Python 虛擬環境基本操作指令

Python 虛擬環境基本操作指令

這是一組 Python 虛擬環境 (venv) 的基本操作指令，用來在不同專案中隔離套件，確保每個專案使用獨立的 Python 環境，避免相互影響。

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1. 每個指令的詳細說明

(1) 建立虛擬環境

python -m venv myenv  # 建立環境

• python -m venv myenv：使用 Python 內建的 venv 模組，在當前目錄建立名為 myenv 的虛擬環境。
• myenv 是環境的資料夾名稱，可以自訂，例如 project_env。

🔹 venv 作用：

• 在 myenv 目錄內，會建立一個獨立的 Python 環境，包括：
  • 獨立的 Python 可執行檔（python）。
  • 獨立的 pip，用來安裝專案所需的套件。
  • 與系統 Python 隔離，避免影響全局安裝的套件。

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(2) 啟動虛擬環境

Linux / macOS：

source myenv/bin/activate

Windows：

myenv\Scripts\activate

🔹 啟動環境後的變化：

• 命令提示符（terminal / cmd / PowerShell）會變成 (myenv)，表示目前處於該虛擬環境。
• 在此環境內執行 python 和 pip，只會影響 myenv 內的套件，不會影響系統 Python。

例如啟動後：

(myenv) $ python --version
Python 3.11.2  # 這可能是獨立的 Python 版本
(myenv) $ pip list

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(3) 安裝 Python 套件

pip install requests  # 安裝 requests 套件

• pip 是 Python 的套件管理工具，requests 是用來發送 HTTP 請求的套件。
• pip 會在 myenv 內安裝 requests，不影響全局 Python。

安裝後可以用 pip list 檢查已安裝套件

(myenv) $ pip list
Package    Version
---------- -------
requests   2.31.0
pip        23.0.1
setuptools 65.5.0

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(4) 匯出已安裝的套件

pip freeze > requirements.txt

• pip freeze：列出目前環境中安裝的所有套件及其版本。
• > requirements.txt：將輸出結果儲存到 requirements.txt 檔案中，方便其他人或其他環境復原相同的套件。

requirements.txt 內容示例

requests==2.31.0
numpy==1.24.3
pandas==1.5.3

🔹 這個檔案的重要性：

• 讓其他人可以快速重現相同的環境。
• 讓自己換電腦時，可以快速安裝相同的套件。

如何使用 requirements.txt 安裝相同套件？

pip install -r requirements.txt

這樣可以自動安裝 requirements.txt 裡列出的所有套件。

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(5) 離開虛擬環境

deactivate

• deactivate 用來退出虛擬環境，回到系統 Python。
• 結束後，命令提示符會恢復原本狀態，環境變數也會恢復。

例如：

(myenv) $ deactivate
$ python --version
Python 3.10.12  # 這是系統 Python，而不是 `myenv` 的 Python

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2. 為什麼需要虛擬環境？

🔹 問題：如果不使用虛擬環境，會發生什麼？

• 不同專案的相依性衝突

  • 假設你有兩個專案：
    1. Project A 需要 Django 3.2
    2. Project B 需要 Django 4.2
  • 如果用 全局 Python 安裝，它們會互相覆蓋，導致其中一個專案無法執行。

• 污染全局 Python

  • 在系統 Python 上安裝大量套件，可能導致不必要的混亂，甚至影響其他系統應用程式。

• 環境不一致

  • 你在本機電腦可以執行的程式，換到伺服器可能會因為環境不同而無法運行。
  • 使用 venv 可以確保開發環境、測試環境、正式環境都是一致的。

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3. 使用虛擬環境的最佳實踐

✅ 每個專案都應該有自己的虛擬環境

在不同專案夾內建立對應的 venv：

cd my_project
python -m venv venv
source venv/bin/activate

這樣確保不同專案的 Python 環境彼此獨立。

✅ 使用 requirements.txt 或 Pipfile 管理依賴

開發時，定期更新 requirements.txt：

pip freeze > requirements.txt

之後可以在新環境快速還原：

pip install -r requirements.txt

✅ 不在全局安裝不必要的套件

永遠在虛擬環境內安裝套件，避免污染系統環境。

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4. venv 與 virtualenv、pipenv 的比較

	venv	virtualenv	pipenv
內建 Python	✅ 是 (Python 3.3+ 內建)	❌ 需額外安裝	❌ 需額外安裝
跨 Python 版本	❌ 只支援當前 Python	✅ 支援多版本	✅ 可自動管理 Python 版本
需求檔案格式	requirements.txt	requirements.txt	Pipfile + Pipfile.lock
適合對象	一般開發者，輕量專案	需要跨版本支援	團隊開發，完整環境管理

如果你是初學者或個人開發者，venv 夠用了。
如果你需要更強大的環境管理，可以考慮 virtualenv 或 pipenv。

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5. 總結

• venv 是 Python 內建的虛擬環境工具，可讓不同專案使用獨立的 Python 環境。
• python -m venv myenv 建立環境，source myenv/bin/activate 啟動環境。
• pip install 安裝套件，pip freeze > requirements.txt 匯出依賴。
• deactivate 退出環境，回到系統 Python。
• 透過 venv，避免相依性衝突、污染全局環境，確保環境一致性。

這樣，你的 Python 開發環境就能更乾淨、可控，讓每個專案獨立運行！ 🚀