在 macOS 上安装 Python 3 并设置本地编程环境的方法

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简介

Python 是一种多才多艺的编程语言，可用于许多不同的编程项目。首次发布于 1991 年，其名称受到了英国喜剧团体蒙提·派森的启发，开发团队希望使 Python 成为一种有趣易用的语言。Python 安装简便，采用相对直接的编写风格，并能立即反馈错误信息，适合初学者和经验丰富的开发人员。Python 3 是目前最新版本的语言，被认为是 Python 的未来。

本教程将指导您在本地 macOS 计算机上安装 Python 3，并通过命令行设置编程环境。

先决条件

您需要一台具有管理员访问权限并连接到互联网的 macOS 计算机。

步骤 1 — 打开终端

我们将在命令行上完成大部分安装和设置，这是一种非图形化的与计算机交互的方式。也就是说，您将输入文本并通过文本方式从计算机获得反馈，而不是点击按钮。命令行，也称为 shell，可以帮助您修改和自动化日常在计算机上进行的许多任务，是软件开发人员的重要工具。

macOS 终端是一个应用程序，您可以使用它来访问命令行界面。与任何其他应用程序一样，您可以通过进入 Finder，导航到应用程序文件夹，然后进入实用工具文件夹来找到它。然后，像任何其他应用程序一样双击终端以打开它。或者，您可以使用 Spotlight，按住 command 和 spacebar 键，在弹出的框中键入“终端”来找到它。

!macOS 终端

还有许多终端命令可供学习，可以让您执行更强大的操作。文章 “Linux 终端入门” 可以帮助您更好地了解 Linux 终端，它与 macOS 终端类似。

步骤 2 — 安装 Xcode

Xcode 是一个集成开发环境（IDE），包含了 macOS 的软件开发工具。您可能已经安装了 Xcode。要检查，在您的终端窗口中输入：

xcode-select -p

如果收到以下输出，则表示已安装 Xcode：

/Library/Developer/CommandLineTools

如果收到错误消息，请在您的网络浏览器中安装Xcode 应用商店，并接受默认选项。

安装完 Xcode 后，返回到终端窗口。接下来，您需要安装 Xcode 的单独的命令行工具应用程序，可以通过输入以下命令来完成：

xcode-select --install

此时，Xcode 及其命令行工具应用程序已完全安装，我们准备安装软件包管理器 Homebrew。

步骤 3 — 安装和设置 Homebrew

虽然 OS X 终端具有许多 Linux 终端和其他 Unix 系统的功能，但它不附带一个良好的软件包管理器。软件包管理器是一组软件工具，用于自动化安装过程，包括初始软件安装、软件升级和配置，以及根据需要删除软件。它们将安装在一个中心位置，并可以以常用的格式维护系统上的所有软件包。Homebrew 为 OS X 提供了一个免费且开源的软件包管理系统，简化了在 OS X 上安装软件的过程。

要安装 Homebrew，请在终端窗口中输入以下内容：

/usr/bin/ruby -e "$(curl -fsSL https://raw.githubusercontent.com/Homebrew/install/master/install)"

Homebrew 是用 Ruby 制作的，因此它将修改您计算机的 Ruby 路径。curl 命令从指定的 URL 拉取脚本。此脚本将解释它将要执行的操作，然后暂停该过程以提示您确认。这为您提供了有关脚本将要对系统执行的操作的大量反馈，并为您提供验证过程的机会。

如果需要输入密码，请注意您在终端窗口中的按键不会显示，但它们将被记录，只需在输入密码后按一次 return 键。否则，在提示确认安装时按字母 y 表示“是”。

让我们来看一下与 curl 命令相关的标志：

• -f 或 --fail 标志告诉终端窗口在服务器错误时不提供 HTML 文档输出。
• -s 或 --silent 标志使 curl 静音，不显示进度表，结合 -S 或 --show-error 标志，它将确保 curl 在失败时显示错误消息。
• -L 或 --location 标志告诉 curl 如果服务器报告请求的页面已移动到其他位置，则重新发出请求到新位置。

安装过程完成后，我们将把 Homebrew 目录放在 PATH 环境变量的顶部。这将确保 Homebrew 安装将覆盖 Mac OS X 可能自动选择的工具，这可能与我们正在创建的开发环境相冲突。

您可以使用命令行文本编辑器 nano 创建或打开 ~/.bash_profile 文件，使用 nano 命令：

nano ~/.bash_profile

文件在终端窗口中打开后，写入以下内容：

export PATH=/usr/local/bin:$PATH

要保存更改，按住 control 键和字母 o，然后在提示时按 return 键。现在，您可以通过按住 control 键和字母 x 退出 nano。

要激活这些更改，在终端窗口中输入：

source ~/.bash_profile

完成此操作后，您对 PATH 环境变量所做的更改将生效。

我们可以通过输入以下命令来确保 Homebrew 已成功安装：

brew doctor

如果此时不需要进行任何更新，终端输出将显示：

Your system is ready to brew.

