活学活用虚拟环境，Python编程更高效

介绍4种在Python中使用虚拟环境的方法。

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本文将涵盖以下主题：什么是python中的虚拟环境？为什么需要虚拟环境？在Python中设置虚拟环境的4种不同方法。本文将使用以下方法来创建虚拟环境：

1.Pipenv
2.Venv
3.Virtualenv
4.Conda

1.什么是虚拟环境？

虚拟环境是一个隔离的Python环境，允许用户安装和管理不同的依赖关系。它将一个项目的依赖性与另一个项目分开，这里的依赖性是指任何模块、库或包。每个项目都有一个特定版本的依赖关系。

Python虚拟环境包含了一个特定版本的Python和一个包含相关项目的依赖性的文件夹。这就是一个简单的Python虚拟环境的例子，接下来进入为什么的部分。在这一部分，将讨论为什么需要一个虚拟环境来使用Python进行项目工作。

2.为什么需要虚拟环境？

虚拟环境以一种良好的方式规范了Python项目，通过以下例子来了解一下情况。举个例子，小明是一个初学者，他开始使用Python做项目。他做了一个名为“A”的项目，使用两个Python库来开发这个项目。第一个库是pandas 1.2版，第二个库是Flask 2.1版。一段时间后，他开始创建另一个名为“B”的项目。他需要与项目A中使用的相同的库。

他更新了库的版本，以便在项目“B”中使用这些库，现在pandas 1.2版和Flask 2.1版被更新为pandas 1.3版和Flask 2.6版。有一天，他决定向他的朋友展示他很酷的项目，当时项目“B”运行得很顺利，但项目“A”却出现了错误，原因是小明在项目“A”中使用的库的版本发生了变化，因为他在开发项目“B”时更新了库。

小明在开发项目“B”时犯了一个错误，即没有使用虚拟环境。这可能发生在任何像小明一样的初学者身上。一个库的版本在一定时间后更新。开发人员不断改变库的代码，并试图使它们没有错误和功能完善。所以这就是应该在项目中使用虚拟环境的原因。下面是一些其他的原因，使虚拟环境成为必要的工具。

依赖性管理：它有助于使不同的Python项目的依赖性分离和组织。
版本冲突：它也有助于避免版本冲突。不同的项目可能需要同一个包的不同版本，通过使用虚拟环境可以轻松地处理这些情况。
易于处理库：由于虚拟环境与全局的Python环境隔离。虚拟环境使得删除或创建库很容易，而不影响其他库。

3.在Python中创建虚拟环境的不同方法

现在到了本文的核心部分，在这里将学习如何创建虚拟环境并在项目中使用它。

⚡Pipenv⚡

Pipenv是一个用于为项目创建一个虚拟环境的工具，它默认会创建pip文件。它使用一个特殊的功能，我们称之为锁功能。它创建了一个叫做Pipfile-lock的文件。它列出了项目运行所需的所有软件包和它们的依赖性。这个文件作为环境的快照。

使用pipenv建立一个虚拟环境。

要使用pipenv并为项目创建虚拟环境，首先，创建一个存储项目的文件夹，然后开始安装库。例子是在demo文件夹中，所以将在同一位置安装库。

例1

要使用pipenv，首先必须在系统中安装pipenv，所以Linux和Windows用户都使用以下步骤来安装它。

1.Linux用户可以使用终端。
2.Windows用户可以使用PowerShell。要运行PowerShell，请进入“开始”菜单并输入PowerShell，需要使用pip来安装Python中的包，所以要确保安装了pip。可以通过在PowerShell中运行“pip - version”来检查。如果已经在系统中安装了pip，则使用下面的命令来安装pipenv。

pip install pipenv

要检查pipenv是否正确安装，请使用以下命令。如果你得到这样的输出，说明pipenv已经安装在你的系统中。

# 用命令检查pip版本。
pipenv --version

pipenv - version代码的输出：

使用pipenv安装库。

下面以在虚拟环境中安装一个请求库为例，所以下面写的命令将在虚拟环境中安装请求库。可以使用项目需要的任何软件包。

# 使用命令`pipenv`而不是`pip`
pipenv install requests

执行上述命令后，可以看到下面的快照中的输出。

命令“pipenv install requests”的输出。

要检查哪些库存在于虚拟环境中，可以使用以下命令。

# 适用于wnidows用户
pip freeze 
# 或
python -m pip freeze

要使用pipenv从虚拟环境中卸载库，可以在终端或PowerShell中输入以下命令。

pipenv uninstall <any package name>

要卸载特定的软件包，用想从虚拟环境中卸载的软件包的名称替换“<any package name>”。

有一个功能可以帮助生成一个文本文件，该文本文件将包含所有安装在虚拟环境中的库，该文本文件包含所有存在于虚拟环境中的库的名称和版本。

命令生成包含虚拟环境中所有库的列表的文本文件。

# 创建 requirment.txt
pipenv lock --requirements > requirements.txt

上面的命令将生成一个文本requirements.txt。运行该命令后，可以在虚拟环境所在的文件夹中找到它。

也可以在这个文本文件的帮助下安装库。这些是通过刚才讨论的过程产生的文件。这些文本文件包含库的名称和它们的版本。只需将此文件保存在项目文件夹所在的确切位置即可。

命令安装使用文本文件的库。

在下面的例子中，文本文件的名称是“requirements.txt”。

pipenv install --requirements requirements.txt

requirements.txt的例子如下图所示。

requirements.txt

⚡venv⚡

venv支持创建轻量级的虚拟环境。虚拟环境是在现有的Python安装基础上创建的。正如我们之前通过使用pip和终端Power Shell来安装虚拟环境。这个方法对Linux和Windows用户都一样。

