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Ubuntu如何快速搭建Python开发环境?

下面我将为你提供一个从零开始、详细且现代化的完整指南,我们将采用目前社区最推荐的工具组合:pyenv + pip + venv + VS Code

Ubuntu如何快速搭建Python开发环境?-图1
(图片来源网络,侵删)

为什么选择这个组合?

  • pyenv: 用于精确管理多个 Python 版本,避免系统 Python 版本冲突,这是专业开发者的必备工具。
  • pip: Python 官方包管理器,用于安装第三方库。
  • venv: Python 内置的虚拟环境工具,用于为每个项目创建隔离的依赖环境,防止版本冲突。
  • VS Code: 免费、开源、轻量级但功能极其强大的编辑器,通过 Python 插件可以媲美专业 IDE。

第一步:更新系统并安装基础工具

在安装任何新软件之前,保持系统更新是一个好习惯。

# 1. 更新软件包列表
sudo apt update
# 2. 升级已安装的软件包
sudo apt upgrade -y
# 3. 安装一些基础的开发工具(如 git, make, build-essential 等)
sudo apt install -y make buildessential libssl-dev zlib1g-dev \
libbz2-dev libreadline-dev libsqlite3-dev wget curl llvm \
libncursesw5-dev xz-utils tk-dev libxml2-dev libxmlsec1-dev libffi-dev liblzma-dev

这些工具是编译和安装某些 Python 版本所必需的。


第二步:使用 pyenv 安装和管理 Python 版本

强烈不要直接使用 sudo apt install python3 来安装 Python,因为这样会污染系统环境,并且很难管理多个版本。pyenv 可以完美解决这个问题。

安装 pyenv

pyenv 的官方推荐安装方式是使用其安装脚本。

Ubuntu如何快速搭建Python开发环境?-图2
(图片来源网络,侵删)
curl https://pyenv.run | bash

这个脚本会自动完成以下操作:

  • 克隆 pyenv 仓库到 ~/.pyenv
  • 在你的 shell 配置文件(~/.bashrc, ~/.zshrc 等)中添加必要的配置
  • 重新加载 shell 配置

配置 Shell 环境

安装脚本会提示你重新打开终端或运行 exec "$SHELL",为了确保配置生效,请执行以下命令:

如果你使用的是 Bash (Ubuntu 默认):

echo 'export PYENV_ROOT="$HOME/.pyenv"' >> ~/.bashrc
echo 'command -v pyenv >/dev/null || export PATH="$PYENV_ROOT/bin:$PATH"' >> ~/.bashrc
echo 'eval "$(pyenv init -)"' >> ~/.bashrc
exec "$SHELL"

如果你使用的是 Zsh:

Ubuntu如何快速搭建Python开发环境?-图3
(图片来源网络,侵删)
echo 'export PYENV_ROOT="$HOME/.pyenv"' >> ~/.zshrc
echo 'command -v pyenv >/dev/null || export PATH="$PYENV_ROOT/bin:$PATH"' >> ~/.zshrc
echo 'eval "$(pyenv init -)"' >> ~/.zshrc
exec "$SHELL"

你可以通过 pyenv --version 来验证安装是否成功。

使用 pyenv 安装 Python

pyenv 可以安装官方发布的所有 Python 版本,我们可以先查看可用的版本,然后安装一个最新的稳定版。

# 查看所有可安装的 Python 版本
pyenv install --list
# 安装一个你想要的版本,Python 3.11.5
# 这一步会从源码编译,需要一些时间,请耐心等待
pyenv install 3.11.5
# 查看本地已安装的 Python 版本
pyenv versions
# 你会看到类似 * 3.11.5 (星号 * 表示当前全局使用的版本)
#      system

设置 Python 版本

pyenv 有三个级别的版本设置:

  • 全局版本: 设置为默认的 Python 版本。

    # 将 Python 3.11.5 设置为全局版本
    pyenv global 3.11.5

    现在在终端中输入 python --version,你应该会看到 Python 3.11.5

  • 本地版本: 为当前目录及其子目录设置 Python 版本,这是最常用的方式,可以实现项目级别的版本隔离。

    # 进入你的项目目录
    cd /path/to/your/project
    # 为这个项目设置 Python 版本
    pyenv local 3.11.5

    这会在你的项目目录下创建一个 .python-version 文件,以后每次你进入这个目录,pyenv 会自动切换到这个 Python 版本。

  • Shell 版本: 仅在当前终端会话中临时使用。

    pyenv shell 3.11.5

第三步:创建和使用虚拟环境

虚拟环境是项目的“沙盒”,可以确保每个项目的依赖库互不干扰。

创建虚拟环境

在你项目的根目录下,使用 Python 内置的 venv 模块创建一个名为 .venv 的虚拟环境文件夹。

# 确保你在项目目录下,pyenv local 已经设置了正确的 Python 版本
cd /path/to/your/project
# 创建虚拟环境
python -m venv .venv
  • python: pyenv 会自动使用当前目录或全局设置的 Python 版本。
  • -m venv: 表示以模块方式运行 venv
  • .venv: 是虚拟环境的文件夹名,你可以自定义,但 .venv 是一个常见的约定。

