面试题：Python虚拟环境与全局环境下的依赖管理差异

Question

在Python开发中，若一个项目需要使用特定版本的第三方库，在虚拟环境和全局环境下分别如何进行依赖管理以确保项目稳定运行，详细描述操作步骤及可能遇到的问题与解决方案。

Answer 1

虚拟环境下依赖管理

1. 创建虚拟环境：
   • 在命令行中，使用venv模块（Python 3.3及以上版本）创建虚拟环境。例如，在项目目录下执行python -m venv myenv，其中myenv是虚拟环境的名称，可以自定义。
   • 对于旧版本Python，可以使用virtualenv工具，安装后执行virtualenv myenv。
2. 激活虚拟环境：
   • Windows系统：在虚拟环境的Scripts目录下，执行activate。例如myenv\Scripts\activate。
   • Linux或macOS系统：在虚拟环境的bin目录下，执行source bin/activate。
3. 安装特定版本第三方库：
   • 使用pip install命令并指定版本号。例如，要安装numpy 1.19.5，执行pip install numpy==1.19.5。
   • 可以将所有依赖写入requirements.txt文件，便于在其他环境中复现。生成该文件可执行pip freeze > requirements.txt，在新环境安装依赖执行pip install -r requirements.txt。
4. 可能遇到的问题及解决方案：
   • 安装失败：可能由于网络问题、包源不可用等。检查网络连接，更换包源，如使用国内镜像源，在pip install命令中添加-i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple（以清华源为例）。
   • 版本冲突：如果requirements.txt中不同库依赖同一库的不同版本。可尝试升级或降级其中某个库版本，或者寻找兼容的版本组合，也可以尝试使用pip-compile工具来生成精确的依赖文件。

全局环境下依赖管理

1. 直接安装特定版本第三方库：
   • 在命令行中，使用pip install命令并指定版本号，例如pip install numpy==1.19.5。但这种方式可能影响系统中其他Python项目，因为全局环境所有项目共用这些库。
2. 使用pipenv（可一定程度隔离全局环境）：
   • 安装pipenv：pip install pipenv。
   • 在项目目录初始化pipenv：pipenv install，这会在项目目录创建Pipfile和Pipfile.lock文件。
   • 安装特定版本库：pipenv install numpy==1.19.5。
   • 进入pipenv环境：pipenv shell。
3. 可能遇到的问题及解决方案：
   • 权限问题：在全局环境安装库可能需要管理员权限（尤其是在Linux或macOS系统），但使用管理员权限安装有风险，可能破坏系统Python环境。可考虑使用pipenv来避免直接在全局环境安装。
   • 版本冲突：由于多个项目共用全局环境，不同项目对同一库的版本需求可能冲突。可通过pipenv等工具在项目层面隔离依赖，或者尽量使用虚拟环境开发，避免在全局环境安装项目特定版本库。