第一步是选择创建虚拟环境的文件夹，并打开该文件夹，可以用以下命令完成。

# 创建一个目录
mkdir <name_of_your_directory>

用项目名称或任何想要的名称替换name_of _your_directory。

从一个目录转移到另一个目录。

# “cd”，即改变目录。cd <name of your directory>

使用venv创建虚拟环境。

python -m venv my_first_env

注意：如果得到一个错误，用“python3”替换“python”，这里的3是指python版本。将“my_first_env”替换为想给虚拟环境起的名字。

一旦创建了虚拟环境，必须激活它。

适用于Linux用户：

激活虚拟环境。

#适用于Linux用户source <my_first_env>/bin/activate

将<my_first_env>替换为虚拟环境的名称。

激活虚拟环境后，可以使用以下命令检查它是否正在运行，命令可能因操作系统不同而不同。

用于检查Linux中的虚拟环境的命令。

echo $VIRTUAL_ENV

一旦确认虚拟环境正在运行，就可以用pip安装软件包，例如pip install <your_package_name>。

命令安装虚拟环境中的软件包。

# 安装pandas软件包
pip install pandas # 也可以指定版本。
pip install pandas=1.2

命令检查列表中哪些软件包已经安装在虚拟环境中。

# 它将输出所有的软件包名称
pip list# 它将输出一个特定的软件包，如果在虚拟环境中存在。
pip show <package_name>

适用于Windows用户：

PowerShell激活虚拟环境的命令。

# 适用于windows用户<my_first_env>\Scripts\activate

输入以下命令来检查虚拟环境是否正在运行。

# 检查虚拟环境是否正在运行。
$env:VIRTUAL_ENV

命令在虚拟环境中安装软件包的powerhell。

#安装pandas软件包
pip install pandas #也可以指定版本。
pip install pandas=1.2

适用于Windows和Linux用户：

使用以下命令检查哪些库存在于虚拟环境中。

# 适用于Linux和Windows用户。
pip list# 适用于Linux和Windows用户。
pip show <package_name>

一旦完成了虚拟环境的工作，可以使用以下命令停用现有的虚拟环境。

deactivate

像pipenv一样，venv也可以创建文本文件并使用现有的文件在虚拟环境中安装软件包。

用命令生成文本文件。文件名是requirements.txt。

# 创建requirment.txt
pip freeze > requirements.txt

命令在环境中使用文本文件（在例子中是requirements.txt）来安装库。

pip install -r requirment.txt

以上已经完成了使用venv创建虚拟环境的所有基本命令。

⚡Virtualenv⚡

Virtualenv也用于创建一个虚拟环境，它是venv模块下的标准库的一个子集，要使用它需要较高版本的python 3.3或以上。它创建的环境有安装目录，不与其他虚拟环境共享库。Linux和windows的命令如下。

适用于Linux用户：

通过运行命令安装virtualenv：

pip install virtualenv

导航到想创建虚拟环境的目录。

使用virtualenv创建一个虚拟环境，使用以下命令：

virtualenv <env_name>

用虚拟环境名称替换<env_name>。

激活虚拟环境：

# 用虚拟环境名称替换`<env_name>`
source <env_name>/bin/activate

要检查虚拟环境是否在运行，请使用以下命令：

source activate

停用虚拟环境:

deactivate

适用于Windows用户：

通过运行命令安装virtualenv：

pip install virtualenv

导航到想创建虚拟环境的目录。

使用virtualenv创建一个虚拟环境，使用以下命令：

virtualenv <env_name>

用虚拟环境名称替换<env_name>。

激活虚拟环境：

# 用虚拟环境名称替换`<env_name>`
<env_name>\Scripts\activate.bat

检查虚拟环境是否正在运行，使用以下命令：

activate

停用虚拟环境：

deactivate

如果虚拟环境已经被激活，将会在括号里看到它的名字。请看下面的例子。

(venv) C:users/username/<project_name>见下面的例子。

abhishek是指虚拟环境名称，demo代表你项目的文件夹名称。

⚡Conda⚡

Conda是一个开源的软件包和环境管理系统，它主要用于数据科学和科学计算。它可以有效地为每个项目创建一个隔离的环境，避免冲突。它同时支持Python和非python的软件包。该命令在Linux和windows下都是一样的，有些可能有所不同。

下面将解释使用conda的命令。

1)要创建一个具有全局版本的虚拟环境。

2)使用特定的Python版本创建一个虚拟环境。下面给出了两者的命令。

--create uing python global version that is currently installed in your system.conda create --name <env_name>--create using specific version of pythonconda create --name <env_name> python=3.2

这里的"<env_name>"是指虚拟环境的名称。

使用conda命令激活虚拟环境。

#activate virtual environment using conda.
conda activate <env_name>

这里的<env_name>是指虚拟环境的名称。

在虚拟环境中使用conda安装软件包。

conda install package_name

将“package_name”替换为项目所需的软件包名称。

使用conda从虚拟环境中卸载软件包。

conda uninstall package_name

将package_name替换为软件包名称，请看上面代码块中的一个例子以获得更好的理解。

检查虚拟环境中安装了哪些python包：

conda list

上面写的命令将显示所有安装在环境中的软件包以及它们的版本。

查看在特定环境中安装的软件包，请使用以下命令：

conda list --name env_name

用虚拟环境名称替换env_name。

用命令在conda中生成packages.txt文件，packages.txt与requirement.txt类似：

conda list --export > packages.txt

下面的命令将有助于安装packages.txt文件中定义的库。

conda install --file packages.txt

结语

以上是本文介绍的4种可以用于为项目创建虚拟环境的方法。可以根据具体情况使用任何一种方法来创建虚拟环境。