Python 基础知识整理 - 虚拟环境和包

数据库杂货铺 2022-01-06

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虚拟环境和包

介绍

Python 应用程序通常会使用标准库中没有的包和模块。应用程序有时需要特定版本的库，因为应用程序可能需要修复特定的bug，或者使用库接口的过时版本编写应用程序。

这意味着一个 Python 安装不能满足每个应用程序的需求。如果应用程序 A 需要特定模块的 1.0 版本，而应用程序 B 需要 2.0 版本，那么需求就会冲突，安装1.0或2.0版本都会让一个应用程序无法运行。

这个问题的解决方案是创建一个虚拟环境，一个自包含的目录树，其中包含针对特定版本 Python 的 Python 安装，以及一些额外的包。

不同的应用程序可以使用不同的虚拟环境。为了解决前面示例的需求冲突，应用程序 A 可以拥有自己的虚拟环境，并安装 1.0 版本，而应用程序 B 拥有另一个虚拟环境，并安装 2.0 版本。如果应用程序 B 需要将库升级到 3.0 版本，这将不会影响应用程序 A 的环境。

创建虚拟环境

用于创建和管理虚拟环境的模块称为 venv。venv 通常会安装最新版本的 Python。如果系统上有多个版本的 Python，可以通过运行 python3 或任何你想要的版本来选择一个特定的 Python 版本。

要创建一个虚拟环境，先确定一个你想要放置它的目录，然后以脚本的形式运行 venv 模块，并指定目录路径：

python -m venv demoenv
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如果不存在，这将创建 tutorial-env 目录，并在其中创建包含 Python 解释器副本、标准库和各种支持文件的目录。

虚拟环境中常见的目录位置是 .venv。这个名称通常会将该目录隐藏在 shell 中。它还可以防止与某些工具支持的 .env 环境变量定义文件发生冲突。

一旦创建了虚拟环境，就可以激活它。

在 Windows 上，运行：

demoenv\Scripts\activate.bat
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在 Unix 或者 MacOS 上运行：

source demoenv/bin/activate
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(这个脚本是为 bash shell 编写的。如果使用 csh 或 fish shell，则有相对应的 activate.csh 和 activate.fish。)

激活虚拟环境将改变 shell 的提示符，显示正在使用的虚拟环境，并修改环境，以便运行 python 将获得 Python 特定版本。例如：

(demoenv) c:\Python310>python
Python 3.10.0 (tags/v3.10.0:b494f59, Oct  4 2021, 19:00:18) [MSC v.1929 64 bit (AMD64)] on win32
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> import sys
>>> sys.path
['', 'c:\\Python310\\python310.zip', 'c:\\Python310\\DLLs', 'c:\\Python310\\lib', 'c:\\Python310', 'c:\\Python310\\lib\\site-packages']


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使用 pip 管理包

可以使用一个名为 pip 的程序来安装、升级和删除包。默认情况下，pip 将从 Python 包索引安装包 <https://pypi.org>。可以在浏览器中浏览 Python 包索引。

pip 有许多子命令：“install”、“uninstall”、“freeze” 等。

可以通过指定包的名称来安装最新版本的包：

(demoenv) c:\Python310>python -m pip install pandas
Collecting pandas
  Downloading pandas-1.3.5-cp310-cp310-win_amd64.whl (10.2 MB)
     |████████████████████████████████| 10.2 MB 227 kB/s
Collecting python-dateutil>=2.7.3
  Downloading python_dateutil-2.8.2-py2.py3-none-any.whl (247 kB)
     |████████████████████████████████| 247 kB 437 kB/s
Collecting pytz>=2017.3
  Downloading pytz-2021.3-py2.py3-none-any.whl (503 kB)
     |████████████████████████████████| 503 kB 6.4 MB/s
Collecting numpy>=1.21.0
  Downloading numpy-1.22.0-cp310-cp310-win_amd64.whl (14.7 MB)
     |████████████████████████████████| 14.7 MB 22 kB/s
Collecting six>=1.5
  Downloading six-1.16.0-py2.py3-none-any.whl (11 kB)
Installing collected packages: six, pytz, python-dateutil, numpy, pandas
  Consider adding this directory to PATH or, if you prefer to suppress this warning, use --no-warn-script-location.
Successfully installed numpy-1.22.0 pandas-1.3.5 python-dateutil-2.8.2 pytz-2021.3 six-1.16.0
You should consider upgrading via the 'c:\Python310\python.exe -m pip install --upgrade pip' command.
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也可以通过在包名后面加上==和版本号来安装一个特定版本的包：

(demoenv) c:\Python310>python -m pip install requests==2.6.0
Collecting requests==2.6.0
  Downloading requests-2.6.0-py2.py3-none-any.whl (469 kB)
     |████████████████████████████████| 469 kB 364 kB/s
Installing collected packages: requests
Successfully installed requests-2.6.0
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如果重新运行这个命令，pip 将注意到请求的版本已经安装，并且不做进一步动作。还可以提供一个不同的版本号来获取那个版本，或者运行 pip install --upgrade 将包升级到最新版本：

(demoenv) c:\Python310>python -m pip install --upgrade requests
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pip uninstall 后跟一个或多个包名将从虚拟环境中删除包。

pip show 将显示特定包的信息：

(demoenv) C:\Python310\pyproject>pip show pip
Name: pip
Version: 21.3.1
Summary: The PyPA recommended tool for installing Python packages.
Home-page: https://pip.pypa.io/
Author: The pip developers
Author-email: distutils-sig@python.org
License: MIT
Location: c:\python310\pyproject\demoenv\lib\site-packages
Requires:
Required-by:
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pip list 将显示虚拟环境中安装的所有包：

(demoenv) C:\Python310\pyproject>pip list
Package    Version
---------- -------
numpy      1.22.0
pip        21.3.1
setuptools 57.4.0
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pip freeze 将生成一个类似的已安装包列表，但是使用 pip install 所期望的格式进行输出。一个常见的约定是把这个列表放在 requirements.txt 文件中:

(demoenv) C:\Python310\pyproject>pip freeze > requirements.txt
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requirements.txt 可以提交给版本控制部门，并作为应用程序的一部分发布。用户可以使用 install -r 安装所有必要的包：

(demoenv) C:\Python310\pyproject>python -m pip install -r requirements.txt
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官方文档：

https://docs.python.org/3.9/tutorial/venv.html

python

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