:

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    Traceback (most recent call last):
    File "<ipython-input-28-15d1abb9774a>", line 1, in <module>
    model = pystan.StanModel(model_code=model_code)
    File "/home/username/anaconda2/lib/python2.7/site-packages/pystan/model.py", line 315, in __init__
    self.module = load_module(self.module_name, lib_dir)
    File "/home/username/anaconda2/lib/python2.7/site-packages/pystan/model.py", line 54, in load_module
    return imp.load_module(module_name, *module_info)
    ImportError: /tmp/tmpgc2vTO/stanfit4anon_model_5944bb5b3a93728ca2bf_765485408593311.so: undefined symbol: _ZTVNSt7__cxx1118basic_stringstreamIcSt11char_traitsIcESaIcEEE

    后尝试在 Anaconda 的 Spyder 中将 console 的 python 路径更改为 /usr/bin/python ,运行检验代码仍然报错:

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    Traceback (most recent call last):
    File "<stdin>", line 1, in <module>
    File "/usr/local/lib/python2.7/dist-packages/pystan/model.py", line 315, in __init__
    self.module = load_module(self.module_name, lib_dir)
    File "/usr/local/lib/python2.7/dist-packages/pystan/model.py", line 54, in load_module
    return imp.load_module(module_name, *module_info)
    ImportError: /home/username/anaconda2/lib/python2.7/site-packages/numexpr/../../../libstdc++.so.6: version `GLIBCXX_3.4.20' not found (required by /tmp/tmptEazgR/stanfit4anon_model_5944b02c79788fa8ca2bf_7654287730157512986.so)

    在网上查询后,发现是由于 Anaconda 中未安装 libgcc 库。打开一个命令行,运行下列代码安装即可:

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    conda install libgcc

    安装 libgcc 库后,就可以成功运行检验代码了。

    机缘巧合下,发现安装 libgcc 库后,使用Anaconda 自带的 python ,也可以成功安装 PyStanfbprophet 了。遂将 Spyder 中 console 的 python 路径更改为原来默认的。

待解决问题

Windows 10 系统已安装上 C++ 编译器和 PyStan 库且检验代码成功运行后,无法安装 Prophet 库:

错误信息:

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error: command 'C:\\Program Files (x86)\\Microsoft Visual Studio 14.0\\VC\\BIN\\x86_amd64\\cl.exe' failed with exit status 2

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