12.虚拟环境和包

12.1. 简介

Python 应用程序通常会使用不属于标准库的包和模块。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错误，或者应用程序可能使用库接口的过时版本编写。

这意味着一个 Python 安装可能无法满足每个应用程序的要求。如果应用程序 A 需要特定模块的 1.0 版，而应用程序 B 需要 2.0 版，则要求发生冲突，安装 1.0 或 2.0 版将导致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，其中包含特定版本的 Python 的 Python 安装，以及一些额外的包。

然后不同的应用程序可以使用不同的虚拟环境。为了解决前面的冲突需求示例，应用程序 A 可以拥有自己的安装了 1.0 版的虚拟环境，而应用程序 B 可以拥有另一个安装了 2.0 版的虚拟环境。如果应用程序 B 需要将库升级到版本 3.0，这不会影响应用程序 A 的环境。

12.2. 创建虚拟环境

用于创建和管理虚拟环境的模块称为 venv. venv通常会安装您可用的最新版本的 Python。如果您的系统上有多个 Python 版本，您可以通过运行python3或任何您想要的版本来选择特定的 Python 版本。

要创建虚拟环境，请确定要放置它的目录，并将venv模块作为具有目录路径的脚本运行：

python3 -m venv tutorial-env

如果 tutorial-env 目录不存在，这将创建它，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。

创建虚拟环境后，您可以激活它。

在 Windows 上，运行：

tutorial-env\Scripts\activate.bat

在Unix或MacOS上，运行：

source tutorial-env/bin/activate

（此脚本是为 bash shell 编写的。如果您使用 csh或fishactivate.csh shell ，则 activate.fish应该使用替代脚本。）

激活虚拟环境将更改您的 shell 提示以显示您正在使用的虚拟环境，并修改环境以便运行 python将为您提供特定版本的 Python 和安装。例如：

$ source ~/envs/tutorial-env/bin/activate 
(tutorial-env) $ python 
Python 3.5.1 (default, May 6 2016, 10:59:36) 
... 
>>> import sys 
>>> sys.path 
['', '/usr/local/lib/python35.zip', ...,
 '~/envs/tutorial-env/lib/python3.5/site-packages'] 
>>>

12.3  使用 pip 管理包

您可以使用名为pip的程序安装、升级和删除软件包 。默认情况下pip，将从 Python 包索引 < https://pypi.org > 安装包。您可以通过在 Web 浏览器中访问 Python 包索引来浏览它，或者您可以使用pip的有限搜索功能：

(tutorial-env) $ pip search astronomy 
skyfield - Elegant astronomy for Python 
gary - Galactic astronomy and gravitational dynamics. 
novas - The United States Naval Observatory NOVAS astronomy library 
astroobs - Provides astronomy ephemeris to plan telescope observations 
PyAstronomy - A collection of astronomy related tools for Python. 
...

pip有许多子命令：“search”、“install”、“uninstall”、“freeze”等。（请参阅安装 Python 模块指南以获取完整的文档pip。）

您可以通过指定包的名称来安装最新版本的包：

(tutorial-env) $ pip install novas 
Collecting novas 
  Downloading novas-3.1.1.3.tar.gz (136kB) 
Installing collected packages: novas 
  Running setup.py install for novas 
Successfully installed novas-3.1.1.3

您还可以通过提供包名称后跟==以及版本号来安装特定版本的包：

(tutorial-env) $ pip install requests==2.6.0 
Collecting requests==2.6.0 
  Using cached requests-2.6.0-py2.py3-none-any.whl 
Installing collected packages: requests 
Successfully installed requests-2.6.0

如果你重新运行这个命令，pip会注意到请求的版本已经安装并且什么都不做。您可以提供不同的版本号来获取该版本，或者您可以运行将包升级到最新版本：pip install --upgrade

pip install --upgrade
(tutorial-env) $ pip install --upgrade requests
Collecting requests
Installing collected packages: requests
  Found existing installation: requests 2.6.0
    Uninstalling requests-2.6.0:
      Successfully uninstalled requests-2.6.0
Successfully installed requests-2.7.0

pip uninstall后跟一个或多个包名称将从虚拟环境中删除包。

pip show将显示有关特定包的信息：

(tutorial-env) $ pip show requests 
--- 
Metadata-Version: 2.0 
Name: requests Version: 2.7.0 
Summary: Python HTTP for Humans. 
Home-page: http://python-requests.org 
Author: Kenneth Reitz 
Author-email: [email protected] 
License: Apache 2.0 
Location: /Users/akuchling/envs/tutorial-env/lib/python3.4/site-packages 
Requires:

pip list将显示虚拟环境中安装的所有包：

(tutorial-env) $ pip list 
novas (3.1.1.3) 
numpy (1.9.2) 
pip (7.0.3) 
requests (2.7.0) 
setuptools (16.0)

pip freeze将生成已安装软件包的类似列表，但输出使用预期的格式。一个常见的约定是将此列表放在一个文件中：pip installrequirements.txt

(tutorial-env) $ pip freeze > requirements.txt 
(tutorial-env) $ cat requirements.txt 
novas==3.1.1.3 
numpy==1.9.2 
requests==2.7.0

然后requirements.txt可以将其提交给版本控制并作为应用程序的一部分交付。然后，用户可以使用以下命令安装所有必要的软件包：install -r

(tutorial-env) $ pip install -r requirements.txt 
Collecting novas==3.1.1.3 (from -r requirements.txt (line 1)) 
... 
Collecting numpy==1.9.2 (from -r requirements.txt (line 2)) 
... 
Collecting requests==2.7.0 (from -r requirements.txt (line 3)) 
... 
Installing collected packages: novas, numpy, requests 
   Running setup.py install for novas 
Successfully installed novas-3.1.1.3 numpy-1.9.2 requests-2.7.0

pip有更多的选择。有关. _ _ pip当您编写了一个包并希望使其在 Python 包索引中可用时，请参阅分发 Python 模块指南。