前言

有使用 python 的話
應該都對 pip 不會感到陌生吧

但直接使用 pip install 的話
就會把 packages 都裝到全局環境(global environment)
若是不同的 project 有需要用到不同版本的 packages
把版本給換個兩遍就已經足以搞得世界大亂了

所以建立一個虛擬的運行環境
把不同 project 用到的 packages 分隔開來是很有必要的
venv 就是我們要用到的工具

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安裝 venv

如果你已經安裝了 python 3.3 或以上的版本
那麼恭喜你
你的 venv 工具已經被安裝好了

若你使用的 python 版本是 3.2 或以下的話
請考慮使用 virtualenv 或 conda 等第三方虛擬環境建立工具
這些就不包含在本篇了

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建立虛擬環境

首先，在你的 project 的根目錄(下簡稱為「根目錄」)下運行這句

python -m venv <path to store the virtual environment>

一般而言是建議把虛擬環境放置到根目錄的 venv 或是 .venv
上面的那句就會變得長成這樣

python -m venv .venv

等它跑完之後
你的虛擬環境就建立完成了

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啟用虛擬環境

在建立好之後還需要啟用你建立的虛擬環境
請根據你目前使用的操作系統來採取不同的動作
當你成功啟動虛擬環境後
你會在路徑的左側位置看到虛擬環境資料夾的名稱
就像這樣

然後在這個視窗運行的和 python 有關的指令
都會在這個虛擬環境中運行了

　

Windows

在 Windows
你可以選擇使用 cmd (command prompt)
或是 PowerShell 來啟動虛擬環境

cmd (command prompt)

在 cmd 運行這句指令(command)

.\<path to store the virtual environment>\Scripts\activate.bat

如果你的虛擬環境放了在根目錄的 .venv
你就可以在根目錄用 cmd 運行這句

.\.venv\Scripts\activate.bat

待它運行完後就成功在目前的視窗啟動虛擬環境了

　

PowerShell

使用 PowerShell 運行這句指令(command)

<path to store the virtual environment>\Scripts\Activate.ps1

如果你的虛擬環境放了在根目錄的 .venv
你就可以在根目錄用 PowerShell 運行這句

.\.venv\Scripts\Activate.ps1

待它運行完後就成功在目前的視窗啟動虛擬環境了

啟動錯誤

有些在跑完上面那句之後會看到一個類似這樣的錯誤

..venv\Scripts\Activate.ps1 : 因為這個系統上已停用指令碼執行，所以無
法載入 ….venv\Scripts\Activate.ps1 檔案。如
需詳細資訊，請參閱 about_Execution_Policies，網址為 https:/go.microsof
t.com/fwlink/?LinkID=135170。

這是因為 Windows 出於安全考慮
停用了不知名的 script 在 PowerShell 運行的能力
官方給出的解決方法是在 PowerShell 運行下面這句

Set-ExecutionPolicy -ExecutionPolicy RemoteSigned -Scope CurrentUser

這句的意思是允許運行本地建立的或是由可信發佈者建立的 script
只需要運行一次
之後就不會再被上面的錯誤給擋住了

如果你想更安全一點的話
也可以把這個權限更改限制到目前這個 PowerShell 視窗
就像這樣

Set-ExecutionPolicy -ExecutionPolicy RemoteSigned -Scope Process

不過這樣的話你下一次打開另一個 PowerShell 視窗時
又要再一次設置運行權限了

在設置完權限後再跑一次 activate script
就像這樣

.\.venv\Scripts\Activate.ps1

恭喜你成功啟動虛擬環境了

　

macOS / Linux

請使用 terminal 運行這句指令

source <path to store the virtual environment>/bin/activate

如果你的虛擬環境放了在根目錄的 .venv
那你就可以在根目錄運行這句

source ./.venv/bin/activate

待它運行完後就成功在目前的視窗啟動虛擬環境了

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安裝 packages 到虛擬環境

在啟動了虛擬環境後
你在這個視窗安裝的 python packages
就只會被安裝到目前的虛擬環境
不會影響到其他的虛擬環境或是全區環境

而安裝 packages 的方式也和平常一樣使用 pip 即可
下面是一個例子

pip install numpy

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退出虛擬環境

要退出也很簡單
把視窗直接關掉就可以了 ((不是
在虛擬環境運行這句就可以了

deactivate

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刪除虛擬環境

要刪除虛擬環境也非常簡單
直接把虛擬環境的資料夾刪除就可以了

比如說
如果我在根目錄運行了這句來建立虛擬環境

python -m venv .venv

我直接把根目錄內的 .venv 資料夾刪掉即可

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使用指定的 python 版本

除了可以隔離 packages
你也可以為你的虛擬環境設置使用指定的 python 版本
設置的方法也非常簡單
直接以你想使用的 python 版本來建立虛擬環境即可
當然，你需要先安裝好該 python 版本

比如說
你想使用 python 3.9 來建立虛擬環境
你可以運行下面這句命令

python3.9 -m venv .venv

　

Windows error

即便你安裝了該版本的 python
如果你是使用 Windows 的話
你也可能會看到這樣的錯誤

‘python3.9’ 不是內部或外部命令、可執行的程式或批次檔。

這可能是因為你使用了安裝檔來安裝 python
而經由安裝檔安裝的 python 可能會沒有帶着版本號的 python exe 檔
也就是沒有 python3.9.exe

如果你是 Windows 用戶的話
我更建議經由 Microsoft Store 來安裝 python
而不是從官網下載安裝檔來安裝
這樣可以避免這個問題

當然
你想要手動把 python.exe 重命名為 python3.9.exe 也都是可以的 =]

更換 python 版本

在虛擬環境內運行 python 指令
就會自動使用建立虛擬環境時使用的 python 版本
(其實是整個 python 執行檔都放到你的虛擬環境資料夾了

如果你想要更換虛擬環境內的 python 版本
你可以用你想要使用的版本運行 --upgrade 指令
比如說這樣

python3.10 -m venv --upgrade .venv

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結語

venv 是個非常方便的工具
python 自帶
語法簡單
容易上手

在學會了之後也能避免很多版本上的問題
和 conda 這些第三方的工具相比
它們都各有優勢
不論是從那個角度看
學了也沒壞的

祝各位不會再因版本衝突而煩惱 =P

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參考資料

https://docs.python.org/3/library/venv.html

https://zhuanlan.zhihu.com/p/341481537

https://geek-docs.com/python/python-ask-answer/406_python_how_to_specify_python_version_used_to_create_virtual_environment.html

https://learn.microsoft.com/zh-tw/powershell/module/microsoft.powershell.core/about/about_execution_policies?view=powershell-7.5

https://numpy.org/install

https://stackoverflow.com/questions/10218946/upgrade-python-in-a-virtual-environment

https://zhuanlan.zhihu.com/p/392040354