激活虚拟环境

创建完成后,你需要激活它才能使用。

source .venv/bin/activate

激活后,你的终端提示符前面会出现 (.venv),表示你已经进入了虚拟环境,在这个环境下,pythonpip 命令都会使用虚拟环境中的版本。

在虚拟环境中安装包

你可以使用 pip 安装项目所需的库了。强烈建议使用 pip -i 指定国内镜像源,以加速下载。

# 安装一个库,requests
pip install -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple requests
# 安装开发工具,如代码格式化工具 black
pip install -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple black
# 查看当前环境中已安装的包
pip list

生成依赖清单

为了方便其他开发者或在部署时复现你的环境,你需要生成一个 requirements.txt 文件。

pip freeze > requirements.txt

这个文件会列出所有已安装包及其精确版本。

退出虚拟环境

当你完成工作后,可以随时退出虚拟环境。

deactivate

你的终端提示符前的 (.venv) 会消失。


第四步:安装和配置 Visual Studio Code (VS Code)

VS Code 是目前最受欢迎的代码编辑器之一,对 Python 的支持非常出色。

安装 VS Code

最简单的方式是使用 Snap,这是 Ubuntu 官方推荐的软件包管理方式之一。

sudo snap install --classic code

--classic 参数允许 VS Code 访问系统资源(如你的文件系统)。

安装 Python 插件

打开 VS Code,点击左侧活动栏的 扩展 图标(或按 Ctrl+Shift+X),在搜索框中输入 Python,由 Microsoft 发布的插件,然后点击 安装

这个插件会自动检测到你通过 pyenvvenv 设置的 Python 环境,并提供强大的功能。

选择 Python 解释器

VS Code �要知道你想要使用哪个 Python 环境来运行代码。

  • Ctrl+Shift+P 打开命令面板。
  • 输入 Python: Select Interpreter 并回车。
  • 在弹出的列表中,你会看到多个选项:
    • /path/to/your/project/.venv/bin/python: 这就是你的项目虚拟环境,请务必选择它。
    • /home/your_user/.pyenv/versions/3.11.5/bin/python: 这是 pyenv 安装的 Python 版本。
    • /usr/bin/python3: 这是系统自带的 Python 版本。

选择你的项目虚拟环境 .venv,VS Code 状态栏会显示当前选定的 Python 版本。

创建并运行你的第一个 Python 文件

  1. 在 VS Code 中打开你的项目文件夹 (File > Open Folder...)。

  2. 创建一个新的文件,hello.py

  3. 输入以下代码:

    import requests
    print("Hello, Python World!")
    print(f"requests library version: {requests.__version__}")
  4. 运行代码

    • 在代码编辑器中,点击右上角的 播放按钮。
    • 或者右键点击编辑器,选择 在终端中运行 Python 文件
    • 或者使用快捷键 Ctrl+Alt+N

VS Code 会自动检测到你已经激活了虚拟环境(或者你手动选择了解释器),并使用该环境来运行脚本,输出结果会显示在底部的 终端 面板中。


第五步:可选但推荐的进阶配置

安装 Pylance

Pylance 是微软开发的一款高性能 Python 语言服务器,提供更快的代码补全、类型检查和错误提示,它通常包含在 Python 插件中,但你可以单独检查和更新。

  • 在扩展商店搜索 Pylance 并确保已安装和启用。

配置代码格式化

保持代码风格一致非常重要。Black 是一个非常流行的自动化代码格式化工具。

  1. 确保你的虚拟环境中已经安装了 black (pip install black)。
  2. 在 VS Code 中,按 Ctrl+Shift+P,输入 settings.json 并打开 首选项: 打开设置 (JSON)
  3. settings.json 中添加以下配置:
    {
        "python.formatting.provider": "black",
        "editor.formatOnSave": true
    }

    每次你保存 Python 文件时,VS Code 会自动使用 Black 来格式化你的代码。


一个典型的 Python 开发工作流

  1. 创建项目目录:

    mkdir my-awesome-project
    cd my-awesome-project
  2. 设置 Python 版本:

    pyenv local 3.11.5
  3. 创建并激活虚拟环境:

    python -m venv .venv
    source .venv/bin/activate
  4. 安装项目依赖:

    pip install -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple requests pandas
    pip freeze > requirements.txt
  5. 用 VS Code 打开项目:

    code .

    在 VS Code 中,选择 Python 解释器为 .venv

  6. 编写、运行和调试代码

  7. 完成工作后退出虚拟环境:

    deactivate

通过以上步骤,你就拥有了一个在 Ubuntu 上专业、灵活且易于维护的 Python 开发环境,祝你编码愉快!

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