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在Windows 10上安装Python 3并设置本地编程环境的方法

news 2025/2/23 6:51:55

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简介

Python 是一种多才多艺的编程语言，可用于许多不同的编程项目。首次发布于 1991 年，其名称受到了英国喜剧团体蒙提·派森的启发，开发团队希望使 Python 成为一种有趣易用的语言。Python 安装简便，采用相对直接的编写风格，并能立即反馈错误信息，适合初学者和有经验的开发人员。Python 3 是目前最新版本的语言，被认为是 Python 的未来。

本教程将指导您在本地 Windows 10 计算机上安装 Python 3，并通过命令行设置编程环境。

先决条件

您需要一台连接到互联网的 Windows 10 计算机，并具有管理员访问权限。

步骤 1 — 打开并配置 PowerShell

我们将在命令行界面上完成大部分安装和设置，这是一种与计算机交互的非图形方式。也就是说，您将输入文本并通过文本接收计算机的反馈，而不是点击按钮。命令行，也称为 shell，可以帮助您修改和自动化日常在计算机上执行的许多任务，是软件开发人员的重要工具。

PowerShell 是微软提供的一个命令行 shell 接口程序。通过运行 cmdlets（发音为 command-lets），可以执行管理任务，这些 cmdlets 是 .NET 软件框架的专门类，可执行操作。PowerShell 在 2016 年 8 月开源，现在可用于 Windows 和 UNIX 系统（包括 Mac 和 Linux）。

要找到 Windows PowerShell，您可以右键单击屏幕左下角的“开始”菜单图标。当菜单弹出时，应单击“搜索”，然后在搜索栏中键入“PowerShell”。当出现选项时，右键单击“Windows PowerShell”，即桌面应用程序。对于我们的目的，我们将选择“以管理员身份运行”。当提示是否允许此应用对您的 PC 进行更改时，单击“是”。

这样做后，您将看到一个基于文本的界面，其中包含一系列单词，看起来像这样：

!Windows 10 PowerShell

我们可以通过输入以下命令来退出系统文件夹：

cd ~

然后我们将进入一个类似 PS C:\Users\Sammy 的目录。

为了继续安装过程，我们将通过 PowerShell 设置一些权限。默认情况下配置为以最安全模式运行，作为管理员，您可以设置几个级别的权限：

Restricted 是默认的执行策略，在此模式下，您将无法运行脚本，PowerShell 仅作为交互式 shell 运行。
AllSigned 将允许您运行所有由受信任发布者签名的脚本和配置文件，这意味着您可能会打开机器以运行恶意脚本的风险，这些脚本恰好由受信任的发布者签名。
RemoteSigned 将允许您运行从互联网下载的由受信任发布者签名的脚本和配置文件，同样，如果这些受信任的脚本实际上是恶意的，将会使您的机器面临漏洞。
Unrestricted 将立即运行从互联网下载的所有脚本和配置文件，只要您确认了该文件是从互联网下载的。在这种情况下，不需要数字签名，因此您可能会打开机器以运行未经签名和潜在恶意的脚本。

我们将使用 RemoteSigned 执行策略来设置允许 PowerShell 接受我们信任的下载脚本的当前用户的权限，而不会使权限像 Unrestricted 那样广泛。在 PowerShell 中，让我们输入：

Set-ExecutionPolicy -Scope CurrentUser

PowerShell 将提示我们提供执行策略，由于我们想使用 RemoteSigned，我们将输入：

RemoteSigned

按下 enter 键后，将会询问我们是否要更改执行策略。输入字母 y 以确认更改。我们可以通过输入以下命令来确认当前机器上的权限：

Get-ExecutionPolicy -List

您应该会收到类似以下内容的输出：

        Scope ExecutionPolicy----- ---------------
MachinePolicy       UndefinedUserPolicy       UndefinedProcess       UndefinedCurrentUser    RemoteSignedLocalMachine       Undefined

这证实了当前用户可以运行从互联网下载的受信任脚本。现在我们可以继续下载我们需要设置 Python 编程环境的文件。

步骤 2 — 安装软件包管理器 Chocolatey

软件包管理器 是一组软件工具，用于自动化安装过程，包括初始安装、升级和配置软件，以及根据需要删除软件。它们将软件安装在一个中心位置，并可以以常用格式维护系统上的所有软件包。

Chocolatey 是专为 Windows 构建的命令行软件包管理器，类似于 Linux 上的 apt-get。Chocolatey 的开源版本将帮助您快速安装应用程序和工具，我们将使用它来下载我们需要的开发环境。

在安装脚本之前，让我们阅读它以确认我们对它将对我们的机器进行的更改是否满意。为此，我们将使用 .NET 脚本框架来下载并在终端窗口中显示 Chocolatey 脚本。我们将创建一个名为 $script 的 WebClient 对象（您可以根据需要将其命名为任何名称，只要以 $ 作为第一个字符），它与 Internet Explorer 共享互联网连接设置：

$script = New-Object Net.WebClient

让我们通过将对象传递给 Get-Member 类来查看我们可以使用的选项，以返回此 WebClient 对象的所有成员（属性和方法）：

$script | Get-Member

 . . .
[secondary_label Snippet of Output]
DownloadFileAsync         Method     void DownloadFileAsync(uri address, string fileName), void DownloadFileAsync(ur...
DownloadFileTaskAsync     Method     System.Threading.Tasks.Task DownloadFileTaskAsync(string address, string fileNa...
DownloadString            Method     string DownloadString(string address), string DownloadString(uri address) #method we will use 
DownloadStringAsync       Method     void DownloadStringAsync(uri address), void DownloadStringAsync(uri address, Sy...
DownloadStringTaskAsync   Method     System.Threading.Tasks.Task[string] DownloadStringTaskAsync(string address), Sy…. . .

