Cách cài đặt Python 3 và thiết lập môi trường lập trình cục bộ trên Windows 10

Giới thiệu

Python là một ngôn ngữ lập trình đa năng có thể được sử dụng cho nhiều dự án lập trình khác nhau. Được xuất bản lần đầu vào năm 1991 với tên lấy cảm hứng từ nhóm hài kịch người Anh Monty Python, nhóm phát triển muốn làm cho Python trở thành một ngôn ngữ thú vị để sử dụng. Dễ thiết lập và được viết theo phong cách tương đối đơn giản với phản hồi ngay lập tức về lỗi, Python là một lựa chọn tuyệt vời cho người mới bắt đầu và nhà phát triển có kinh nghiệm. Python 3 là phiên bản mới nhất của ngôn ngữ và được coi là tương lai của Python.

Hướng dẫn này sẽ hướng dẫn bạn cài đặt Python 3 trên máy Windows 10 cục bộ của bạn và thiết lập môi trường lập trình thông qua dòng lệnh.

Điều kiện tiên quyết

Bạn sẽ cần một máy tính Windows 10 có quyền truy cập quản trị được kết nối với internet.

Bước 1 - Mở và cấu hình PowerShell

Chúng tôi sẽ hoàn thành hầu hết quá trình cài đặt và thiết lập trên giao diện dòng lệnh, đây là một cách không đồ họa để tương tác với máy tính của bạn. Tức là, thay vì nhấp vào các nút, bạn cũng sẽ nhập văn bản và nhận phản hồi từ máy tính của mình thông qua văn bản. Dòng lệnh, còn được gọi là trình bao, có thể giúp bạn sửa đổi và tự động hóa nhiều tác vụ bạn thực hiện trên máy tính mỗi ngày, và là một công cụ cần thiết cho các nhà phát triển phần mềm.

PowerShell là một chương trình từ Microsoft cung cấp giao diện shell dòng lệnh. Các nhiệm vụ quản trị được thực hiện bằng cách chạy cmdlets, được phát âm lệnh cho phép, các lớp chuyên biệt của khung phần mềm .NET có thể thực hiện các hoạt động. Có nguồn mở vào tháng 8 năm 2016, PowerShell hiện có sẵn trên các nền tảng cho cả hệ thống Windows và UNIX (bao gồm cả Mac và Linux).

Để tìm Windows PowerShell, bạn có thể nhấp chuột phải vào biểu tượng menu Bắt đầu ở góc dưới bên trái của màn hình. Khi trình đơn bật lên, bạn nên nhấp vào “Tìm kiếm”, sau đó nhập â € œPowerShellâ € vào thanh tìm kiếm. Khi bạn được hiển thị các tùy chọn, nhấp chuột phải vào “Windows PowerShell”, ứng dụng Desktop. Vì mục đích của chúng tôi, chúng tôi sẽ chọn "Quản trị viên làm quản trị viên". Khi bạn được nhắc bằng hộp thoại hỏi bạn có muốn cho phép ứng dụng này thực hiện thay đổi đối với PC của bạn không? Nhấp vào â € œCó .â €

Một khi bạn làm điều này, bạn sẽ thấy một giao diện dựa trên văn bản có một chuỗi các từ trông giống như sau:

Chúng ta có thể chuyển đổi khỏi thư mục hệ thống bằng cách gõ lệnh sau:

cd ~

Sau đó, chúng tôi sẽ nằm trong một thư mục như PS C:UsersSammy.

Để tiếp tục quá trình cài đặt của chúng tôi, chúng tôi sẽ thiết lập một số quyền thông qua PowerShell. Được định cấu hình để chạy ở chế độ an toàn nhất theo mặc định, có một vài cấp độ quyền mà bạn có thể thiết lập với tư cách quản trị viên:

• Bị giới hạn là chính sách thực thi mặc định, dưới chế độ này, bạn sẽ không thể chạy tập lệnh và PowerShell sẽ chỉ hoạt động như một trình bao tương tác.
• AllSigned sẽ cho phép bạn chạy tất cả các tập lệnh và tệp cấu hình được nhà xuất bản tin cậy ký, nghĩa là bạn có khả năng mở máy của mình với nguy cơ chạy các tập lệnh độc hại do nhà xuất bản đáng tin cậy ký.
• RemoteSigned sẽ cho phép bạn chạy các tập lệnh và tệp cấu hình được tải xuống từ internet được các nhà xuất bản đáng tin cậy ký, một lần nữa mở máy của bạn đến các lỗ hổng nếu các tập lệnh đáng tin cậy này thực sự độc hại.
• Không hạn chế sẽ chạy tất cả các tập lệnh và tệp cấu hình được tải xuống từ internet ngay sau khi bạn xác nhận rằng bạn hiểu rằng tệp đã được tải xuống từ internet. Trong trường hợp này không yêu cầu chữ ký số để bạn có thể mở máy tính của mình với nguy cơ chạy các tập lệnh chưa được ký và có khả năng gây hại được tải xuống từ internet.

