如何在 Windows 上安装 virtualenv 20.25.0

简介

本教程将指导您如何在 windows 系统上安装 virtualenv 20.25.0。virtualenv 是一个创建隔离的 Python 环境的工具，可以让您在同一台计算机上隔离不同项目的 Python 依赖，避免版本冲突。与 pyenv 不同，virtualenv 主要关注依赖隔离，而不是 Python 解释器版本管理。它是 Python 开发中最常用的工具之一，特别适合需要为不同项目维护不同依赖版本的开发者。

前置要求

Windows 操作系统
稳定的网络连接
管理员权限
已安装的 Python（推荐 Python 3.6 或更高版本）
pip（Python 包管理器，通常随 Python 一起安装）
基本的命令行操作知识
Windows 7 或更高版本

安装方法

使用pip安装

使用Python包管理器pip安装virtualenv是最常见和推荐的方法，适用于所有操作系统。

1. 安装Python

python --version

如果命令返回版本号，说明Python已经安装。如果未安装，请从Python官方网站下载并安装Python：https://www.python.org/downloads/

2. 确认pip已安装

pip --version

如果命令返回版本号，说明pip已经安装。如果未安装，您可以按照Python官方文档安装pip：https://pip.pypa.io/en/stable/installation/

3. 使用pip安装virtualenv

pip install virtualenv==20.25.0

您可以指定版本号（如`pip install virtualenv==20.25.0`）或者安装最新版本（`pip install virtualenv`）。

4. 验证安装

virtualenv --version

如果命令返回版本号，说明virtualenv已成功安装。

从源码安装

从源码安装可以获取最新的开发版本或特定版本，适用于所有操作系统。

1. 安装Git（如果尚未安装）

在Windows上下载并安装Git：https://git-scm.com/download/win

如果已经安装了Git，可以跳过此步骤。

2. 克隆virtualenv仓库

git clone https://github.com/pypa/virtualenv.git

这将创建一个名为virtualenv的目录，包含virtualenv的源代码。

3. 切换到指定版本

cd virtualenv && git checkout 20.25.0

如果不需要特定版本，可以使用主分支的最新代码。

4. 从源码安装

pip install -e .

