Python 虚拟环境与包管理完整指南

python pip venv virtualenv
作者: 醉月思 发布日期: 2024-06-07 分类: 教程分享

在使用 Python 进行开发时，我们需要处理包管理、依赖隔离等问题。本文将介绍如何在 Windows 系统中配置 pip 源、创建虚拟环境，以及管理项目依赖，帮助你高效地进行 Python 开发。

第一部分：配置 pip 清华源

为什么要配置镜像源？

在使用 Python 进行开发时，我们经常会用到 pip 来安装各种包。但有时默认的源下载速度可能较慢，这时候配置国内的镜像源就很有必要了。

配置步骤

第一步：创建配置文件

在你的用户目录下（一般是 C:\Users\你的用户名），可以通过在资源管理器的地址栏输入 %appdata% 后回车快速打开 appdata 文件夹。创建一个名为 pip 的文件夹，然后在该文件夹内创建一个名为 pip.ini 的文件。

第二步：编辑配置文件

用文本编辑器打开 pip.ini 文件，在其中添加以下内容：

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

第三步：验证配置

打开命令提示符，输入 pip install 某个包，观察下载速度是否有所提升。如果配置成功，下载速度应该会比之前快很多。

第二部分：Python venv 虚拟环境

什么是 Python venv？

Python venv 是 Python 标准库中的一个模块，用于创建虚拟环境。虚拟环境是一个独立的 Python 运行环境，它包含了项目所需的 Python 解释器和所有依赖包。通过使用虚拟环境，我们可以在不同的项目中使用不同的依赖版本，从而避免依赖冲突。

如何创建 Python venv？

在 Windows 环境下，我们可以使用以下命令创建 Python venv：

  1. 打开命令提示符（CMD）或 PowerShell。
  2. 进入项目目录。
  3. 运行以下命令创建虚拟环境：
python -m venv venv

其中，venv 是虚拟环境的名称，你可以根据需要修改。

激活虚拟环境

在 CMD 中，运行以下命令激活虚拟环境：

venv\Scripts\activate

在 PowerShell 中，运行以下命令激活虚拟环境：

venv\Scripts\Activate.ps1

激活虚拟环境后，命令提示符或 PowerShell 前面会出现 (venv) 前缀，表示当前处于虚拟环境中。

在虚拟环境中安装依赖

在虚拟环境中，我们可以使用 pip 命令安装项目所需的依赖。例如，如果我们的项目需要安装 numpy 和 pandas 两个包，可以运行以下命令：

pip install numpy pandas

生成 requirements.txt

在项目开发完成后，我们可以使用 pip freeze 命令生成 requirements.txt 文件，该文件包含了项目中所有已安装的依赖包及其版本信息。运行以下命令：

pip freeze > requirements.txt

生成的 requirements.txt 文件可以用于在其他环境中安装项目所需的依赖。

第三部分：Python virtualenv 工具

什么是 virtualenv？

virtualenv 是一个用于创建隔离的 Python 环境的工具。它可以帮助你在同一台计算机上同时运行多个具有不同依赖关系的 Python 项目，而不会相互干扰。

安装 virtualenv

确保你已经安装了 Python。你可以从 Python 官方网站下载并安装适合你操作系统的版本。 打开命令提示符（CMD）或 PowerShell。 使用以下命令安装 virtualenv：

pip install virtualenv

创建虚拟环境并指定 Python 版本

在命令提示符或 PowerShell 中，导航到你想要创建虚拟环境的目录。 使用以下命令创建一个新的虚拟环境，并指定所需的 Python 版本：

virtualenv myenv --python=python3.8

在上述命令中，–python=python3.8 指定了要使用的 Python 版本为 3.8。你可以根据需要将其替换为任何其他已安装的 Python 版本。

激活虚拟环境

创建虚拟环境后，你需要激活它才能在其中安装和使用包。 在命令提示符或 PowerShell 中，导航到虚拟环境的目录（在本例中为 myenv）。 输入以下命令激活虚拟环境：

对于 Windows CMD：

myenv\Scripts\activate.bat

对于 Windows PowerShell：

myenv\Scripts\Activate.ps1

激活虚拟环境后，你的命令提示符或 PowerShell 前缀将显示虚拟环境的名称，表明你现在正在虚拟环境中工作。

在虚拟环境中安装包

在激活的虚拟环境中，你可以使用 pip 安装所需的包。 例如，要安装 numpy 包，可以使用以下命令：

pip install numpy

所有安装的包将仅在当前虚拟环境中可用。

退出虚拟环境

当你完成在虚拟环境中的工作后，可以使用以下命令退出虚拟环境：

deactivate

退出虚拟环境后，你将回到系统的默认 Python 环境。

删除虚拟环境

如果你不再需要某个虚拟环境，可以将其删除。 在命令提示符或 PowerShell 中，导航到虚拟环境的目录。 删除整个虚拟环境目录及其包含的所有文件和文件夹。

使用 pipreqs 生成依赖文件

安装 pipreqs：

pip install pipreqs

使用以下命令生成 requirements.txt 文件：

pipreqs --encoding=utf8

这将在当前目录下生成一个名为 requirements.txt 的文件，其中包含了虚拟环境中安装的所有依赖包及其版本信息。

请注意，pipreqs 可能无法完全准确地识别所有依赖关系，特别是对于一些复杂的项目或使用了特定的安装方式的包。在实际使用中，建议你手动检查 requirements.txt 文件，并根据项目的实际需求进行调整。

venv 和 virtualenv 的对比

virtualenv 和 venv 都是用于创建虚拟环境的工具，但它们在一些方面有所不同：

  1. 安装方式：virtualenv 是一个第三方工具，需要单独安装。而 venv 是 Python 3.3 及更高版本中内置的模块，无需额外安装。

  2. Python 版本支持：virtualenv 支持更多的 Python 版本，并且可以在较旧的 Python 版本上使用。而 venv 仅在 Python 3.3 及更高版本中可用。

  3. 功能与灵活性：virtualenv 提供了更多的选项和灵活性，例如可以指定不同的 Python 解释器路径、创建共享环境等。而 venv 的功能相对较简单。

总结

通过本指南，你已经了解了如何：

  • 配置 pip 清华源来提升包下载速度
  • 使用内置的 venv 模块创建虚拟环境
  • 使用第三方 virtualenv 工具创建更加灵活的虚拟环境
  • 管理项目依赖并生成 requirements.txt 文件

在 Windows 环境下创建虚拟环境并隔离项目的依赖，是 Python 开发的最佳实践。这样可以避免依赖冲突、方便项目部署与迁移，从而大大提升开发效率。希望本指南对你有所帮助！

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