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第28天:Python 标准库之 sys 模块详解

by 轩辕御龙

“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。

“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”(<code>python</code>)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<code>sys_argv_example.py</code>,其内容为:

在命令行运行该脚本:

加上几个参数试试:

利用好这个属性,可以极大增强 Python 脚本的交互性。

在《第26天: Python 标准库之 os 模块详解》中,我们提到过“查看<code>sys</code>模块中的<code>sys.platform</code>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:

在 Linux 上:

比较一下<code>os.name</code>的结果,不难发现,<code>sys.platform</code>的信息更加准确。

“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<code>sys.byteorder</code>的值为<code>“little”</code>。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:

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<code>sys.byteorder</code>的值为<code>“big”</code>。

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:

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:

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。

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<code>sys.modules</code>和<code>sys.builtin_module_names</code>——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:

A list of strings that specifies the search path for modules. Initialized from the environment variable <code>PYTHONPATH</code>, 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<code>path[0]</code>)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<code>sys.path</code>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 <code>sys_path_example.py</code>):

交互式环境查看属性第一个元素:

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(<code>sys_stdin_example.py</code>)中,我们尝试把这个属性的值改为一个打开的文件对象<code>hello_python.txt</code>,其中包含如下的内容:

由于<code>input()</code>使用的就是标准输入流,因此通过修改<code>sys.stdin</code>的值,我们使用老朋友<code>input()</code>函数,也可以实现对文件内容的读取,程序运行效果如下:

与上一个“标准输入”类似,<code>sys.stdout</code>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<code>sys_stdout_example.py</code>,用来临时生成日志也是十分方便的:

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,<code>sys</code>模块中还存在几个“私有”属性:<code>sys.__stdin__</code>,<code>sys.__stdout__</code>,<code>sys.__stderr__</code>。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<code>sys.stdin</code>、<code>sys.stdout</code>和<code>sys.err</code>恢复为初始值。

<code>sys.getrecursionlimit()</code>和<code>sys.setrecursionlimit()</code>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。

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。

这个函数的作用与 C 语言中的<code>sizeof</code>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<code>1</code>在内存中的大小:

注意,在 Python 中,某类对象的大小并非一成不变的:

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<code>sys.int_info</code>的值为:

在文档中的解释为:

属性

解释

bits_per_digit

number of bits held in each digit. Python integers are stored internally in base <code>2**int_info.bits_per_digit</code>

sizeof_digit

size in bytes of the C type used to represent a digit

指的是 Python 以 2 的<code>sys.int_info.bits_per_digit</code>次方为基来表示整数,也就是说它是“2 的<code>sys.int_info.bits_per_digit</code>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<code>sys.int_info.bits_per_digit</code>次方),就需要多分配 4 个字节用以保存某个整数。

因此在<code>sys.getsizeof()</code>的示例中,我们可以看到<code>2**30-1</code>和<code>2**30</code>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<code>sys.float_info</code>的值则是:

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。

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<code>&gt;&gt;&gt;</code>。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:<code>sys.ps1</code>和<code>sys.ps2</code>

所谓“ps”,应当是“prompts”的简写,即“提示符”。

这两个属性中,<code>sys.ps1</code>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<code>&gt;&gt;&gt;</code>;而第二个<code>sys.ps2</code>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<code>...</code>。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:

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:

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

Python3 标准库-sys 模块

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第28天:Python 标准库之 sys 模块详解

作者:纯洁的微笑

出处:www.ityouknow.com

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