Chúng tôi sẽ sử dụng chính sách thực thi RemoteSigned để thiết lập quyền cho người dùng hiện tại cho phép PowerShell chấp nhận các tập lệnh đã tải xuống mà chúng tôi tin tưởng mà không thực hiện các quyền rộng như chúng có quyền hạn chế. Trong PowerShell, hãy gõ:

Set-ExecutionPolicy -Scope CurrentUser

PowerShell sau đó sẽ nhắc chúng tôi cung cấp chính sách thực thi và vì chúng tôi muốn sử dụng RemoteSigned, chúng tôi sẽ nhập:

RemoteSigned

Khi chúng tôi nhấn enter weâ € ™ sẽ được hỏi nếu chúng tôi muốn thay đổi chính sách thực hiện. Nhập chữ cái y cho â € œyes, â € và cho phép các thay đổi có hiệu lực. Chúng tôi có thể xác nhận rằng điều này làm việc bằng cách yêu cầu các quyền hiện tại trên máy bằng cách gõ:

Get-ExecutionPolicy -List

Bạn sẽ nhận được đầu ra trông giống như sau:

Output        Scope ExecutionPolicy
        ----- ---------------
MachinePolicy       Undefined
   UserPolicy       Undefined
      Process       Undefined
  CurrentUser    RemoteSigned
 LocalMachine       Undefined

Điều này xác nhận rằng người dùng hiện tại có thể chạy các tập tin đáng tin cậy được tải xuống từ internet. Bây giờ chúng ta có thể tiếp tục tải xuống các tệp, chúng ta sẽ cần phải thiết lập môi trường lập trình Python của chúng ta.

Bước 2 - Cài đặt Package Manager Chocolatey

A quản lý gói là một tập hợp các công cụ phần mềm hoạt động để tự động hóa các quá trình cài đặt bao gồm cài đặt ban đầu, nâng cấp và cấu hình phần mềm, và gỡ bỏ phần mềm khi cần thiết. Chúng giữ các phần mềm cài đặt ở vị trí trung tâm và có thể duy trì tất cả các gói phần mềm trên hệ thống theo các định dạng thường được sử dụng.

Chocolatey là một trình quản lý gói dòng lệnh được xây dựng cho Windows hoạt động như apt-get trên Linux. Có sẵn trong phiên bản nguồn mở, Chocolatey sẽ giúp bạn nhanh chóng cài đặt các ứng dụng và công cụ và chúng tôi sẽ sử dụng nó để tải xuống những gì chúng tôi cần cho môi trường phát triển của mình.

Trước khi chúng tôi cài đặt kịch bản, hãy đọc nó để xác nhận rằng chúng tôi hài lòng với những thay đổi mà nó sẽ thực hiện cho máy của chúng tôi. Để thực hiện điều này, chúng ta sẽ sử dụng .NET scripting framework để tải xuống và hiển thị kịch bản Chocolatey trong cửa sổ terminal. Chúng tôi sẽ tạo đối tượng WebClient được gọi là $script (bạn có thể gọi nó là bất cứ điều gì bạn muốn miễn là bạn sử dụng $ là ký tự đầu tiên), chia sẻ cài đặt kết nối Internet với Internet Explorer:

$script = New-Object Net.WebClient

Hãy xem xét các tùy chọn mà chúng tôi có sẵn cho chúng tôi bằng cách đường ống đối tượng đến Get-Member lớp để trả về tất cả các thành viên (thuộc tính và phương thức) của đối tượng WebClient này:

$script | Get-Member

Snippet of Output . . .
DownloadFileAsync         Method     void DownloadFileAsync(uri address, string fileName), void DownloadFileAsync(ur...
DownloadFileTaskAsync     Method     System.Threading.Tasks.Task DownloadFileTaskAsync(string address, string fileNa...
DownloadString            Method     string DownloadString(string address), string DownloadString(uri address) #method we will use 
DownloadStringAsync       Method     void DownloadStringAsync(uri address), void DownloadStringAsync(uri address, Sy...
DownloadStringTaskAsync   Method     System.Threading.Tasks.Task[string] DownloadStringTaskAsync(string address), Sy…
 . . . 

