36虚拟环境

Python 虚拟环境是一套**独立隔离的 Python 运行环境管理机制**，核心作用是为不同项目构建专属的 “依赖容器”，避免项目间的库版本冲突、Python 版本冲突，同时保持全局环境的整洁。

对于任何规模的 Python 开发，虚拟环境都是不可或缺的基础工具。

## 概述

虚拟环境并非 “模拟的环境”，而是通过**环境变量重定向**和**目录隔离**实现的 “真实独立环境”：

- 当创建虚拟环境时，会生成一个独立目录（通常叫 venv 或自定义名称），里面包含完整的 Python 解释器（python.exe/python3）、包管理器（pip），以及专门存放第三方库的 site-packages 文件夹。
- 激活虚拟环境后，系统会临时修改 PATH 环境变量，让 python、pip 等命令优先指向这个独立目录里的工具，确保操作只对当前环境生效。
- 退出环境后，PATH 恢复原状，回到全局环境或其他环境。

## 主流虚拟环境工具

Python 生态有多种虚拟环境工具，各有侧重，选择时可根据项目需求匹配：

| 工具           | 特点与适用场景                                               | 推荐指数 |
| -------------- | ------------------------------------------------------------ | -------- |
| **venv**       | Python 3.3+ 内置（无需额外安装），轻量简单，功能基础。适合新手、简单项目、快速创建环境。 | ★★★★★    |
| **virtualenv** | 第三方工具，支持 Python 2.x 和 3.x，可指定任意 Python 版本。适合需要兼容老项目（如 Python 2）的场景。 | ★★★★     |
| **conda**      | 跨语言环境管理工具（支持 Python/R 等），能处理非 Python 依赖（如数据科学中的 C 库）。适合数据分析、机器学习项目。 | ★★★★     |
| **poetry**     | 集虚拟环境、依赖管理、打包发布于一体，自动生成标准化配置文件。适合需要发布的开源项目、团队协作项目。 | ★★★★     |
| **pipenv**     | 整合虚拟环境与依赖管理，替代 requirements.txt 为 Pipfile。适合追求现代依赖管理方式的项目。 | ★★★      |