通过查看输出，我们可以确定我们可以使用的 DownloadString 方法，以在 PowerShell 窗口中显示脚本和签名。让我们实现这个方法：

$script.DownloadString("https://chocolatey.org/install.ps1")

在检查了脚本后，我们可以通过在 PowerShell 中输入以下内容来安装 Chocolatey：

iwr https://chocolatey.org/install.ps1 -UseBasicParsing | iex

cmdlet iwr 或 Invoke-WebRequest 允许我们从网络中提取数据。这将将脚本传递给 iex 或 Invoke-Expression cmdlet，后者将执行脚本的内容，运行 Chocolatey 软件包管理器的安装脚本。

允许 PowerShell 安装 Chocolatey。一旦完全安装，我们就可以开始使用 choco 命令安装其他工具。

如果将来需要升级 Chocolatey，可以运行以下命令：

choco upgrade chocolatey

安装了软件包管理器后，我们可以继续安装我们 Python 3 编程环境所需的其余内容。

步骤 3 — 安装文本编辑器 nano（可选）

我们将安装 nano，一个使用命令行界面的文本编辑器，我们可以使用它在 PowerShell 中直接编写程序。这不是强制性的步骤，因为你也可以选择使用带有图形用户界面的文本编辑器，比如记事本，但是 nano 会让我们更习惯使用 PowerShell。

让我们使用 Chocolatey 来安装 nano：

choco install -y nano

这里我们使用了 -y 标志，这样我们就可以自动确认我们要在不提示的情况下运行脚本。

安装完成后，我们就可以使用 nano 命令来创建新的文本文件，并最终使用它来编写我们的第一个 Python 程序。

步骤 4 — 安装 Python 3

就像我们上面安装 nano 一样，我们将使用 Chocolatey 来安装 Python 3：

choco install -y python3

PowerShell 现在将安装 Python 3，并在此过程中在 PowerShell 中生成输出。

安装完成后，你应该会看到以下输出：

Environment Vars (like PATH) have changed. Close/reopen your shell toSee the changes (or in powershell/cmd.exe just type 'refreshenv').
The install of python3 was successful.Software installed as 'EXE', install location is likely default.Chocolatey installed 1/1 packages. 0 packages failed.See the log for details (C:\ProgramData\chocolatey\logs\chocolatey.log).

安装完成后，你需要确认 Python 是否已安装并准备就绪。要查看更改，使用命令 refreshenv 或者以管理员身份关闭并重新打开 PowerShell，然后检查你本地计算机上可用的 Python 版本：

python -V

你应该会得到如下输出：

Python 3.7.0

除了安装 Python 外，pip 也会被安装，它将管理 Python 的软件包。让我们确保 pip 是最新的，通过升级它：

python -m pip install --upgrade pip

使用 Chocolatey，我们可以使用 python 命令调用 Python 3。我们将使用 -m 标志来运行库模块作为脚本，终止选项列表，并从那里使用 pip 来安装它的升级。

一旦安装了 Python 并更新了 pip，我们就可以为我们的开发项目设置一个虚拟环境。

步骤 5 — 设置虚拟环境

现在我们已经安装了 Chocolatey、nano 和 Python，我们可以继续使用 venv 模块来创建我们的编程环境。

虚拟环境使你可以在计算机上拥有一个隔离的空间用于 Python 项目，确保你的每个项目都可以拥有自己的一组依赖项，而不会干扰任何其他项目。

设置编程环境为我们提供了更大的控制权，可以控制我们的 Python 项目以及如何处理不同版本的软件包。这在使用第三方软件包时尤为重要。

你可以设置任意数量的 Python 编程环境。每个环境基本上是计算机上的一个目录或文件夹，其中有一些脚本，使其可以充当一个环境。

选择你想要放置 Python 编程环境的目录，或者使用 mkdir 创建一个新目录，比如：

mkdir Environments
cd Environments

一旦你进入你想要放置环境的目录，你可以通过运行以下命令来创建一个环境：

python -m venv my_env

使用 python 命令，我们将运行 venv 库模块来创建这个虚拟环境，这里我们称之为 my_env。

实质上，venv 设置了一个新目录，其中包含一些项目，我们可以使用 ls 命令查看这些项目：

ls my_env

Mode                LastWriteTime         Length Name
----                -------------         ------ ----
d-----        8/22/2016   2:20 PM                Include
d-----        8/22/2016   2:20 PM                Lib
d-----        8/22/2016   2:20 PM                Scripts
-a----        8/22/2016   2:20 PM            107 pyvenv.cfg

这些文件一起确保你的项目与本地计算机的更广泛上下文隔离开来，以便系统文件和项目文件不会混合。这对版本控制和确保每个项目都可以访问它所需的特定软件包是一个良好的实践。

要使用这个环境，你需要激活它，你可以通过输入以下命令来调用 Scripts 目录中的激活脚本来完成：