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Python Tutorial

1 Python Environmental Setting

  • 要開始用python前，我們要先學如何安裝python
  • 對我的mac來說(對linux應該也是)，系統其實有預先安裝python了，只是是2.0的版本，並不適合使用。可以在terminal中輸入python --version來查看
  • 那我是用pyenv這個python版本管理工具，來進行python的安裝
  • 他的好處是，有一個統一的架構，可以安裝各種版本的python。並視專案的需要，可以輕鬆切換不同版本的python來使用
  • 那就先整理：
    • OS 為 mac, terminal為zsh
    • 安裝方式為透過pyenv來安裝
  • 至於其他作業系統(e.g. Linux, Windows)，或其他安裝方式(e.g. 直接安裝python, 透過anaconda安裝…)，就留待之後有空再整理
  • 以下會整理我實際的操作步驟，至於細節，可以到pyenv的官網去看: https://github.com/pyenv/pyenv

1.1 [mac + zsh shell] 用pyenv，安裝/切換 python

1.1.1 先安裝pyenv

  • 首先，在mac上，用homebrew來下載pyenv這個套件
brew update
brew install pyenv
  • 安裝完成後，確認一下目前根目錄下，有沒有 .zshrc 這個檔案
open ~/.zshrc
  • 應該是會有拉。如果沒有的話，就新增這個檔
touch ~/ .zshrc
  • 然後，在terminal輸入以下指令：
echo -e 'if command -v pyenv 1>/dev/null 2>&1; then\n  eval "$(pyenv init -)"\nfi' >> ~/.zshrc
  • 其實上面這行，等價於你先打開.zshrc檔(i.e. open / .zshrc)，然後在”最下面”，加入以下指令：
if command -v pyenv 1>/dev/null 2>&1; then
  eval "$(pyenv init -)"
fi

  • 這個指令的重點就是，eval "$(pyenv init -)"，用意是Add pyenv init to your shell to enable shims and autocompletion。那每次我們開shell時，他都會幫我們執行 pyenv init，那使用python時，就會到pyenv指定的路徑找python，而不會找到系統版的python(2.x.x版)

  • restart shell，讓設定生效

1.1.2 安裝指定版本的python

  • 在terminal中輸入以下指令
pyenv install 3.8.0
  • (Todo: 去確認reticulate網頁，我記得要讓R可以用的話，pyenv install 3.8.0後面還要加argument才行)
  • 安裝完成後，確認現在pyenv有哪些版本：
pyenv versions
  • 有加*的，表示目前正在使用的版本

1.1.3 切換/指定 要使用的python的版本

  • 先學這個簡單的就好，我們用以下指令來指定我要用的版本：
pyenv global 3.8.0
  • 那確定一下有切換過去：
pyenv versions
  • 並用系統指令再確認一下，現在在用的版本
python --version # 看正在使用的python的版本
which python # 看使用的python的路徑

1.1.4 先用terminal快速執行一個.py檔

  • 確認沒問題後，我們在桌面新增這個myfirstpython.py檔案
# myfirstpython.py
print("Hello Python")
  • 然後，在terminal輸入以下指令，即可執行：
python myfirstpython.py
  • 前面的python，他就會去找現在路徑底下的python，也就是which python的這個python
  • 後面的myfirstpython.py，他是去找現在工作目錄下的這個.py檔，也就是pwd下的myfirstpython.py
  • 所以，也可以給絕對路徑，來執行.py檔：
/Users/hanklee/.pyenv/shims/python /Users/hanklee/Desktop/myfirstpython.py

1.1.5 pyenv 常用命理整理

1.1.5.1 Python配置 

# 檢視系統當前安裝的python列表
pyenv versions

# 列出可安裝版本
pyenv install --list 

# 安裝指定版本 Python
pyenv install -v 3.5.1

# 解除安裝指定版本 Python
pyenv uninstall 2.7.3

# 顯示當前python安裝路徑
pyenv which python 

# 建立墊片路徑
# 為所有已安裝的可執行檔案建立 shims
# 如：~/.pyenv/versions/*/bin/*
# 每當你增刪了 Python 版本或帶有可執行檔案的包（如 pip）以後，都應該執行一次本命令
pyenv rehash

1.1.5.2 Python 切換 

#  設定全域性的 Python 版本，通過將版本號寫入 ~/.pyenv/version 檔案的方式
pyenv global <版本號>

# 設定面向程式的本地版本，通過將版本號寫入當前目錄下的 .python-version 檔案的方式。通過這種方式設定的 Python 版本優先順序較 global 高。
# pyenv 會從當前目錄開始向上逐級查詢 .python-version 檔案，直到根目錄為止。若找不到，就用 global 版本。
pyenv local <版本號>

# 設定面向 shell 的 Python 版本，通過設定當前 shell 的 PYENV_VERSION 環境變數的方式。這個版本的優先順序比 local 和 global 都要高。
pyenv shell <版本號>

# --unset 引數可以用於取消當前 shell 設定的版本。
pyenv shell --unset

1.2 [linux + bash shell] 安裝python待整理

1.3 [windows + gitbash] 安裝python待整理

1.4 用pip安裝/移除/條列套件

  • pip本身就是個python的package，他的用途是協助安裝python的第三方package
  • 從python 3.4以後，只要安裝python，就會幫你安裝pip這個package，但版本可能比較低，所以還要自己更新
  • 整理常用的指令如下：
# 先確認版本已是最新版
pip install --upgrade pip