## venv

**创建虚拟环境**

```cmd
python -m venv venv
```

创建一个名为 venv 的虚拟环境。

使用tree命令查看当前路径：

```txt
└─venv
    ├─Include
    ├─Lib
    │  └─site-packages
    │      ├─pip
    │      │  ├─_internal
    │      │  │  ├─cli
    │      │  │  │  └─__pycache__
    │      │  │  ├─commands
    │      │  │  │  └─__pycache__
    │      │  │  ├─distributions
    │      │  │  │  └─__pycache__
    │      │  │  ├─index
    │      │  │  │  └─__pycache__
    │      │  │  ├─locations
    │      │  │  │  └─__pycache__
    │      │  │  ├─metadata
    │      │  │  │  ├─importlib
    │      │  │  │  │  └─__pycache__
    │      │  │  │  └─__pycache__
    │      │  │  ├─models
    │      │  │  │  └─__pycache__
    │      │  │  ├─network
    │      │  │  │  └─__pycache__
    │      │  │  ├─operations
    │      │  │  │  ├─build
    │      │  │  │  │  └─__pycache__
    │      │  │  │  ├─install
    │      │  │  │  │  └─__pycache__
    │      │  │  │  └─__pycache__
    │      │  │  ├─req
    │      │  │  │  └─__pycache__
    │      │  │  ├─resolution
    │      │  │  │  ├─legacy
    │      │  │  │  │  └─__pycache__
    │      │  │  │  ├─resolvelib
    │      │  │  │  │  └─__pycache__
    │      │  │  │  └─__pycache__
    │      │  │  ├─utils
    │      │  │  │  └─__pycache__
    │      │  │  ├─vcs
    │      │  │  │  └─__pycache__
    │      │  │  └─__pycache__
    │      │  ├─_vendor
    │      │  │  ├─cachecontrol
    │      │  │  │  ├─caches
    │      │  │  │  │  └─__pycache__
    │      │  │  │  └─__pycache__
    │      │  │  ├─certifi
    │      │  │  │  └─__pycache__
    │      │  │  ├─dependency_groups
    │      │  │  │  └─__pycache__
    │      │  │  ├─distlib
    │      │  │  │  └─__pycache__
    │      │  │  ├─distro
    │      │  │  │  └─__pycache__
    │      │  │  ├─idna
    │      │  │  │  └─__pycache__
    │      │  │  ├─msgpack
    │      │  │  │  └─__pycache__
    │      │  │  ├─packaging
    │      │  │  │  ├─licenses
    │      │  │  │  │  └─__pycache__
    │      │  │  │  └─__pycache__
    │      │  │  ├─pkg_resources
    │      │  │  │  └─__pycache__
    │      │  │  ├─platformdirs
    │      │  │  │  └─__pycache__
    │      │  │  ├─pygments
    │      │  │  │  ├─filters
    │      │  │  │  │  └─__pycache__
    │      │  │  │  ├─formatters
    │      │  │  │  │  └─__pycache__
    │      │  │  │  ├─lexers
    │      │  │  │  │  └─__pycache__
    │      │  │  │  ├─styles
    │      │  │  │  │  └─__pycache__
    │      │  │  │  └─__pycache__
    │      │  │  ├─pyproject_hooks
    │      │  │  │  ├─_in_process
    │      │  │  │  │  └─__pycache__
    │      │  │  │  └─__pycache__
    │      │  │  ├─requests
    │      │  │  │  └─__pycache__
    │      │  │  ├─resolvelib
    │      │  │  │  ├─resolvers
    │      │  │  │  │  └─__pycache__
    │      │  │  │  └─__pycache__
    │      │  │  ├─rich
    │      │  │  │  └─__pycache__
    │      │  │  ├─tomli
    │      │  │  │  └─__pycache__
    │      │  │  ├─tomli_w
    │      │  │  │  └─__pycache__
    │      │  │  ├─truststore
    │      │  │  │  └─__pycache__
    │      │  │  ├─urllib3
    │      │  │  │  ├─contrib
    │      │  │  │  │  ├─_securetransport
    │      │  │  │  │  │  └─__pycache__
    │      │  │  │  │  └─__pycache__
    │      │  │  │  ├─packages
    │      │  │  │  │  ├─backports
    │      │  │  │  │  │  └─__pycache__
    │      │  │  │  │  └─__pycache__
    │      │  │  │  ├─util
    │      │  │  │  │  └─__pycache__
    │      │  │  │  └─__pycache__
    │      │  │  └─__pycache__
    │      │  └─__pycache__
    │      └─pip-25.2.dist-info
    │          └─licenses
    │              └─src
    │                  └─pip
    │                      └─_vendor
    │                          ├─cachecontrol
    │                          ├─certifi
    │                          ├─dependency_groups
    │                          ├─distlib
    │                          ├─distro
    │                          ├─idna
    │                          ├─msgpack
    │                          ├─packaging
    │                          ├─pkg_resources
    │                          ├─platformdirs
    │                          ├─pygments
    │                          ├─pyproject_hooks
    │                          ├─requests
    │                          ├─resolvelib
    │                          ├─rich
    │                          ├─tomli
    │                          ├─tomli_w
    │                          ├─truststore
    │                          └─urllib3
    └─Scripts
```

site-packages：存放当前环境的第三方库。

**激活虚拟环境**

激活后，终端会显示环境名（如 (venv)），表示当前操作仅对该环境生效：

| 系统 / 终端             | 激活命令                                              |
| ----------------------- | ----------------------------------------------------- |
| Windows CMD             | venv\Scripts\activate.bat                             |
| Windows PowerShell      | .\venv\Scripts\Activate.ps1                           |
| macOS/Linux（Bash/Zsh） | source venv/bin/activate（简写：. venv/bin/activate） |

输入相应激活命令之后，会进入虚拟环境：

```txt
(venv) S:\Python\newproject>   
```

**使用虚拟环境**

直接pip安装所使用的库即可。

```cmd
pip install 第三方库名 -i <国内pip下载源>
```

**退出虚拟环境**

```cmd
# 所有系统通用
deactivate
```

**删除虚拟环境**

直接删除环境目录即可（无残留）

```cmd
# Windows：在文件管理器删除 venv 文件夹，或用命令
rmdir /s /q venv

# macOS/Linux：
rm -rf venv
```