Python 标准库之 sys 模块详解 |
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Python sys 模块详解
1. 简介
“sys”即“system”,“系统”之意。该模块提供了一些接口,用于访问 Python 解释器自身使用和维护的变量,同时模块中还提供了一部分函数,可以与解释器进行比较深度的交互。 2. 常用功能 2.1 sys.argv“argv”即“argument value”的简写,是一个列表对象,其中存储的是在命令行调用 Python 脚本时提供的“命令行参数”。 这个列表中的第一个参数是被调用的脚本名称,也就是说,调用 Python 解释器的“命令”(python)本身并没有被加入这个列表当中。这个地方要注意一下,因为这一点跟 C 程序的行为有所不同,C 程序读取命令行参数是从头开始的。 举例来说,在当前目录下新建一个 Python 文件sys_argv_example.py,其内容为: import sys print("The list of command line arguments:\n", sys.argv)在命令行运行该脚本: $ python sys_argv_example.py The list of command line arguments: ['example.py']加上几个参数试试: $ python sys_argv_example.py arg1 arg2 arg3 The list of command line arguments: ['example.py', 'arg1', 'arg2', 'arg3']利用好这个属性,可以极大增强 Python 脚本的交互性。 2.2 sys.platform在《第26天: Python 标准库之 os 模块详解》中,我们提到过“查看sys模块中的sys.platform属性可以得到关于运行平台更详细的信息”,这里我们就来试试: >>> import sys >>> sys.platform 'win32'在 Linux 上: >>> sys.platform 'linux'比较一下os.name的结果,不难发现,sys.platform的信息更加准确。 2.3 sys.byteorder“byteorder”即“字节序”,指的是在计算机内部存储数据时,数据的低位字节存储在存储空间中的高位还是低位。 “小端存储”时,数据的低位也存储在存储空间的低位地址中,此时sys.byteorder的值为“little”。如果不注意,在按地址顺序打印内容的时候,可能会把小端存储的内容打错。当前大部分机器都是使用的小端存储。 所以不出意外的话,你的机器上执行下述交互语句也应当跟我的结果一样: >>> sys.byteorder 'little'而另外还存在一种存储顺序是“大端存储”,即数据的高位字节存储在存储空间的低位地址上,此时sys.byteorder的值为“big”。 这种方式看起来好像很合理也很自然,因为我们一般在书面表示的时候都将低位地址写在左边,高位地址写在右边,大端存储的顺序就很符合人类的阅读习惯。但实际上对机器而言,内存地址并没有左右之分,所谓的“自然”其实并不存在。 抱歉我并没有使用大端存储的机器可以用作演示,因此只能说如果是大端存储的机器上运行 Python,输出结果应该像下面这样,也就是说下面这个示例并非我得到的真实运行结果,仅供参考: >>> sys.byteorder 'big' 2.4 sys.executable该属性是一个字符串,在正常情况下,其值是当前运行的 Python 解释器对应的可执行程序所在的绝对路径。 比如在 Windows 上使用 Anaconda 安装的 Python,该属性的值就是: >>> sys.executable 'E:\\Anaconda\\Anaconda\\python.exe' 2.5 sys.modules该属性是一个字典,包含的是各种已加载的模块的模块名到模块具体位置的映射。 通过手动修改这个字典,可以重新加载某些模块;但要注意,切记不要大意删除了一些基本的项,否则可能会导致 Python 整个儿无法运行。 关于其具体的值,由于内容过多,就不在此给出示例了,读者可以自行查看。 2.6 sys.builtin_module_names该属性是一个字符串元组,其中的元素均为当前所使用的的 Python 解释器内置的模块名称。 注意区别sys.modules和sys.builtin_module_names——前者的关键字(keys)列出的是导入的模块名,而后者则是解释器内置的模块名。 其值示例如下: >>> sys.builtin_module_names ('_abc', '_ast', '_bisect', '_blake2', '_codecs', '_codecs_cn', '_codecs_hk', '_codecs_iso2022', '_codecs_jp', '_codecs_kr', '_codecs_tw', '_collections', '_contextvars', '_csv', '_datetime', '_functools', '_heapq', '_imp', '_io', '_json', '_locale', '_lsprof', '_md5', '_multibytecodec', '_opcode', '_operator', '_pickle', '_random', '_sha1', '_sha256', '_sha3', '_sha512', '_signal', '_sre', '_stat', '_string', '_struct', '_symtable', '_thread', '_tracemalloc', '_warnings', '_weakref', '_winapi', 'array', 'atexit', 'audioop', 'binascii', 'builtins', 'cmath', 'errno', 'faulthandler', 'gc', 'itertools', 'marshal', 'math', 'mmap', 'msvcrt', 'nt', 'parser', 'sys', 'time', 'winreg', 'xxsubtype', 'zipimport', 'zlib') 2.7 sys.pathA list of strings that specifies the search path for modules. Initialized from the environment variable PYTHONPATH, plus an installation-dependent default. 该属性是一个由字符串组成的列表,其中各个元素表示的是 Python 搜索模块的路径;在程序启动期间被初始化。 其中第一个元素(也就是path[0])的值是最初调用 Python 解释器的脚本所在的绝对路径;如果是在交互式环境下查看sys.path的值,就会得到一个空字符串。 