否则，您可能会收到警告，要求运行另一个命令，如 brew update，以确保您的 Homebrew 安装是最新的。

一旦 Homebrew 准备就绪，您就可以安装 Python 3。

第四步 — 安装 Python 3

您可以使用 Homebrew 来搜索您可以使用 brew search 命令安装的所有内容，但为了给我们提供一个更短的列表，让我们来搜索一下只与 Python 相关的软件包或模块：

brew search python

终端将输出一个您可以安装的列表，就像这样：

app-engine-python          micropython                python3                 
boost-python               python                     wxpython                 
gst-python                 python-markdown            zpython                  
homebrew/apache/mod_python               homebrew/versions/gst-python010        
homebrew/python/python-dbus              Caskroom/cask/kk7ds-python-runtime     
homebrew/python/vpython                  Caskroom/cask/mysql-connector-python   

Python 3 将会在列表中。让我们继续安装它：

brew install python3

终端窗口将会给出有关 Python 3 安装过程的反馈，安装完成可能需要几分钟的时间。

除了 Python 3，Homebrew 还会安装 pip、setuptools 和 wheel。

作为 Python 的一个工具，我们将使用 pip 来安装和管理我们在开发项目中可能想要使用的编程包。您可以通过输入以下命令来安装 Python 包：

pip3 install package_name

这里，package_name 可以是任何 Python 包或库，比如 Django 用于 Web 开发或 NumPy 用于科学计算。因此，如果您想要安装 NumPy，可以使用命令 pip3 install numpy。

setuptools 有助于打包 Python 项目，而 wheel 是 Python 的一种构建包格式，可以通过减少编译次数来加快软件生产速度。

要检查您安装的 Python 3 版本，可以输入：

python3 --version

这将输出当前安装的具体版本的 Python，这默认情况下将是可用的最新稳定版本的 Python 3。

要更新您的 Python 3 版本，您可以首先更新 Homebrew，然后再更新 Python：

brew update
brew upgrade python3

确保您的 Python 版本是最新的是一个良好的做法。

第五步 — 创建虚拟环境

现在我们已经安装了 Xcode、Homebrew 和 Python，我们可以继续创建我们的编程环境。

虚拟环境使您可以在计算机上拥有一个隔离的空间用于 Python 项目，确保您的每个项目都可以拥有自己的一组依赖项，而不会干扰您的其他项目。

设置编程环境为我们提供了对 Python 项目和不同版本的软件包如何处理的更大控制权。这在使用第三方软件包时尤为重要。

您可以设置任意数量的 Python 编程环境。每个环境基本上是计算机上的一个目录或文件夹，其中包含一些脚本，使其可以充当环境。

选择您想要将 Python 编程环境放置在哪个目录，或者使用 mkdir 创建一个新目录，如：

mkdir Environments
cd Environments

一旦您进入您想要环境存在的目录，您可以通过运行以下命令来创建一个环境：

python3.7 -m venv my_env

实质上，这个命令创建了一个包含一些项目的新目录（在本例中称为 my_env）：

• pyvenv.cfg 文件指向您用于运行命令的 Python 安装。
• lib 子目录包含 Python 版本的副本，并且其中有一个 site-packages 子目录，一开始是空的，但最终将包含您安装的相关第三方模块。
• include 子目录编译软件包。
• bin 子目录中有 Python 二进制文件的副本，以及用于设置环境的 activate shell 脚本。

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开来，以便系统文件和项目文件不混合。这是版本控制的良好做法，并确保您的每个项目都可以访问它所需的特定软件包。

要使用这个环境，您需要激活它，可以通过输入调用激活脚本的以下命令来完成：

source my_env/bin/activate

现在您的提示符将以您的环境名称为前缀，本例中称为 my_env：

这个前缀让我们知道环境 my_env 当前是活动的，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软件包。

在按照这些步骤之后，您的虚拟环境已经准备好使用。

第6步 — 创建一个示例程序

现在我们已经设置好了虚拟环境，让我们创建一个传统的“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，如果我们还不熟悉的话。

为此，我们将打开一个命令行文本编辑器，比如 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!")

通过输入 control 和 x 键来退出 nano，当提示保存文件时按 y。

一旦退出 nano 并返回到 shell，让我们运行这个程序：

python hello.py

你刚刚创建的 hello.py 程序应该会让终端产生以下输出：

Hello, World!

要离开环境，只需输入 deactivate 命令，你就会回到原来的目录。

结论

恭喜！此时你已经在你的本地 Mac OS X 机器上设置好了 Python 3 编程环境，并可以开始一个编程项目了！

要在另一台计算机上设置 Python 3，请按照 Ubuntu 16.04、Debian 8、CentOS 7 或 Windows 10 的本地编程环境指南。你也可以阅读有关在 Ubuntu 16.04 服务器上安装 Python 和设置编程环境的文章，这在团队开发时特别有用。

有了准备好进行软件开发的本地机器，你可以继续通过阅读“理解 Python 3 中的数据类型”和“如何在 Python 3 中使用变量”来进一步了解 Python 编程。

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