Nhìn qua đầu ra, chúng ta có thể xác định DownloadString mà chúng ta có thể sử dụng để hiển thị kịch bản và chữ ký trong cửa sổ PowerShell. Hãy thực hiện phương pháp này:

$script.DownloadString("https://chocolatey.org/install.ps1")

Sau khi chúng tôi kiểm tra kịch bản, chúng tôi có thể cài đặt Chocolatey bằng cách nhập thông tin sau vào PowerShell:

iwr https://chocolatey.org/install.ps1 -UseBasicParsing | iex

Lệnh ghép ngắn iwr hoặc là Invoke-WebRequest cho phép chúng tôi trích xuất dữ liệu từ web. Điều này sẽ chuyển kịch bản đến iex hoặc là Invoke-Expression cmdlet, sẽ thực thi nội dung của tập lệnh, chạy tập lệnh cài đặt cho trình quản lý gói Chocolatey.

Cho phép PowerShell cài đặt Chocolatey. Sau khi cài đặt xong, chúng tôi có thể bắt đầu cài đặt các công cụ bổ sung với choco chỉ huy.

Nếu chúng ta cần nâng cấp Chocolatey bất kỳ lúc nào trong tương lai, chúng tôi có thể chạy lệnh sau:

choco upgrade chocolatey

Với trình quản lý gói của chúng tôi đã cài đặt, chúng tôi có thể tiếp tục cài đặt phần còn lại của những gì chúng tôi cần cho môi trường lập trình Python 3 của chúng tôi.

Bước 3 - Cài đặt trình chỉnh sửa văn bản nano (Tùy chọn)

Bây giờ chúng ta sẽ cài đặt nano, một trình soạn thảo văn bản sử dụng giao diện dòng lệnh, mà chúng ta có thể sử dụng để viết các chương trình trực tiếp trong PowerShell. Đây không phải là một bước bắt buộc, vì bạn có thể sử dụng một trình soạn thảo văn bản với giao diện người dùng đồ họa như Notepad, nhưng nano sẽ khiến chúng ta quen với việc sử dụng PowerShell.

Hãy sử dụng Chocolatey để cài đặt nano:

choco install -y nano

Ở đây chúng tôi sử dụng -y gắn cờ để chúng tôi tự động xác nhận rằng chúng tôi muốn chạy tập lệnh mà không bị nhắc.

Khi nano được cài đặt, chúng tôi sẽ có thể sử dụng nano lệnh để tạo các tệp văn bản mới và cuối cùng sẽ sử dụng nó để viết chương trình Python đầu tiên của chúng tôi.

Bước 4 - Cài đặt Python 3

Giống như chúng ta đã làm với nano ở trên, chúng ta sẽ sử dụng Chocolatey để cài đặt Python 3:

choco install -y python3

PowerShell sẽ cài đặt Python 3, tạo ra đầu ra trong PowerShell trong suốt quá trình đó.

Khi quá trình hoàn tất, bạn sẽ thấy kết quả sau:

OutputEnvironment Vars (like PATH) have changed. Close/reopen your shell to
 See the changes (or in powershell/cmd.exe just type 'refreshenv').
The install of python3 was successful.
 Software installed as 'EXE', install location is likely default.

Chocolatey installed 1/1 packages. 0 packages failed.
 See the log for details (C:ProgramDatachocolateylogschocolatey.log).

Khi cài đặt hoàn tất, bạn sẽ muốn xác nhận rằng Python đã được cài đặt và sẵn sàng hoạt động. Để xem các thay đổi, hãy sử dụng lệnh refreshenv hoặc đóng và mở lại PowerShell với tư cách Quản trị viên, sau đó kiểm tra phiên bản Python có sẵn cho bạn trên máy cục bộ của bạn:

python -V

Bạn sẽ nhận được đầu ra như:

OutputPython 3.7.0

Cùng với Python, pip sẽ được cài đặt, sẽ quản lý các gói phần mềm cho Python. Hãy đảm bảo rằng pip được cập nhật bằng cách nâng cấp nó:

python -m pip install --upgrade pip

Với Chocolatey, chúng ta có thể gọi Python 3 bằng python chỉ huy. Chúng tôi sẽ sử dụng -m cờ để chạy mô-đun thư viện dưới dạng tập lệnh, chấm dứt danh sách tùy chọn và từ đó sử dụng pip để cài đặt bản nâng cấp của nó.

Khi Python được cài đặt và cập nhật pip, chúng ta có thể thiết lập một môi trường ảo cho các dự án phát triển của mình.

Bước 5 - Thiết lập môi trường ảo

Bây giờ chúng ta đã cài đặt Chocolatey, nano và Python, chúng ta có thể tiếp tục tạo môi trường lập trình với venv mô-đun.

Môi trường ảo cho phép bạn có một không gian riêng biệt trên máy tính của bạn cho các dự án Python, đảm bảo rằng mỗi dự án của bạn có thể có bộ phụ thuộc riêng của nó sẽ không phá vỡ bất kỳ dự án nào khác của bạn.

