为什么要使用虚拟环境？

想象一下，你有两个乐高项目：一个是千年隼号，另一个是霍格沃茨城堡。

  • 千年隼号需要很多灰色、白色的特殊零件。
  • 霍格沃茨城堡则需要很多棕色、黄色的砖块。

如果你把所有零件都倒在一个大箱子里，会发生什么？当你拼装千年隼时，可能会错拿城堡的零件；当你想把城堡的零件分享给朋友时，却很难从大箱子里把它们都找出来。这简直是一场灾难！

Python 也是如此：

  • 项目 A（千年隼）可能需要 requests 库的 2.25.0 版本。
  • 项目 B（霍格沃茨）可能需要 requests 库的另一个版本 2.28.0。

如果你把所有库（零件）都安装在全局的 Python 环境（大箱子）里，这两个项目就会发生冲突，导致一个（或两个都）无法正常运行。

虚拟环境就是为了解决这个问题而生的。它就像是为每个项目准备一个独立的零件盒。

  • 千年隼号的零件放在“千年隼专用盒”里。
  • 霍格沃茨城堡的零件放在“霍格沃茨专用盒”里。

这两个盒子互不干扰，完美隔离。在 Python 中，venv 就是创建这种“独立零件盒”的官方工具。

确认你的Python已就绪

在开始之前，请确保你已经在 Windows 上安装了 Python。

最重要的提示： 在安装 Python 时，请务必勾选 “Add Python to PATH” 选项。这会让后续操作方便很多。

安装完成后，打开 PowerShell（在开始菜单搜索 “PowerShell” 并打开）或 CMD，输入以下命令来验证：

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python --version

pip --version

如果你能看到版本号输出，那么恭喜你，准备工作完成！

版本号截图

经典方式：使用 venv 模块

这是 Python 内置的标准方法，我们先从它开始。

步骤 1：创建项目文件夹并进入

首先，为你未来的项目创建一个文件夹。比如，我们创建一个名为 my-python-project 的文件夹，然后通过命令行进入它。

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mkdir E:\my-python-project
cd E:\my-python-project

步骤 2：创建虚拟环境

在项目文件夹内，运行以下命令来创建一个虚拟环境。我们通常将虚拟环境文件夹命名为 .venv（前面的点表示它是一个隐藏文件夹，这是一种约定俗成的做法）。

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python -m venv .venv
  • python -m venv: 表示“嘿，Python，请运行你的 venv 模块”。
  • .venv: 这是我们要创建的虚拟环境文件夹的名字。

命令执行完后，你会发现项目文件夹里多了一个名为 .venv 的子文件夹。这里面存放了一个迷你的、独立的 Python 解释器和相关工具。

新创建的 .venv 文件夹

步骤 3：激活虚拟环境

环境创建好了，但它还处于“休眠”状态。我们需要“激活”它，才能开始使用。在 PowerShell 中，运行：

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.\.venv\Scripts\activate

激活成功后，你会看到命令行提示符的前面多了一个 (.venv) 的前缀。这告诉你：“当前你正处于 .venv 这个虚拟环境中！”

进入虚拟环境

提示： 如果你使用的是旧版的 CMD，激活命令是 \.venv\Scripts\activate.bat。但我们更推荐使用 PowerShell。

步骤 4：在虚拟环境中安装库

现在，我们可以放心地安装“零件”了。比如，我们安装一个非常流行的网络请求库 requests。

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pip install requests

这个 requests 库只会被安装到 .venv 这个“零件盒”里，不会污染你的全局 Python 环境。

你可以用 pip list 来查看当前环境中安装了哪些库。你会看到 requests 和它的一些依赖库，但不会看到你全局环境中安装的其他库。

步骤 5：退出虚拟环境

当你完成了在这个项目上的工作，想要回到全局环境时，只需输入：

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deactivate

你会发现，命令行前面的 (.venv) 前缀消失了，一切又回到了最初的样子。

与 VSCode 梦幻联动（？

每次都手动敲命令激活环境是不是有点麻烦？别怕，强大的代码编辑器 Visual Studio Code (VSCode) 可以让这个过程自动化！

步骤 1：安装 Python 扩展

在 VSCode 中，进入扩展市场（侧边栏的积木图标），搜索并安装由 Microsoft 提供的官方 Python 扩展。

VSCode 扩展市场中的 Python

步骤 2：用 VSCode 打开项目文件夹

使用 VSCode 的 File -> Open Folder...，选择我们之前创建的 my-python-project 文件夹。

步骤 3：选择 Python 解释器

打开文件夹后，VSCode 通常会非常智能地检测到 .venv 文件夹，并弹出一个提示，询问你是否要使用这个环境。点击“是”即可。

如果错过了弹窗，也可以手动选择：

  1. 按 Ctrl+Shift+P 打开命令面板。
  2. 输入并选择 Python: Select Interpreter。
  3. 在弹出的列表中，选择带有 ('.venv': venv) 标识的那个解释器。

VSCode 解释器列表

步骤 4：神奇的自动激活！

选择好解释器后，最神奇的事情发生了！点击 VSCode 菜单栏的 Terminal -> New Terminal 打开一个新的集成终端。你会发现，它已经自动帮你激活了 .venv 环境！

VSCode 终端

从此以后，只要你在 VSCode 中为这个项目工作，打开的任何新终端都会是激活好的状态，你再也不用手动敲 .\.venv\Scripts\activate 了！

认识下一代工具 uv

venv 和 pip 是经典组合，但现在有了一个更快、更现代的工具——uv。它由 ruff 的作者开发，号称可以替代 pip、pip-tools 和 venv，并且速度极快。

步骤 1：安装 uv

在 PowerShell 中，使用以下命令安装 uv：

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irm https://astral.sh/uv/install.ps1 | iex

步骤 2：使用 uv 创建和管理环境

uv 的命令非常简洁：

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uv venv
.\.venv\Scripts\activate
uv pip install requests
uv pip list

uv 的最大优势在于其惊人的速度，尤其是在安装包含许多依赖的复杂库时，你会体验到肉眼可见的提升。对于追求效率的开发者来说，它是一个非常值得尝试的新工具。

管理你的项目依赖

当你和他人协作，或者需要将项目部署到另一台电脑上时，如何确保他们的环境和你的一模一样呢？答案是 requirements.txt 文件。

  1. 生成依赖列表：
    在已激活的虚拟环境中，运行：

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    # 使用 pip
    pip freeze > requirements.txt

    # 或者使用 uv
    uv pip freeze > requirements.txt

    这个命令会将当前环境中所有已安装的库及其版本号，都记录到 requirements.txt 文件里。

  2. 从列表安装依赖：
    当你的同事拿到你的项目后，他们只需创建并激活自己的虚拟环境，然后运行：

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    # 使用 pip
    pip install -r requirements.txt

    # 或者使用 uv
    uv pip install -r requirements.txt

    这样，他们就能一键安装所有和你项目完全一致的依赖库了！

掌握虚拟环境，是你从 Python 新手迈向专业开发者的关键一步。现在，去为你的项目创建它的第一个零件盒吧！