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环境变量

在我们进入代码之前，先了解一些 基础知识，帮助我们理解如何使用 Python（以及一般的编程）。让我们先看一下 环境变量。

Tip

如果你已经知道什么是“环境变量”以及如何使用它们，可以跳过这一部分。

环境变量（也称为“env var”）是一个存在于 操作系统 中的变量，不在 Python 代码内，但可以被 Python 代码（或者其他程序）读取。

环境变量对于处理应用程序的 设置、作为 Python 的 安装 一部分等非常有用。

创建和使用环境变量

你可以在 终端（Shell） 中 创建 和使用环境变量，无需 Python：

// 你可以创建一个名为 MY_NAME 的环境变量
$ export MY_NAME="Wade Wilson"

// 然后你可以在其他程序中使用它，比如：
$ echo "Hello $MY_NAME"

Hello Wade Wilson

// 创建一个环境变量 MY_NAME
$ $Env:MY_NAME = "Wade Wilson"

// 在其他程序中使用它，比如：
$ echo "Hello $Env:MY_NAME"

Hello Wade Wilson

在 Python 中读取环境变量

你也可以在 Python 外部 创建环境变量（通过终端或其他方法），然后 在 Python 中读取它们。

例如，你可以有一个文件 main.py，其中包含：

import os

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

Tip

os.getenv() 的第二个参数是默认值。如果没有提供，默认为 None，在这里我们提供 "World" 作为默认值。

然后你可以调用这个 Python 程序：

// 这里我们还没有设置环境变量
$ python main.py

// 因为我们没有设置环境变量，所以得到默认值

Hello World from Python

// 但是，如果我们先创建环境变量
$ export MY_NAME="Wade Wilson"

// 然后再次调用程序
$ python main.py

// 现在它可以读取环境变量

Hello Wade Wilson from Python

// 这里我们还没有设置环境变量
$ python main.py

// 因为我们没有设置环境变量，所以得到默认值

Hello World from Python

// 但是，如果我们先创建环境变量
$ $Env:MY_NAME = "Wade Wilson"

// 然后再次调用程序
$ python main.py

// 现在它可以读取环境变量

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，而且不需要和其他文件一起存储（提交到 git），因此通常用它们来配置或存储 设置。

你还可以为 特定的程序调用 创建环境变量，它仅对该程序有效，并且只在程序运行期间存在。

为此，可以在程序本身之前的同一行创建环境变量：

// 在这一行中为该程序调用创建环境变量 MY_NAME
$ MY_NAME="Wade Wilson" python main.py

// 现在它可以读取环境变量

Hello Wade Wilson from Python

// 程序调用后环境变量不再存在
$ python main.py

Hello World from Python

Tip

你可以在 《The Twelve-Factor App: Config》 中阅读更多相关内容。

类型与验证

这些环境变量只能处理 文本字符串，因为它们在 Python 之外，必须与其他程序和整个系统兼容（甚至与不同操作系统如 Linux、Windows、macOS 兼容）。

这意味着 从环境变量读取的任何值 都将是一个 str 类型，任何转换为其他类型或验证都必须在代码中进行。

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）使用它来查找程序并执行。

PATH 变量的值是一个长字符串，由多个目录组成，Linux 和 macOS 用冒号 : 分隔，Windows 用分号 ; 分隔。

例如，PATH 环境变量可能是这样的：

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

这意味着系统应该在以下目录中查找程序：

  • /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以下目录中查找程序：

  • 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，操作系统会首先在 PATH 中的 第一个目录 查找名为 python 的程序。

如果找到，它就会 使用 该程序。如果没有找到，它会继续在 其他目录 中查找。

安装 Python 和更新 PATH

当你安装 Python 时，可能会被问到是否要更新 PATH 环境变量。

假设你安装了 Python，安装目录是 /opt/custompython/bin。

如果你选择更新 PATH 环境变量，安装程序将会把 /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，系统就会在 /opt/custompython/bin（最后一个目录）中找到 Python 程序，并使用这个版本。

假设你安装了 Python，安装目录是 C:\opt\custompython\bin。

如果你选择更新 PATH 环境变量，安装程序将会把 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，系统就会在 C:\opt\custompython\bin（最后一个目录）中找到 Python 程序，并使用这个版本。

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

因此，如果你输入：

$ python

系统将会 找到 /opt/custompython/bin 中的 python 程序并执行它。

这大致相当于输入：

$ /opt/custompython/bin/python

系统将会 找到 C:\opt\custompython\bin\python 中的 python 程序并执行它。

这大致相当于输入：

$ C:\opt\custompython\bin\python

这些信息将在学习 虚拟环境 时派上用场。

结论

通过这些内容，你应该对 环境变量 有了基本的理解，并知道如何在 Python 中使用它们。

你也可以在 维基百科 上阅读更多有关环境变量的信息。

在许多情况下，环境变量的用途可能不会立即显现出来，但它们会在开发过程中出现在许多不同的场景中，因此了解它们是很有用的。

例如，你将在下一节 虚拟环境 中需要用到这些信息。