Việc thiết lập một môi trường lập trình cho phép chúng ta kiểm soát tốt hơn các dự án Python của chúng ta và hơn các phiên bản gói khác nhau được xử lý như thế nào. Điều này đặc biệt quan trọng khi làm việc với các gói của bên thứ ba.

Bạn có thể thiết lập nhiều môi trường lập trình Python như bạn muốn. Mỗi môi trường về cơ bản là một thư mục hoặc thư mục trong máy tính của bạn có một vài kịch bản trong nó để làm cho nó hoạt động như một môi trường.

Chọn thư mục bạn muốn đặt môi trường lập trình Python của bạn hoặc tạo một thư mục mới với mkdir, như trong:

mkdir Environments

cd Environments

Một khi bạn đang ở trong thư mục mà bạn muốn môi trường sống, bạn có thể tạo một môi trường bằng cách chạy lệnh sau:

python -m venv my_env

Sử dụng python lệnh, chúng tôi sẽ chạy venv mô-đun thư viện để tạo môi trường ảo trong trường hợp này, chúng tôi đã gọi my_env.

Bản chất, venv thiết lập một thư mục mới chứa một vài mục mà chúng tôi có thể xem với ls chỉ huy:

ls my_env

OutputMode                LastWriteTime         Length Name
----                -------------         ------ ----
d-----        8/22/2016   2:20 PM                Include
d-----        8/22/2016   2:20 PM                Lib
d-----        8/22/2016   2:20 PM                Scripts
-a----        8/22/2016   2:20 PM            107 pyvenv.cfg

Cùng với nhau, các tệp này hoạt động để đảm bảo rằng các dự án của bạn được tách biệt khỏi ngữ cảnh rộng hơn của máy cục bộ của bạn, để tệp hệ thống và tệp dự án không kết hợp. Đây là thực hành tốt để kiểm soát phiên bản và để đảm bảo rằng mỗi dự án của bạn có quyền truy cập vào các gói cụ thể mà nó cần.

Để sử dụng môi trường này, bạn cần phải kích hoạt nó, bạn có thể thực hiện bằng cách gõ lệnh sau gọi script kích hoạt trong Scripts danh mục:

my_envScriptsactivate

Lời nhắc của bạn giờ đây sẽ được đặt trước bằng tên của môi trường của bạn, trong trường hợp này, nó được gọi là my_env:

Tiền tố này cho chúng ta biết rằng môi trường my_env hiện đang hoạt động, có nghĩa là khi chúng ta tạo các chương trình ở đây, chúng sẽ chỉ sử dụng các thiết lập và gói của môi trường cụ thể này.

Bước 6 - Tạo một chương trình đơn giản

Bây giờ chúng ta đã thiết lập môi trường ảo của chúng ta, hãy tạo một chương trình đơn giản "Hello, World!". Điều này sẽ đảm bảo rằng môi trường của chúng tôi đang hoạt động và mang lại cho chúng tôi cơ hội để trở nên quen thuộc hơn với Python nếu chúng tôi chưa có.

Để làm điều này, chúng tôi sẽ mở nano và tạo một tệp mới:

nano hello.py

Khi tệp văn bản mở ra trong Thiết bị đầu cuối, chúng tôi sẽ loại chương trình của chúng tôi:

print("Hello, World!")

Thoát nano bằng cách nhập control và x phím và khi được nhắc lưu tệp nhấn y sau đó enter Chìa khóa.

Khi bạn thoát ra khỏi nano và quay lại trình bao, hãy chạy chương trình:

python hello.py

Chương trình hello.py mà bạn vừa tạo ra sẽ khiến Terminal tạo ra kết quả sau:

OutputHello, World!

Để rời khỏi môi trường, chỉ cần gõ lệnh deactivate và bạn sẽ trở lại thư mục gốc của mình.

Phần kết luận

Xin chúc mừng! Tại thời điểm này, bạn nên có một môi trường lập trình Python 3 được thiết lập trên máy Windows 10 cục bộ của bạn và có thể bắt đầu một dự án mã hóa!

Để thiết lập Python 3 trên máy tính khác, hãy làm theo hướng dẫn môi trường lập trình cục bộ cho Ubuntu 16.04, Debian 8, CentOS 7, hoặc là hệ điều hành Mac. Bạn cũng có thể đọc về cài đặt Python và thiết lập môi trường lập trình trên máy chủ Ubuntu 16.04, đặc biệt hữu ích khi làm việc trên các nhóm phát triển.

Với máy tính sẵn có của bạn đã sẵn sàng cho phát triển phần mềm, bạn có thể tiếp tục tìm hiểu thêm về cách viết mã bằng Python bằng cách làm theo â € œTìm hiểu các kiểu dữ liệu bằng Python 3â € và â € œCách sử dụng các biến trong Python 3â €.