Python 建立虛擬開發環境 Virtualenv

分享給大家在Windows開發Python時，要如何快速建立新的環境，且每個環境之間都是互相獨立，套件之間的版本部會互相干擾，同時不同環境還可以選擇不同Python版本進行開發。

● 簡述 (Introduction)

在Windows上開發Python時，相信一定很多人都會遇到一個痛點，就是到底要怎麼樣讓Python版本與不同版本的套件相容於我的開發環境內呢?這邊會為大家介紹一套很方便且簡單的環境切換套件(virtualenv)，不但可以在電腦內建立多個虛擬開發環境，同時在虛擬環境內還可以分別使用不同Python版本，是不是很方便呢！

● virtualenv介紹

virtualenv為一套虛擬環境建置套件，那什麼是虛擬套件呢? 虛擬套件可以想像成我一台電腦內可以同時存在多個開發環境，且每個虛擬環境都是互相獨立，互不干擾。舉例來說：

1. 虛擬環境(1)=> Python3.6.8，安裝numpy 1.21.2版
2. 虛擬環境(2) => Python3.7.9，安裝numpy 1.16.5版

由上述說明可以發現，可以讓每個專案擁有自己的python版本和其所需的套件，即使在同一台機器上運行也不會互相影響。而建立虛擬環境的套件當然不只有virtualenv，例如Anaconda、Docker也都是，但我比較不推薦Anaconda是因為其環境較肥，且操作較為麻煩；而Docker操作稍微進階，有興趣的人可以參考我寫的Docker新手入門；故筆者為大家介紹好用的virtualenv強大之處。

● 建立虛擬環境

筆者這邊會從一台全新尚未安裝任何套件的方式為各位介紹，這次會用到的套件/軟體如下：

1. Windows命令題是字元
2. Visual Studio Code
3. python 
4. virtualenv

以下將一步一步交各位如何安裝與操作。

1. 檢查Python是否安裝

$ python --verison

如果有安裝過Python應該會顯示安裝版本號。如未安裝請先安裝Python。

2. 安裝Python

安裝Python方法請先至Python官網下載，內有許多Python版本可以選擇，筆者自己是安裝了三個版本：Python3.8.9 / Python3.7.9 / Python3.6.8，因為日後我就可以在我的虛擬環境內選擇我想要的Python與套件進行搭配。

Python官網：https://www.python.org/

3. 檢查Python是否安裝成功

$ python --verison

顯示python版本

4. 安裝virtualenv (建立虛擬環境套件)

開啟CMD (Windows命令題是字元)，並輸入以下命令

# pip3 install — upgrade pip
$ pip3 install virtualenv

安裝完成後檢查virtualenv是否安裝成功。

$ pip3 list

如果再pip3 list有顯示出virtualenv表示安裝成功。

5. 創建虛擬環境

由於日後可能會建立多個虛擬環境，為了方便管理，我會在D槽下建立一個virtualenv資料夾來讓以後建立的虛擬環境統一存取於此。

透過CMD (Windows命令題是字元)將路徑切換至D:\virtualenv內

$ cd /d D:\virtualenv

這時就可以在這層資料夾內建立我們想要的虛擬環境(不指定Python版本，此方法會將PATH環境變數內的Python版本指到virtualenv內)。

# virtualenv 為建立虛擬環境指令 
# EnvName01為變數，即為你要取名的環境名稱
$ virtualenv EnvName01

若要指定虛擬環境內的版本，可以修改指令為下，即可將指定的Python版本指到virtualenv內部。

# 最後的python版本可以自行修改，不過必須電腦有安裝的Python版本，未安裝會報ERROR
  
$ virtualenv EnvName01--python=python3.8
$ virtualenv EnvName01--python=python3.7  
$ virtualenv EnvName01--python=python3.6

6. 檢查虛擬環境是否創建成功

此時會發現在D:\virtualenv資料夾下，多了一個EnvName01的資料夾，即為剛剛已透過virtualenv建立了環境。

7. 進入virtualenv 環境

#將路徑指道剛剛建立的virtualenv資料夾的Scripts內 
$ cd /d D:\virtualenv\EnvName01\Scripts>
# 執行activate 
$ activate

進入環境內後會發現前面多了一個環境的名稱(EnvName01)，並可以下指令去查看虛擬環境內的Python版本 與 pip3的套件。

$ python --verison
$ pip3 list

這時候就可以在虛擬環境內部安裝你想要的套件。

8. 離開虛擬

deactivate

9. 將Visual Studio Code內切換到你的虛擬環境

(1)點選左下角，紅色框框

(2)點選Enter interpreter path

(3)Find…

(4)選到D:\virtualenv\EnvName01\Scripts\python.exe

(5)即可看到左下角已將開發環境切到該虛擬環境內，同時顯示該虛擬環境所引用的python版本

(6)你可以在VS Code內的TERMINAL下pip list即可以看到剛剛安裝的套件都存在於此虛擬環境內。

10. 刪除虛擬環境

刪除方法很簡單，指需要將D:\virtualenv內產生的虛擬環境資料夾直接刪除即可，是不是很簡單！

● 結語

透過virtualenv來建立虛擬環境，可以讓開發人員快速建立與切換其所需要的環境，提升整體開發速度與時間。不過virtualenv筆者認為僅較適合用於Windows內開法程式時使用，如愈在Linux內部署程時且採用不同環境時，仍建議採用另一種虛擬環境技術【Docker】，有興趣可以考我的文章Docker新手入門！