# 12. 仮想環境とパッケージ

## 12.1. はじめに

Python アプリケーションはよく標準ライブラリ以外のパッケージやモジュールを利用します。またアプリケーションがあるバグ修正を必要としていたり、過去のバージョンのインターフェイスに依存しているために、ライブラリの特定のバージョンを必要とすることもあります。

そのため、1つのインストールされたPythonが全てのアプリケーションの要求に対応することは不可能です。もしアプリケーションAがあるモジュールのバージョン 1.0 を要求していて、別のアプリケーションBが同じモジュールのバージョン 2.0 を要求している場合、2つの要求は衝突していて、1.0 と 2.0 のどちらかのバージョンをインストールしても片方のアプリケーションが動きません。

この問題の解決策は 仮想環境 を作ることです。仮想環境とは、特定のバージョンの Python と幾つかの追加パッケージを含んだ Python インストールを構成するディレクトリです。

別のアプリケーションはそれぞれ別の仮想環境を使うことができます。先の例にあった要求の衝突を解決する場合、アプリケーションAが固有の仮想環境を持ってそこにライブラリのバージョン 1.0 をインストールし、アプリケーションBが持つ別の仮想環境にライブラリのバージョン 2.0 をインストールすることができます。そしてアプリケーションBがライブラリのバージョンを 3.0 に更新することを要求する場合も、アプリケーションAに影響しません。

## 12.2. 仮想環境の作成

仮想環境の作成と管理を行うためのモジュールが `venv` です。 `venv` は通常利用可能なもっとも新しいバージョンの Python をインストールします。複数のバージョンの Python がインストールされている場合、 `python3` のように利用したいバージョンを指定して実行することで Python バージョンを選択できます。

仮想環境を作るには、仮想環境を置くディレクトリを決めて、 そのディレクトリのパスを指定して、 `venv` をスクリプトとして実行します:

    python3 -m venv tutorial-env

これは `tutorial-env` ディレクトリがなければ作成して、その中に Python インタプリタ、標準ライブラリ、その他関連するファイルを含むサブディレクトリを作ります。

仮想環境を作ったら、それを有効化する必要があります。

Windows の場合:

    tutorial-env\Scripts\activate.bat

Unix や Mac OS の場合:

    source tutorial-env/bin/activate

(このスクリプトは bash shell で書かれています。 csh や fish を利用している場合、代わりに利用できる `activate.csh` と `activate.fish` スクリプトがあります。)

仮想環境を有効化すると、シェルのプロンプトに利用中の仮想環境が表示されるようになり、`python` を実行するとその仮想環境の Python を実行するようになります:

    $ source ~/envs/tutorial-env/bin/activate
    (tutorial-env) $ python
    Python 3.5.1 (default, May  6 2016, 10:59:36)
      ...
    >>> import sys
    >>> sys.path
    ['', '/usr/local/lib/python35.zip', ...,
    '~/envs/tutorial-env/lib/python3.5/site-packages']
    >>>

## 12.3. pip を使ったパッケージ管理

You can install, upgrade, and remove packages using a program called pip. By default `pip` will install packages from the Python Package Index, <https://pypi.org>. You can browse the Python Package Index by going to it in your web browser, or you can use `pip`'s limited search feature:

    (tutorial-env) $ pip search astronomy
    skyfield               - Elegant astronomy for Python
    gary                   - Galactic astronomy and gravitational dynamics.
    novas                  - The United States Naval Observatory NOVAS astronomy library
    astroobs               - Provides astronomy ephemeris to plan telescope observations
    PyAstronomy            - A collection of astronomy related tools for Python.
    ...

`pip` は "search", "install", "uninstall", "freeze" など、いくつかのサブコマンドを持っています。 (`pip` の完全なドキュメントは Python モジュールのインストール ガイドを参照してください。)

パッケージ名を指定してそのパッケージの最新版をインストールすることができます:

    (tutorial-env) $ pip install novas
    Collecting novas
      Downloading novas-3.1.1.3.tar.gz (136kB)
    Installing collected packages: novas
      Running setup.py install for novas
    Successfully installed novas-3.1.1.3

パッケージ名のあとに `==` とバージョン番号を付けることで、特定のバージョンのパッケージをインストールすることもできます:

    (tutorial-env) $ pip install requests==2.6.0
    Collecting requests==2.6.0
      Using cached requests-2.6.0-py2.py3-none-any.whl
    Installing collected packages: requests
    Successfully installed requests-2.6.0

同じコマンドを再び実行した場合、`pip` は要求されたバージョンがインストール済みだと表示して何もしません。別のバージョン番号を指定すればそのバージョンをインストールしますし、`pip install --upgrade` を実行すればそのパッケージを最新版に更新します:

    (tutorial-env) $ pip install --upgrade requests
    Collecting requests
    Installing collected packages: requests
      Found existing installation: requests 2.6.0
        Uninstalling requests-2.6.0:
          Successfully uninstalled requests-2.6.0
    Successfully installed requests-2.7.0

`pip uninstall` コマンドに削除するパッケージ名を1つ以上指定します。

`pip show` は指定されたパッケージの情報を表示します:

    (tutorial-env) $ pip show requests
    ---
    Metadata-Version: 2.0
    Name: requests
    Version: 2.7.0
    Summary: Python HTTP for Humans.
    Home-page: http://python-requests.org
    Author: Kenneth Reitz
    Author-email: me@kennethreitz.com
    License: Apache 2.0
    Location: /Users/akuchling/envs/tutorial-env/lib/python3.4/site-packages
    Requires:

`pip list` は仮想環境にインストールされた全てのパッケージを表示します:

    (tutorial-env) $ pip list
    novas (3.1.1.3)
    numpy (1.9.2)
    pip (7.0.3)
    requests (2.7.0)
    setuptools (16.0)

`pip freeze` はインストールされたパッケージ一覧を、`pip install` が解釈するフォーマットで生成します。一般的な慣習として、このリストを `requirements.txt` というファイルに保存します:

    (tutorial-env) $ pip freeze > requirements.txt
    (tutorial-env) $ cat requirements.txt
    novas==3.1.1.3
    numpy==1.9.2
    requests==2.7.0

`requirements.txt` をバージョン管理システムにコミットして、アプリケーションの一部として配布することができます。ユーザーは必要なパッケージを `install -r` でインストールできます:

    (tutorial-env) $ pip install -r requirements.txt
    Collecting novas==3.1.1.3 (from -r requirements.txt (line 1))
      ...
    Collecting numpy==1.9.2 (from -r requirements.txt (line 2))
      ...
    Collecting requests==2.7.0 (from -r requirements.txt (line 3))
      ...
    Installing collected packages: novas, numpy, requests
      Running setup.py install for novas
    Successfully installed novas-3.1.1.3 numpy-1.9.2 requests-2.7.0

`pip` にはたくさんのオプションがあります。 `pip` の完全なドキュメントは Python モジュールのインストール を参照してください。パッケージを作成してそれを Python Package Index で公開したい場合、 Python モジュールの配布 ガイドを参照してください。