`-e`参数表示以可编辑模式安装，这样可以直接修改源代码并立即看到效果，适合开发者。

5. 验证安装

virtualenv --version

如果命令返回版本号，说明virtualenv已成功安装。

验证安装

1. 检查版本

virtualenv --version

验证virtualenv已成功安装并检查版本。

2. 创建虚拟环境

virtualenv test_env

这将在当前目录下创建一个名为test_env的虚拟环境。

3. 激活虚拟环境

source test_env/bin/activate  # Linux/macOS
test_env\Scripts\activate  # Windows

激活后，命令提示符前面会显示(test_env)，表示当前在虚拟环境中。

4. 验证Python解释器

which python  # Linux/macOS
where python  # Windows
python --version

命令应该显示虚拟环境中的Python路径，而不是系统的Python路径。

5. 安装测试包

pip install requests

在虚拟环境中安装一个包来测试pip是否正常工作。

6. 退出虚拟环境

deactivate

退出虚拟环境，回到系统的Python环境。

基本使用示例

创建虚拟环境

创建一个新的Python虚拟环境。

virtualenv myenv

这将在当前目录中创建一个名为myenv的虚拟环境。您可以将"myenv"替换为任何您喜欢的名称。

指定Python版本创建虚拟环境

使用特定版本的Python创建虚拟环境。

virtualenv -p python3.9 myenv

这将使用Python 3.9创建一个虚拟环境。您需要在系统上安装指定的Python版本。

激活虚拟环境（Linux/macOS）

在Linux或macOS上激活虚拟环境。

source myenv/bin/activate

激活后，您的命令提示符前应该出现(myenv)，表示您现在在虚拟环境中工作。

激活虚拟环境（Windows）

在Windows上激活虚拟环境。

myenv\Scripts\activate

在Windows上，激活脚本位于Scripts目录中。激活后，您的命令提示符前应该出现(myenv)。

在虚拟环境中安装包

在激活的虚拟环境中安装Python包。

pip install requests

这将仅在当前虚拟环境中安装requests包，不会影响系统的Python环境。

查看虚拟环境中安装的包

列出当前虚拟环境中安装的所有Python包。

pip list

这将显示当前虚拟环境中安装的所有Python包及其版本。

将依赖导出到requirements.txt

将当前虚拟环境的依赖导出到一个文件中，以便在其他环境中重现。

pip freeze > requirements.txt

这将创建一个requirements.txt文件，其中包含当前环境中所有安装的包及其精确版本。

从requirements.txt安装依赖

从requirements.txt文件安装所有依赖。

pip install -r requirements.txt

这将安装requirements.txt文件中列出的所有包及其指定版本。

退出虚拟环境

退出当前激活的虚拟环境。

deactivate

这将退出虚拟环境，回到系统的Python环境。您的命令提示符前的(myenv)标记将消失。

创建不继承系统包的虚拟环境

创建一个完全隔离的虚拟环境，不继承系统安装的包。

virtualenv --no-site-packages myenv

这将创建一个不包含系统安装的包的"干净"虚拟环境。注意：在较新版本的virtualenv中，这是默认行为，--no-site-packages标志已被弃用。

删除虚拟环境

删除一个不再需要的虚拟环境。

rm -rf myenv  # Linux/macOS
rmdir /s /q myenv  # Windows

虚拟环境只是一个目录，可以直接删除。确保您已经退出了虚拟环境（使用deactivate命令）。

常见问题

问题：virtualenv command not found

解决方案：确保软件已正确安装并添加到系统PATH中。可能需要重启终端或系统。

问题：安装过程中遇到权限错误

解决方案：确保您有管理员权限。在Windows上以管理员身份运行命令提示符，在Mac/Linux上使用sudo。

问题：创建虚拟环境时出现权限错误

解决方案：这可能是由于您没有足够的权限在指定目录创建虚拟环境。尝试在您有写入权限的目录中创建虚拟环境，或者使用管理员/sudo权限。

# 在有权限的目录中创建
cd ~/projects
virtualenv myenv

# 或使用sudo（不推荐用于常规使用）
sudo virtualenv /path/to/env

问题：激活虚拟环境后，仍然使用系统的 Python

解决方案：确保您正确激活了虚拟环境。在每个新的终端会话中，您都需要重新激活虚拟环境。您可以通过检查 Python 路径来验证是否使用了虚拟环境的 Python。

# 激活虚拟环境
# Windows
myenv\Scripts\activate

# macOS/Linux
source myenv/bin/activate

# 验证 Python 路径
which python  # macOS/Linux
where python  # Windows

问题：pip 安装包到了全局环境而不是虚拟环境

解决方案：确保虚拟环境已正确激活。激活后，命令提示符前应该有虚拟环境的名称（例如 (myenv)）。如果仍有问题，可以显式指定使用虚拟环境中的 pip。

# 显式使用虚拟环境的 pip
myenv/bin/pip install package_name  # macOS/Linux
myenv\Scripts\pip install package_name  # Windows

问题：virtualenv 安装失败，提示 "Command "python setup.py egg_info" failed"

解决方案：这通常是由于 pip 或 setuptools 版本过旧导致的。尝试更新这些包。

# 更新 pip 和 setuptools
pip install --upgrade pip setuptools

# 然后重新安装 virtualenv
pip install --upgrade virtualenv

使用技巧

为每个项目使用单独的虚拟环境

为每个Python项目创建单独的虚拟环境，这样可以避免依赖冲突，并使项目更加可移植。

在项目根目录中创建虚拟环境

通常在项目的根目录中创建虚拟环境（例如 `virtualenv venv`）。这样可以将虚拟环境与项目代码放在一起，使项目更加自包含。

将虚拟环境从版本控制中排除

在使用Git等版本控制系统时，将虚拟环境目录添加到.gitignore文件中，避免将大量的二进制文件和依赖包添加到仓库中。只需要包含requirements.txt文件即可。

使用Python 3的内置venv模块

Python 3.3+包含一个名为venv的内置模块，它提供了与virtualenv类似的功能。如果您使用的是Python 3，可以考虑使用 `python -m venv myenv` 来创建虚拟环境。

使用virtualenvwrapper简化管理

virtualenvwrapper是virtualenv的一个扩展，提供了更简单的命令来创建和管理虚拟环境。例如，使用 `mkvirtualenv` 创建环境，`workon` 切换环境。

在激活脚本中设置环境变量

您可以在虚拟环境的激活脚本中设置环境变量，使其在激活环境时自动设置。这对于配置数据库连接、API密钥等非常有用。

使用--system-site-packages选项

如果您需要访问系统安装的包，可以使用 `virtualenv --system-site-packages myenv` 创建虚拟环境。这在某些情况下可能很有用，例如当系统包难以在虚拟环境中重新安装时。

定期更新pip和setuptools

在虚拟环境中定期运行 `pip install --upgrade pip setuptools` 来更新这些核心工具，以确保您可以使用最新的功能和修复。

使用pip-tools管理依赖

pip-tools提供了更强大的依赖管理功能，包括精确锁定版本和依赖解析。可以使用 `pip install pip-tools` 安装，然后使用 `pip-compile` 和 `pip-sync` 命令。

结合pyenv使用

pyenv和virtualenv可以结合使用，允许您为不同项目使用不同版本的Python解释器和不同的依赖包。pyenv-virtualenv插件使这种集成更加无缝。

总结

恭喜！您已成功安装了 virtualenv 20.25.0，并了解了如何创建和管理隔离的 Python 环境。使用 virtualenv，您可以为每个项目创建独立的 Python 环境，避免依赖冲突，使项目更加可靠和可维护。虚拟环境也是 Python 开发的最佳实践之一，能够帮助您保持系统 Python 环境的整洁，并确保项目的一致性和可重现性。随着您继续学习 Python 开发，virtualenv 将成为您工具箱中不可或缺的一部分。