如何在Windows10上安装Python3并设置本地编程环境

＃＃＃介绍

Python 是一种通用的编程语言，可用于许多不同的编程项目。首次出版于 1991 年，其名称灵感来自英国喜剧团体 Monty Python，开发团队希望使 Python 成为一种使用起来很有趣的语言。 Python 易于设置，并且以相对简单的风格编写，并且对错误有即时反馈，是初学者和经验丰富的开发人员的绝佳选择。 Python 3 是该语言的最新版本，被认为是 Python 的未来。

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

1. 先决条件

您将需要一台具有管理访问权限且连接到 Internet 的 Windows 10 计算机。

1. Step 1 - 打开和配置 PowerShell

我们将在命令行界面上完成大部分安装和设置，这是一种与您的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从计算机接收反馈，而不是单击按钮。命令行，也称为 shell，可以帮助您修改和自动化您每天在计算机上执行的许多任务，是软件开发人员必不可少的工具。

PowerShell 是 Microsoft 提供的一个提供命令行 shell 界面的程序。管理任务通过运行 cmdlet 来执行，发音为 command-lets，是可以执行操作的 .NET 软件框架的专用类。 PowerShell 于 2016 年 8 月开源，现在可跨平台使用，适用于 Windows 和 UNIX 系统（包括 Mac 和 Linux）。

要查找 Windows PowerShell，您可以右键单击屏幕左下角的“开始”菜单图标。弹出菜单时，您应该单击“搜索”，然后在搜索栏中键入“PowerShell”。当您看到选项时，右键单击桌面应用程序“Windows PowerShell”。出于我们的目的，我们将选择“以管理员身份运行”。当您收到询问“是否允许此应用程序对您的 PC 进行更改？”的对话框时提示您。点击“是”。

完成此操作后，您将看到一个基于文本的界面，其中包含如下所示的字符串：

我们可以通过键入以下命令切换出系统文件夹：

cd ~

然后我们将在一个目录中，例如 PS C:\Users\Sammy。

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

Restricted 是默认执行策略，在此模式下您将无法运行脚本，PowerShell 只能作为交互式 shell 工作。
AllSigned 将使您能够运行由受信任的发布者签名的所有脚本和配置文件，这意味着您可能会打开您的计算机，从而面临运行碰巧由受信任的发布者签名的恶意脚本的风险.
RemoteSigned 将允许您运行从 Internet 下载的由受信任的发布者签名的脚本和配置文件，如果这些受信任的脚本实际上是恶意的，则再次使您的计算机面临漏洞。
Unrestricted 将运行从 Internet 下载的所有脚本和配置文件，只要您确认您了解文件是从 Internet 下载的。在这种情况下，不需要数字签名，因此您可能会打开您的计算机，从而面临运行从 Internet 下载的未签名和潜在恶意脚本的风险。

我们将使用 RemoteSigned 执行策略为当前用户设置权限，允许 PowerShell 接受我们信任的下载脚本，而不会使权限像使用无限制权限那样广泛。在 PowerShell 中，我们输入：

Set-ExecutionPolicy -Scope CurrentUser

然后 PowerShell 将提示我们提供执行策略，并且由于我们要使用 RemoteSigned，我们将键入：

RemoteSigned

一旦我们按下 enter，我们将被询问是否要更改执行策略。键入字母 y 表示“是”，然后让更改生效。我们可以通过键入以下命令询问机器上的当前权限来确认这是否有效：

Get-ExecutionPolicy -List

您应该会收到如下所示的输出：

Output        Scope ExecutionPolicy
        ----- ---------------
MachinePolicy       Undefined
   UserPolicy       Undefined
      Process       Undefined
  CurrentUser    RemoteSigned
 LocalMachine       Undefined

这确认当前用户可以运行从 Internet 下载的受信任脚本。我们现在可以继续下载设置 Python 编程环境所需的文件。

1. Step 2 — 安装包管理器 Chocolatey

包管理器 是一组软件工具，可用于自动化安装过程，包括初始安装、软件升级和配置，以及根据需要删除软件。他们将软件安装保存在一个中央位置，并且可以以常用格式维护系统上的所有软件包。

Chocolatey 是为 Windows 构建的命令行包管理器，其工作方式与 Linux 上的 apt-get 类似。 Chocolatey 以开源版本提供，可帮助您快速安装应用程序和工具，我们将使用它下载开发环境所需的内容。

在我们安装脚本之前，让我们阅读它以确认我们对它将对我们的机器所做的更改感到满意。为此，我们将使用 .NET 脚本框架在终端窗口中下载和显示 Chocolatey 脚本。我们将创建一个名为 $script 的 WebClient 对象（您可以随意调用它，只要您使用 $ 作为第一个字符），它与 Internet Explorer 共享 Internet 连接设置：

$script = New-Object Net.WebClient

让我们看看我们可以通过管道将对象传递给 Get-Member 类以返回此 WebClient 对象的所有成员（属性和方法）的选项：

$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…
 . . .

