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「Python 的兩條路」：一次搞懂 sys.path (找 .py) 與 os.environ[‘PATH’] (找 .exe) 的愛恨情仇

在 Python 開發過程中，你一定遇過以下兩種令人抓狂的錯誤：

ModuleNotFoundError: No module named 'xxx'
'pip' 不是內部或外部命令、可執行的程式或批次檔。

雖然它們都跟「找不到東西」有關，但背後的元兇完全不同。
這篇教學將帶你深入 Python 的「兩條路」，
徹底釐清 Python 模組路徑 (sys.path) 與 系統環境變數 (PATH) 的區別。

1. 觀念速覽：圖書館 vs. 商店街

如果把你的電腦比喻成一座城市：

A. `sys.path` (Python 的圖書館索書號)

誰在用？ Python 直譯器 (當你寫 import 時)。
找什麼？ 找 .py 檔案 或 套件資料夾。
比喻：就像你在圖書館要找一本「參考書」。你必須查閱「索書清單 (sys.path)」，清單上列出的書架（資料夾），Python 才會走過去找。如果書架上沒有這本書，Python 就會雙手一攤說找不到。

B. `os.environ['PATH']` (作業系統的商店導航)

誰在用？ Windows/Mac/Linux 作業系統 (當你在終端機打指令時)。
找什麼？ 找 .exe 執行檔。
- 基礎工具：python.exe, pip.exe, git.exe, notepad.exe
- 外部依賴：
  - Tesseract OCR (tesseract.exe)：做文字辨識時必備。
  - Graphviz (dot.exe)：畫流程圖時，Python 的 graphviz 套件會呼叫它。
  - FFmpeg (ffmpeg.exe)：多媒體萬用刀。
    - YouTube 下載 (yt-dlp)：需要它來合併高畫質影音。
    - OpenAI Whisper (語音轉文字)：需要它來讀取各種格式的音訊檔並重取樣 (Resample)。
  - Chrome Driver (chromedriver.exe)：網頁爬蟲自動化時需要。
比喻：就像你在街上大喊「我要喝星巴克！」。作業系統會拿出「商店導航地圖 (PATH)」，沿著地圖上的每一條路（資料夾）去尋找有沒有一家店叫做星巴克。如果地圖上的路都找完了還沒看到，系統就會報錯。

超級比一比

⭐ 簡單一句話：一個找 .py，一個找 .exe。

特徵	`sys.path`	`os.environ['PATH']`
主詞 (使用者)	Python 程式碼 (`import`)	終端機 / CMD (Shell)
受詞 (尋找物)	`.py` 模組 / Library	`.exe` 執行檔 / `.bat` 腳本
資料型態	`List` (列表)	`String` (分號隔開的字串)
常見錯誤	`ModuleNotFoundError`	`'xxx' 不是內部或外部命令`

2. 實戰演練：sys.path

讓我們直接用程式碼來看看 Python 到底去哪裡找模組。

import sys

print("=== Python 目前的搜尋路徑 (sys.path) ===")
for path in sys.path:
    print(path)
    
# 通常你會看到：
# 1. 當前腳本所在的資料夾 (空字串 '' 或絕對路徑)
# 2. Python 安裝目錄下的 DLLs, Lib
# 3. site-packages (這是 pip install 套件安裝的地方)

💡 小技巧：臨時加入搜尋路徑

如果你寫了一個 my_tool.py 放在 D:\Tools，
但不想把它安裝成套件，可以直接把它加進 sys.path：

import sys
import os

custom_tool_path = r"D:\Tools"

# 檢查是否已存在，避免重複加入
if custom_tool_path not in sys.path:
    sys.path.append(custom_tool_path)
    print(f"已將 {custom_tool_path} 加入搜尋路徑！")
    
# 現在可以直接 import 該資料夾下的 py 檔了
# import my_tool

3. 實戰演練：os.environ[‘PATH’]

接著我們來看看作業系統的環境變數。
雖然這是 OS 層級的設定，但 Python 可以透過 os 模組來讀取它。

import os

# 取得系統環境變數 PATH
# 在 Windows 上，路徑之間用分號 ';' 隔開
sys_paths = os.environ.get("PATH", "").split(';')

print(f"=== 系統 PATH 共有 {len(sys_paths)} 個搜尋路徑 ===")
# 只印出前 5 個示範，不然太多了
for p in sys_paths[:5]:
    print(p)

💡 如何確認 Python 找不找得到某個指令？

Python 的 shutil 模組有一個 which 函式，行為就跟 Linux 的 which 指令一樣，它會幫你去 PATH 裡面找檔案。

import shutil

# 測試：找找看 python.exe 在哪裡
python_loc = shutil.which("python")
print(f"Python 指令位置: {python_loc}")

# 測試：找找看 notepad (記事本) 在哪裡
notepad_loc = shutil.which("notepad")
print(f"Notepad 指令位置: {notepad_loc}")

# 測試：找找看一個不存在的指令
files_loc = shutil.which("super_mario")
print(f"Mario 指令位置: {files_loc}") # 應該會是 None

4. 進階陷阱：當兩條路交會時 (以 OCR 為例)

這是最容易搞混的地方。有些 Python 套件（如 pytesseract 或 selenium）只是「外殼 (Wrapper)」，它們工作原理是去呼叫外部的 .exe 檔。

經典錯誤案例：Tesseract

你執行 import pytesseract → 成功 (因為 sys.path 裡有 pytesseract 套件)。
你執行 pytesseract.image_to_string(img) → 報錯！ (TesseractNotFoundError)

為什麼？
因為 pytesseract 雖然載入到了 Python 記憶體中，但它底層試圖去呼叫 subprocess.Popen(['tesseract', ...])。
這時候，它依賴的是 作業系統的 PATH 來找到 tesseract.exe。
如果你的 PATH 沒設定好，就算 pip install 了一百次 pytesseract，程式還是跑不動。

解決方案

你要不是去「系統設定」把路徑加進 PATH，就是在 Python 裡指路給它看：

# 解決方案：明確告訴套件 exe 在哪裡，繞過對系統 PATH 的依賴
# pytesseract.pytesseract.tesseract_cmd = r'C:\Program Files\Tesseract-OCR\tesseract.exe'

總結

import 失敗 (ModuleNotFoundError) ➡️ 檢查 sys.path (是不是少裝了套件？還是路徑沒加？)。
執行失敗 (xxx 不是內部指令) ➡️ 檢查 os.environ['PATH'] (是不是沒把 bin 或 Scripts 資料夾加入環境變數？)。

掌握這兩個觀念，能解決 90% 的 Python 環境設定問題！