虚拟环境与最佳实践

翻译整理自 Python Tutorial - Virtual Environments and Packages 与 PEP 8 Style Guide。

1. 为什么需要虚拟环境

不同项目可能依赖同一库的不同版本，全局安装会冲突。虚拟环境隔离每个项目的依赖。

2. 创建虚拟环境

venv（标准库）

python -m venv .venv
.venv\Scripts\activate           # Windows
source .venv/bin/activate         # macOS / Linux

激活后命令行前缀出现 (.venv)，python、pip 都指向虚拟环境内的工具。

退出：

deactivate

virtualenv（兼容更多版本）

pip install virtualenv
virtualenv .venv

3. 包管理

pip install requests
pip install -r requirements.txt
pip freeze > requirements.txt
pip uninstall requests
pip install --upgrade requests

更新 pip：

python -m pip install --upgrade pip

4. 现代化工具：uv、poetry

uv（推荐）

Rust 实现，速度极快：

pip install uv
uv venv
uv pip install requests
uv pip compile > requirements.txt

poetry

pip install poetry
poetry new myproject
poetry add requests
poetry install
poetry build

5. 包结构建议

PEP 518 / PEP 517 推荐使用 pyproject.toml 作为项目元数据：

myproject/
├── pyproject.toml
├── README.md
├── src/
│   └── myproject/
│       ├── __init__.py
│       └── core.py
└── tests/

6. 风格规范 PEP 8

缩进 4 空格，不用 Tab
一行 79 字符以内（长语句可换行）
函数与类之间空两行
方法之间空一行
命名规范：
- 变量函数：lowercase_with_underscore
- 类：CamelCase
- 常量：UPPER_CASE
- 私有：_prefix

# Good
def calculate_total(items):
    return sum(item.price for item in items)

class ShoppingCart:
    pass

使用 black、ruff、flake8 自动格式化与检查：

pip install black ruff
black .
ruff check .

7. 类型注解与 mypy

def add(a: int, b: int) -> int:
    return a + b

from typing import List, Dict, Optional
def f(items: List[int], config: Optional[Dict[str, str]] = None) -> None: ...

pip install mypy
mypy myproject/

Python 3.9+ 可直接用 list[int]、dict[str, int]，无需 typing.List。

8. 测试与 CI

pip install pytest
pytest
pytest -v --cov=myproject

CI 配合 pre-commit、black --check、ruff、pytest 在 GitHub Actions 跑。

9. 异步编程 asyncio（3.4+）

import asyncio

async def main():
    await asyncio.sleep(1)
    print("done")

asyncio.run(main())

10. 常见陷阱

可变默认参数共享
闭包延迟绑定
is vs ==（小整数缓存）
浮点数比较
文件未关闭
None 与 falsy 混淆