從零開始創建高效Python虛擬環境

Python虛擬環境是一個獨立的Python運行時環境，可以讓我們在同一台計算機上同時安裝多個Python版本，或者在同一Python版本上安裝不同的包，以避免版本衝突的問題。在本文中，我們將學習如何從零開始創建一個高效的Python虛擬環境，使你可以更好地管理你的Python項目。

一、安裝虛擬環境工具

為創建虛擬環境，我們需要使用虛擬環境工具。當前 Python 官方提供兩個虛擬環境管理工具：

1. venv

Python 3.3 以後版本自帶的虛擬環境工具，使用起來非常簡單。在終端輸入以下命令即可創建虛擬環境：

python -m venv my-env

其中 my-env 為虛擬環境的名稱，你可以自定義。

2. virtualenv

virtualenv 是 Python 安裝的一個獨立的包，無需管理員權限即可安裝。virtualenv 提供了更多的選項和功能。安裝命令如下：

pip install virtualenv

安裝完成後，在終端輸入以下命令即可創建虛擬環境：

virtualenv my-env

同樣，my-env 為虛擬環境的名稱，你可以自定義。

二、激活虛擬環境

在創建虛擬環境後，我們需要激活它以便在其中安裝包。我們可以通過以下命令來激活虛擬環境：

1. venv

Windows系統下：

my-env\Scripts\activate.bat

Linux或Mac系統下：

source my-env/bin/activate

2. virtualenv

Windows系統下：

my-env\Scripts\activate.bat

Linux或Mac系統下：

source my-env/bin/activate

使用激活命令後，終端窗口會顯示虛擬環境的名稱，表示已進入虛擬環境。在虛擬環境內，所有的 Python 命令和包管理操作都將在虛擬環境中進行。

三、安裝包和管理依賴

使用虛擬環境後，我們可以在其中安裝包和管理依賴。虛擬環境中的包和依賴是相互獨立且隔離的，不會影響其他虛擬環境或者全局 Python 環境。

1. 安裝包

在虛擬環境中安裝包的方式與在全局 Python 環境中安裝包的方式相同，使用 pip 命令即可。

pip install package-name

例如，在虛擬環境中安裝 Django：

pip install django

2. 導出依賴

導出依賴是為了後面在另外的虛擬環境或其他機器上部署時可以使用，讓我們的項目更加穩定和可遷移。

首先進入虛擬環境，在命令行下使用如下命令導出當前環境中的所有依賴包列表：

pip freeze > requirements.txt

該命令會將當前環境中所有的依賴包名稱及版本寫入 `requirements.txt` 文本文件中。

3. 安裝依賴

假設我們已經擁有一個 `requirements.txt` 文件，我們可以在新的環境中直接使用以下命令進行包的安裝：

pip install -r requirements.txt

該命令會自動安裝所有的依賴包以及對應的版本，從而使得我們可以在新的環境中繼續開展工作。

四、退出虛擬環境

退出虛擬環境非常簡單。在終端中輸入以下命令即可退出虛擬環境：

deactivate

退出虛擬環境後，我們會回到全局的 Python 環境。此時，我們可以再進入其他虛擬環境或者安裝和管理全局的 Python 包和依賴。

總結

本文通過venv和virtualenv展示了如何從零開始創建高效的Python虛擬環境，並介紹了如何安裝包和管理依賴。使用Python虛擬環境可以隔離不同項目的Python環境和依賴，使項目更加穩定、易於部署和管理，同時也提高了開發效率。

完整代碼如下：

# 創建虛擬環境（venv）
python -m venv my-env

# 創建虛擬環境（virtualenv）
pip install virtualenv
virtualenv my-env

# 激活虛擬環境（venv）
my-env\Scripts\activate.bat
source my-env/bin/activate

# 激活虛擬環境（virtualenv）
my-env\Scripts\activate.bat
source my-env/bin/activate

# 在虛擬環境中安裝包
pip install package-name

# 導出依賴
pip freeze > requirements.txt

# 在另一個虛擬環境中安裝依賴
pip install -r requirements.txt

# 退出虛擬環境
deactivate