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环境变量

在深入代码之前，我们先介绍一些基础知识，这些知识对于理解如何使用 Python（以及一般的编程）是必不可少的。让我们来了解一下环境变量。

提示

如果你已经知道什么是“环境变量”以及如何使用它们，请随意跳过此部分。

环境变量（也称为“env var”）是一个存在于 Python 代码之外，存在于操作系统中的变量，可以被你的 Python 代码（或其他程序）读取。

环境变量可用于处理应用程序设置，作为 Python 安装的一部分等。

创建和使用环境变量

你可以在 shell (终端) 中创建和使用环境变量，而无需 Python。

// You could create an env var MY_NAME with
$ export MY_NAME="Wade Wilson"

// Then you could use it with other programs, like
$ echo "Hello $MY_NAME"

Hello Wade Wilson

// Create an env var MY_NAME
$ $Env:MY_NAME = "Wade Wilson"

// Use it with other programs, like
$ echo "Hello $Env:MY_NAME"

Hello Wade Wilson

在 Python 中读取环境变量

你也可以在 Python 之外，在终端（或通过任何其他方法）创建环境变量，然后在 Python 中读取它们。

例如，你可能有一个 main.py 文件，内容如下：

import os

name = os.getenv("MY_NAME", "World")
print(f"Hello {name} from Python")

提示

os.getenv() 的第二个参数是返回的默认值。

如果未提供，默认值为 None，这里我们提供 "World" 作为要使用的默认值。

然后你可以调用该 Python 程序

// Here we don't set the env var yet
$ python main.py

// As we didn't set the env var, we get the default value

Hello World from Python

// But if we create an environment variable first
$ export MY_NAME="Wade Wilson"

// And then call the program again
$ python main.py

// Now it can read the environment variable

Hello Wade Wilson from Python

// Here we don't set the env var yet
$ python main.py

// As we didn't set the env var, we get the default value

Hello World from Python

// But if we create an environment variable first
$ $Env:MY_NAME = "Wade Wilson"

// And then call the program again
$ python main.py

// Now it can read the environment variable

Hello Wade Wilson from Python

由于环境变量可以在代码之外设置，但可以被代码读取，并且不必随其他文件一起存储（提交到 git），因此通常将它们用于配置或设置。

你还可以仅为特定程序调用创建环境变量，该环境变量仅对该程序可用，并且仅在其持续期间可用。

为此，请在程序本身之前，在同一行上创建它

// Create an env var MY_NAME in line for this program call
$ MY_NAME="Wade Wilson" python main.py

// Now it can read the environment variable

Hello Wade Wilson from Python

// The env var no longer exists afterwards
$ python main.py

Hello World from Python

提示

你可以在 The Twelve-Factor App: Config 中了解更多信息。

类型和验证

这些环境变量只能处理文本字符串，因为它们独立于 Python，并且必须与其他程序和系统的其余部分（甚至与不同的操作系统，如 Linux、Windows、macOS）兼容。

这意味着从环境变量中读取的任何值在 Python 中都将是 str，任何转换为不同类型或任何验证都必须在代码中完成。

PATH 环境变量

有一个特殊的环境变量叫做 PATH，操作系统（Linux、macOS、Windows）使用它来查找要运行的程序。

变量 PATH 的值是一个长字符串，在 Linux 和 macOS 上由冒号 : 分隔的目录组成，在 Windows 上由分号 ; 分隔。

例如，PATH 环境变量可能如下所示：

/usr/local/bin:/usr/bin:/bin:/usr/sbin:/sbin

这意味着系统应该在这些目录中查找程序：

  • /usr/local/bin
  • /usr/bin
  • /bin
  • /usr/sbin
  • /sbin
C:\Program Files\Python312\Scripts;C:\Program Files\Python312;C:\Windows\System32

这意味着系统应该在这些目录中查找程序：

  • C:\Program Files\Python312\Scripts
  • C:\Program Files\Python312
  • C:\Windows\System32

当你在终端中输入命令时，操作系统会在 PATH 环境变量中列出的每个目录中查找程序。

例如，当你在终端中输入 python 时，操作系统会在该列表中的第一个目录中查找名为 python 的程序。

如果找到，则会使用它。否则它会继续在其他目录中查找。

安装 Python 并更新 PATH

安装 Python 时，你可能会被问是否要更新 PATH 环境变量。

假设你安装了 Python，它最终位于目录 /opt/custompython/bin 中。

如果你同意更新 PATH 环境变量，则安装程序会将 /opt/custompython/bin 添加到 PATH 环境变量中。

它可能看起来像这样：

/usr/local/bin:/usr/bin:/bin:/usr/sbin:/sbin:/opt/custompython/bin

这样，当你在终端中输入 python 时，系统将在 /opt/custompython/bin（最后一个目录）中找到 Python 程序并使用它。

假设你安装了 Python，它最终位于目录 C:\opt\custompython\bin 中。

如果你同意更新 PATH 环境变量，则安装程序会将 C:\opt\custompython\bin 添加到 PATH 环境变量中。

C:\Program Files\Python312\Scripts;C:\Program Files\Python312;C:\Windows\System32;C:\opt\custompython\bin

这样，当你在终端中输入 python 时，系统将在 C:\opt\custompython\bin（最后一个目录）中找到 Python 程序并使用它。

这样，当你在终端中输入 python 时，系统将在 /opt/custompython/bin（最后一个目录）中找到 Python 程序并使用它。

所以，如果你输入

$ python

系统将找到 /opt/custompython/bin 中的 python 程序并运行它。

这大致等同于输入

$ /opt/custompython/bin/python

系统将找到 C:\opt\custompython\bin\python 中的 python 程序并运行它。

这大致等同于输入

$ C:\opt\custompython\bin\python

此信息在学习虚拟环境时会很有用。

总结

有了这些，你应该对环境变量是什么以及如何在 Python 中使用它们有了基本的了解。

你还可以在维基百科的环境变量中阅读更多相关内容。

在许多情况下，环境变量的用处和适用性并不立即显而易见。但它们在开发过程中会出现在许多不同的场景中，因此了解它们是很有益的。

例如，你将在下一节关于虚拟环境中需要此信息。