# 安裝套件
pip install flask
sudo pip install flask # linux

# 移除套件
pip uninstall flask

# 觀看目前所有安裝過的套件
pip freeze
  • 這邊特別注意最後一個指令pip freeze，他列出所有目前安裝過的套件與版本號，這對reproducible research很有用

1.5 requirements.txt

  • 假設現在我們用python開發了一個package，而開發過程中，我陸續安裝了很多package來搭配使用，那，當別人用我的package時，他也需要安裝我曾經安裝過的這些packages，才能正常使用
  • 那這時就可以這樣做：
# 將目前系統有安裝過的python package條列出
# 存成requirement.txt，提供給別人
pip freeze >> requirement.txt

# 別人只要下載你的requirement.txt
# 並執行以下指令即可reproduce你用的套件版本
pip install -r requirements.txt
  • 所以，我們如果去github看人家python的專案，例如ansible/ansible這個專案，就可以看到他有附”requirements.txt”這個檔案

1.6 用virtualenv來隔離乾淨的開發環境

  • 剛剛用”requirements.txt”來解決package和版本問題，似乎很方便，但其實很多小問題在裡面
    • 例如，你的python從安裝開始，到你開發結束，早就安裝一堆package了，其中很多package是和你的專案無關的，但你用pip freeze就只能全抓
    • 我們常常不只開發一個專案，有可能當我們開發專案A時，install了flask，然後當我們開發專案B時，又install了flask，而這兩個flask的版本是不同的。假設前者的版本是flask 1.1.0，後者是flask 1.2.0，那當我們用pip freeze時，他只會保留最新的，也就是flask 1.2.0，那…就有可能在re-run A專案時，遇到bug，因為flask的版本已經不一樣了
  • 為了解決這個問題，python的熟手，都是習慣每個專案擁有自己的虛擬環境(virtual environment)，那我的package就裝在自己的虛擬環境中，到時候要打包，要freeze灌過的package給人家，就直接在這虛擬環境中下指令就好

1.6.1 用terminal，透過virtualenv()來開虛擬環境

  • 我直接用flask課堂上的專案來做舉例
    • 首先，我開啟VSCode，用他的terminal功能，把工作目錄，切到以下路徑：/Volumes/GoogleDrive/我的雲端硬碟/0. codepool_python/flask_tutorial/udemy_flask_web/helloworld
    • 並且確認一下當前使用的python版本，與python路徑
    • 然後執行以下兩個指令，來建立並進入虛擬環境
# 在當前目錄下，建立一個虛擬環境資料夾，叫`.env`
# (要不要加`.`都無所謂，你要寫`env`或`hahaha`都可以)  
virtualenv .env

# 進入此虛擬環境  
source .env/bin/activate
  • 截圖如下：
  • 進入虛擬環境後，我們可以用pip freeze觀察，目前已經安裝哪些套件了，結果發現啥都沒有(合理嘛)
  • 然後安裝flask後(pip install flask)後，再觀察一次pip freeze，就看到已經安裝許多東西進去了
  • 我們可以用pip freeze >> requirement.txt把這個結果寫出來
  • 最後，要離開時，再key入deactivate，就跳出此虛擬環境了。
  • 截圖如下：

1.6.2 用terminal，透過pyenv-virtualenv來開虛擬環境

  • 這邊還沒用過，我從此網頁把操作流程copy下來，他整理的蠻清楚的。
  • pyenv-virtualenv 是 pyenv 下基於 virtualenv 的一款外掛，通過 pyenv-virtualenv 外掛可以很好的和 virtualenv 結合。

1.6.2.1 安裝

  • 使用 homebrew 安裝 pyenv-virtualenv :
brew install pyenv-virtualenv
  • 安裝之後需要執行如下配置：
# 使用 zsh shell
vim ~/.zshrc

# 使用系統預設
vim ~/.bash_profile

# 在 `.zshrc` 或 `.bash_profile` 檔案最後寫入：
# pyenv-virtualenv
if which pyenv-virtualenv-init > /dev/null;
  then eval "$(pyenv virtualenv-init -)";
fi

# 使配置生效
source ~/.zshrc
# or
source ~/.bash_profile

1.6.2.2 使用 

# 建立虛擬環境
# 若不指定 Python 版本，預設使用當前環境 Python 版本
pyenv virtualenv <Python 版本號> <虛擬環境名稱>

# 列出當前虛擬環境
pyenv virtualenvs

# 啟用虛擬環境
pyenv activate <虛擬環境名稱>

# 退出虛擬環境
pyenv deactivate

# 刪除虛擬環境
pyenv uninstall <虛擬環境名稱>

1.6.3 用vscode開虛擬環境專案

1.6.4 用pycharm開虛擬環境專案