virtualenv, virtualenv-wrapper の使用法（Ubuntu 上）

金子邦彦研究室：　データベース、人工知能（AI)、データサイエンスの融合により不可能を可能にする

【目次】

前準備
Python を使ってみる
virtualenv, virtualenv-wrapper のインストールと設定
virtualenv を用いて Python バージョン3 環境の新規作成
virtualenv を用いて Python バージョン2 環境の新規作成
virtualenv, virtualenv-wrapper の確認
spyder 開発版のインストール
virtualenv の Python バージョン 3 環境でSWIG を使ってみる

前準備

Ubuntu のシステム更新

Ubuntu で OS のシステム更新を行うときは，端末で，次のコマンドを実行する．

Ubuntu のインストールは別ページ »で説明

sudo apt -y update
sudo apt -yV upgrade
sudo /sbin/shutdown -r now

Python3 開発用ファイル，pip, setuptools, venv のインストール（Ubuntu 上）

Python のインストールは行わない（Ubuntu のシステム Python を用いる．）

Python, pip のコマンドでの起動のまとめ．

Ubuntu のシステム Python を用いるとき， python, pip は，次のコマンドで起動できる．

python3 （Ubuntu のシステム Python）
sudo pip3 （pip 3）

Ubuntu での Python 開発環境（JupyterLab, spyder, nteract）のインストール: 別ページ »で説明

Python3 開発用ファイル，pip, setuptools, venv のインストール

端末で，次のコマンドを実行する．

sudo apt -y update
sudo apt -y install python-is-python3 python3-dev python-dev-is-python3 python3-pip python3-setuptools python3-venv build-essential

Python を使ってみる

行列の積, 主成分分析, SVD, k-Means クラスタリングを実行し，性能を確認する．

次のPython プログラムの実行

* Python プログラムを動かすために， Ubuntu では「python3」コマンドを使う．あるいは， PyCharmなどにある Python コンソールも便利である．

import time
import numpy
import numpy.linalg
import sklearn.decomposition
import sklearn.cluster
X = numpy.random.rand(2000, 2000)
Y = numpy.random.rand(2000, 2000)
# 行列の積
a = time.time(); Z = numpy.dot(X, Y); print(time.time() - a)
# 主成分分析
pca = sklearn.decomposition.PCA(n_components = 2)
a = time.time(); pca.fit(X); X_pca = pca.transform(X); print(time.time() - a)
# SVD
a = time.time(); U, S, V = numpy.linalg.svd(X); print(time.time() - a)
# k-means
a = time.time(); 
kmeans_model = sklearn.cluster.KMeans(n_clusters=10, random_state=10).fit(X)
labels = kmeans_model.labels_
print(time.time() - a)

実行結果の例

行列の積: 0.07 秒
主成分分析: 0.28 秒
SVD: 2.44 秒
k-Means クラスタリング: 2.96 秒

virtualenv, virtualenv-wrapper のインストールと設定

端末を開く

virtualenv, virtualenv-wrapper のインストール

sudo pip install -U virtualenv virtualenv-wrapper
sudo pip3 install -U virtualenv virtualenv-wrapper
echo -e "\n# virtualenv and virtualenv-wrapper" >> ~/.profile
echo "export WORKON_HOME=$HOME/.virtualenvs" >> ~/.profile
echo "export VIRTUALENVWRAPPER_PYTHON=/usr/bin/python3" >> ~/.profile
echo "source /usr/local/bin/virtualenv-wrapper.sh" >> ~/.profile
source ~/.profile

virtualenv, virtualenv-wrapper の設定

エラーメッセージが出ていないことを確認

export WORKON_HOME=$HOME/.virtualenvs
export VIRTUALENVWRAPPER_PYTHON=/usr/bin/python3
source /usr/local/bin/virtualenv-wrapper.sh
touch ~/.profile
echo -e "\n# virtualenv and virtualenv-wrapper" >> ~/.profile
echo "export WORKON_HOME=$HOME/.virtualenvs" >> ~/.profile
echo "export VIRTUALENVWRAPPER_PYTHON=/usr/bin/python3" >> ~/.profile
echo "source /usr/local/bin/virtualenv-wrapper.sh" >> ~/.profile
source ~/.profile

virtualenv-wrapper の使い方

mkvirtualenv ＜Python仮想環境名＞: Python仮想環境の新規作成
workon: Python仮想環境の一覧表示
workon ＜Python仮想環境名＞: Python仮想環境の有効化
deactivate: いま有効化されているPython仮想環境の無効化

virtualenv を用いて Python バージョン3 環境の新規作成

新しく端末を開く
システムの python3 のバージョンの確認
```
which python3
python3 --version 
```
Ubuntu 18.04 での実行結果の例