查看输出，我们可以识别出可用于在 PowerShell 窗口中显示脚本和签名的 DownloadString 方法。让我们实现这个方法：

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

检查脚本后，我们可以通过在 PowerShell 中键入以下内容来安装 Chocolatey：

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

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

允许 PowerShell 安装 Chocolatey。完全安装后，我们可以使用 choco 命令开始安装其他工具。

如果我们以后需要随时升级 Chocolatey，我们可以运行以下命令：

choco upgrade chocolatey

安装包管理器后，我们可以继续安装 Python 3 编程环境所需的其余部分。

1. Step 3 - 安装文本编辑器 nano（可选）

我们现在要安装 nano，这是一个使用命令行界面的文本编辑器，我们可以使用它直接在 PowerShell 中编写程序。这不是强制性的步骤，因为您可以选择使用带有图形用户界面的文本编辑器，例如记事本，但 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

在这里，我们使用了 -y 标志，以便我们自动确认我们要在没有提示的情况下运行脚本。

安装 nano 后，我们将能够使用 nano 命令创建新的文本文件，并最终使用它来编写我们的第一个 Python 程序。

1. Step 4 — 安装 Python 3

就像我们在上面对 nano 所做的一样，我们将使用 Chocolatey 来安装 Python 3：

choco install -y python3

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

该过程完成后，您应该会看到以下输出：

OutputEnvironment Vars (like PATH) have changed. Close/reopen your shell to
 See 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，您需要确认 Python 已安装并准备就绪。要查看更改，请使用命令 refreshenv 或以管理员身份关闭并重新打开 PowerShell，然后检查本地计算机上可用的 Python 版本：

python -V

你应该得到如下输出：

OutputPython 3.7.0

除了 Python，还将安装 pip，它将管理 Python 的软件包。让我们通过升级来确保 pip 是最新的：

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 标志将库模块作为脚本运行，终止选项列表，然后使用 pip 安装其升级。

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。

1. Step 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 模块创建我们的编程环境。

虚拟环境使您能够在计算机上为 Python 项目提供隔离空间，确保您的每个项目都可以拥有自己的一组依赖项，而不会破坏您的任何其他项目。

设置编程环境使我们能够更好地控制 Python 项目以及如何处理不同版本的包。这在使用第三方包时尤其重要。

您可以根据需要设置任意数量的 Python 编程环境。每个环境基本上都是计算机中的一个目录或文件夹，其中包含一些脚本以使其充当环境。

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，如下所示：

mkdir Environments
cd Environments

进入您希望环境所在的目录后，您可以通过运行以下命令来创建环境：

python -m venv my_env

使用 python 命令，我们将运行 venv 库模块来创建在本例中称为 my_env 的虚拟环境。

本质上，venv 设置了一个新目录，其中包含一些我们可以使用 ls 命令查看的项目：

ls my_env

OutputMode                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

这些文件一起工作，以确保您的项目与本地计算机的更广泛上下文隔离，因此系统文件和项目文件不会混合。这是版本控制的好习惯，并确保您的每个项目都可以访问它需要的特定包。

要使用此环境，您需要激活它，您可以通过键入以下命令调用 Scripts 目录中的激活脚本来执行此操作：

my_env\Scripts\activate

您的提示现在将以您的环境名称为前缀，在本例中称为 my_env：

这个前缀让我们知道环境 my_env 当前处于活动状态，这意味着当我们在这里创建程序时，它们将只使用这个特定环境的设置和包。

1. Step 6 - 创建一个简单的程序

现在我们已经设置了虚拟环境，让我们创建一个简单的“Hello, World！” 程序。这将确保我们的环境正常工作，并让我们有机会更加熟悉 Python（如果我们还没有熟悉 Python）。

为此，我们将打开 nano 并创建一个新文件：

nano hello.py

一旦文本文件在终端中打开，我们将输入我们的程序：

print("Hello, World!")

通过键入 control 和 x 键退出 nano，当提示保存文件时按 y 然后按 enter 键。

退出 nano 并返回 shell 后，让我们运行程序：

python hello.py

您刚刚创建的 hello.py 程序应该会导致终端产生以下输出：

OutputHello, World!

要离开环境，只需键入命令 deactivate，您将返回到原来的目录。

＃＃结论

恭喜！此时，您应该在本地 Windows 10 机器上设置了 Python 3 编程环境，并且可以开始编码项目了！

要在另一台计算机上设置 Python 3，请按照 Ubuntu 16.04、Debian 8、CentOS 7 或macOS。您还可以阅读有关在 Ubuntu 16.04 服务器上安装 Python 和设置编程环境的信息，这在开发团队工作时特别有用。

在您的本地机器准备好进行软件开发后，您可以继续学习有关 Python 编码的更多信息，请遵循“了解 Python 3 中的数据类型”和“如何在 Python 3 中使用变量 ”。