命令行运行脚本(脚本代码见示例 sys_path_example.py): $ python sys_path_example.py The path[0] = D:\justdopython\sys_example交互式环境查看属性第一个元素: >>> sys.path[0] '' 3. 进阶功能 3.1 sys.stdin即 Python 的标准输入通道。通过改变这个属性为其他的类文件(file-like)对象,可以实现输入的重定向,也就是说可以用其他内容替换标准输入的内容。 所谓“标准输入”,实际上就是通过键盘输入的字符。 在示例(sys_stdin_example.py)中,我们尝试把这个属性的值改为一个打开的文件对象hello_python.txt,其中包含如下的内容: Hello Python! Just do Python, go~ Go, Go, GO!由于input()使用的就是标准输入流,因此通过修改sys.stdin的值,我们使用老朋友input()函数,也可以实现对文件内容的读取,程序运行效果如下: $ python sys_stdin_example.py Hello Python! Just do Python, go~ Go, Go, GO! 3.2 sys.stdout与上一个“标准输入”类似,sys.stdout则是代表“标准输出”的属性。 通过将这个属性的值修改为某个文件对象,可以将本来要打印到屏幕上的内容写入文件。 比如运行示例程序sys_stdout_example.py,用来临时生成日志也是十分方便的: import sys # 以附加模式打开文件,若不存在则新建 with open("count_log.txt", 'a', encoding='utf-8') as f: sys.stdout = f for i in range(10): print("count = ", i) 3.3 sys.err与前面两个属性类似,只不过该属性标识的是标准错误,通常也是定向到屏幕的,可以粗糙地认为是一个输出错误信息的特殊的标准输出流。由于性质类似,因此不做演示。 此外,sys模块中还存在几个“私有”属性:sys.__stdin__,sys.__stdout__,sys.__stderr__。这几个属性中保存的就是最初定向的“标准输入”、“标准输出”和“标准错误”流。在适当的时侯,我们可以借助这三个属性将sys.stdin、sys.stdout和sys.err恢复为初始值。 3.4 sys.getrecursionlimit() 和 sys.setrecursionlimit()sys.getrecursionlimit()和sys.setrecursionlimit()是成对的。前者可以获取 Python 的最大递归数目,后者则可以设置最大递归数目。因为初学阶段很少用到,因此只做了解。 3.5 sys.getrefcount()在《第12天:Python 之引用》中我们其实已经用到过这个函数,其返回值是 Python 中某个对象被引用的次数。关于“引用”的知识可以回去看看这篇文章。 3.6 sys.getsizeof()这个函数的作用与 C 语言中的sizeof运算符类似,返回的是作用对象所占用的字节数。 比如我们就可以看看一个整型对象1在内存中的大小: >>> sys.getsizeof(1) 28注意,在 Python 中,某类对象的大小并非一成不变的: >>> sys.getsizeof(2**30-1) 28 >>> sys.getsizeof(2**30) 32 3.7 sys.int_info 和 sys.float_info这两个属性分别给出了 Python 中两个重要的数据类型的相关信息。 其中sys.int_info的值为: >>> sys.int_info sys.int_info(bits_per_digit=30, sizeof_digit=4)在文档中的解释为: 属性解释bits_per_digitnumber of bits held in each digit. Python integers are stored internally in base 2**int_info.bits_per_digitsizeof_digitsize in bytes of the C type used to represent a digit指的是 Python 以 2 的sys.int_info.bits_per_digit次方为基来表示整数,也就是说它是“2 的sys.int_info.bits_per_digit次方进制”的数。这样的数每一个为都用 C 类中的 4 个字节来存储。 换句话说,每“进 1 位”(即整数值增加2 的sys.int_info.bits_per_digit次方),就需要多分配 4 个字节用以保存某个整数。 因此在sys.getsizeof()的示例中,我们可以看到2**30-1和2**30之间,虽然本身只差了 1,但是所占的字节后者却比前者多了 4。 而sys.float_info的值则是: >>> sys.float_info sys.float_info(max=1.7976931348623157e+308, max_exp=1024, max_10_exp=308, min=2.2250738585072014e-308, min_exp=-1021, min_10_exp=-307, dig=15, mant_dig=53, epsilon=2.220446049250313e-16, radix=2, rounds=1)其中各项具体的含义就不在这里继续展开了,感兴趣的同学可以参看文档和《深入理解计算机系统》等讲解组成原理的书。 4. 一个有趣的功能接下来让我们放松一下。 每次打开 Python 的交互式界面,我们都会看到一个提示符>>>。不知道你有没有想过要把这个东西换成另外的什么呢? 反正我没想过哈哈——至少在文档中看到这两个属性之前,我确实没有想过。哪两个属性呢? 就这俩货:sys.ps1和sys.ps2 所谓“ps”,应当是“prompts”的简写,即“提示符”。 这两个属性中,sys.ps1代表的是一级提示符,也就是进入 Python 交互界面之后就会出现的那一个>>>;而第二个sys.ps2则是二级提示符,是在同一级内容没有输入完,换行之后新行行首的提示符...。当然,两个属性都是字符串。 好了,知道怎么回事儿就好办了。 现在我们就来一个: >>> sys.ps1 = "justdopython " justdopython li = [1,2,3] justdopython li[0] 1 justdopython提示符已经被改变了,当然,有点长,不大美观哈哈。 咱们换一下: justdopython sys.ps1 = "ILoveYou: " ILoveYou: print("你可真是个小机灵鬼儿!") 你可真是个小机灵鬼儿! ILoveYou:有点儿意思吧? 注意不要忘了在字符串最后加个空格,否则提示符就会和你输入的内容混杂在一起了,会十分难看的哟~ 示例代码:python-100-days 参考资料Python3 标准库-sys 模块 |
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