Python バージョン3 環境の新規作成

名前: py36

使用する Python: python3

source /usr/local/bin/virtualenv-wrapper.sh
mkvirtualenv --python=/usr/bin/python3 py36

確認
```
lsvirtualenv 
```
「py36」という新しい Python 環境が作成されたことが分かる
確認の続き
新しく端末を開き，次のコマンドを実行する．
「workon py36」は、py36 の Python 環境の使用を開始するためのコマンド．エラーメッセージが出なければ OK．
```
source /usr/local/bin/virtualenv-wrapper.sh
workon py36
which python
which pip
```

試しに、py36 の Python 環境の Python を使ってみる

source /usr/local/bin/virtualenv-wrapper.sh
workon py36
python 
print(1 + 2)
exit()

virtualenv を用いて Python バージョン 2 環境の新規作成

新しく端末を開く
システムの python のバージョンの確認
Ubuntu 18.04 での実行結果の例

Python 環境の新規作成

名前: py27
使用する Python: /usr/bin/python

source /usr/local/bin/virtualenv-wrapper.sh
mkvirtualenv --python=/usr/bin/python py27

確認
```
lsvirtualenv 
```
「py27」という新しい Python 環境が作成されたことが分かる
確認の続き
新しく端末を開き，次のコマンドを実行する．
「workon py27」は、py27 の Python 環境の使用を開始するためのコマンド．エラーメッセージが出なければ OK．
```
source /usr/local/bin/virtualenv-wrapper.sh
workon py27
which python
which pip
```

試しに、py27 の Python 環境の Python を使ってみる

source /usr/local/bin/virtualenv-wrapper.sh
workon py27
python 
print(1 + 2)
exit()

virtualenv, virtualenv-wrapper の確認

~/.virtualenv ディレクトリ (~/.virtualenv directory)
```
ls ~/.virtualenvs
```

pip と easy_install も同時に準備される

source /usr/local/bin/virtualenv-wrapper.sh
workon py36
which pip
which easy_install

source /usr/local/bin/virtualenv-wrapper.sh
workon py27
which pip
which easy_install

Python のパッケージも同時にインストールされる (Python packages are also installed)

source /usr/local/bin/virtualenv-wrapper.sh
workon py36
pip list

source /usr/local/bin/virtualenv-wrapper.sh
workon py27
pip list

spyder 開発版のインストール

spyder 開発版のインストールを行う．

https://github.com/spyder-ide/spyder に記載の手順に従う

（オプション）もし、Python の仮想環境にインストールしていて、そこにインストールしたいとき、それを有効化する

* Python の仮想環境を有効化したいときに限る

source /usr/local/bin/virtualenv-wrapper.sh
workon ai

インストール操作

sudo pip3 install -U PyQT5
sudo pip3 install -U git+https://github.com/spyder-ide/spyder-kernels
sudo pip3 install -U git+https://github.com/spyder-ide/qtpy
cd /tmp
sudo git clone https://github.com/spyder-ide/spyder.git
cd spyder 
git pull 
python bootstrap.py
sudo python3 setup.py install

「spyder3」で、試しに起動してみる．

virtualenv の Python バージョン 3 環境で SWIG を使ってみる

SWIG のインストール (Install swig)

sudo apt -y update
sudo apt -y install swig

プログラムファイルの作成

http://www.swig.org/Doc1.3/Python.html#Python_nn6 に記載のサンプルプログラム

example.i

%module example

%{
#define SWIG_FILE_WITH_INIT
#include "example.h"
%}

int fact(int n);

example.c

#include "example.h"

int fact(int n) {
    if (n < 0){ /* This should probably return an error, but this is simpler */
        return 0;
    }
    if (n == 0) {
        return 1;
    }
    else {
        /* testing for overflow would be a good idea here */
        return n * fact(n-1);
    }
}

example.h
```
int fact(int n);
```

setup.py

#!/usr/bin/env python

"""
setup.py file for SWIG example
"""

from distutils.core import setup, Extension


example_module = Extension('_example',
                           sources=['example_wrap.c', 'example.c'],
                           )

setup (name = 'example',
       version = '0.1',
       author      = "SWIG Docs",
       description = """Simple swig example from docs""",
       ext_modules = [example_module],
       py_modules = ["example"],
       )

新しく端末を開く

プログラムファイルから、Python で実行可能にするためのファイルを作る

端末で次のように操作

source /usr/local/bin/virtualenv-wrapper.sh
workon py36
swig -python example.i
sudo python3 setup.py build_ext --inplace
ls -la example.* build

python 処理系を起動し、次のプログラムを試してみる
```
import example
example.fact(4)
exit()
```