朱廣蔚 ·Python 中常用的標準庫系列之 sys 模塊
上節(jié)課我們學習了 Python 中的 OS 標準庫 ，這節(jié)課我們來學習下另外一個 標準庫 sys。
1. sys.exit(code)
sys.exit(code) 的功能是退出程序：
- 參數(shù) code，退出代碼，通常 0 代表正常退出，其它值代碼異常退出
- 返回值，無
演示 sys.exit(code) 的例子如下：
import sys
print('hello')
sys.exit(0)
print('world')
- 在第 3 行，打印 hello
- 在第 4 行，退出程序
- 在第 5 行，打印 world
- 已經(jīng)執(zhí)行 sys.exit(0) 退出了程序，不會執(zhí)行該行代碼
運行程序：
C:\> python exit.py
hello
C:\>
可以看到，程序打印 hello 后即退出了。
2. sys.argv
2.1 命令行參數(shù)
在 windows 和 linux 中，操作系統(tǒng)提供了命令行的控制方式，用戶輸入命令完成任務(wù)。例如，建立一個目錄，輸入如下命令：
C:\> mkdir test
這條命令創(chuàng)建了一個名稱為 test 的目錄，字符串 ‘mkdir’ 和字符串 ‘test’ 被稱為命令行參數(shù)。
2.2 Python 程序的命令行參數(shù)
Python 將命令行參數(shù)保存在 sys 模塊中的 argv 變量中：
- sys.argv 是一個數(shù)組
- 數(shù)組中存儲的是字符串
在命令行模式下，使用 python 解釋器執(zhí)行程序 program.py：
C:\> python program.py argument
則命令行參數(shù) sys.argv 等于 [‘program.py’, ‘a(chǎn)rgument’]，注意：
- 輸入的命令行由 3 個單詞構(gòu)成，但是命令行參數(shù)不包括 ‘python’
- 命令行參數(shù)包括 python 程序文件名，即 ‘program.py’
2.3 例子：回顯所有的參數(shù)
編寫程序 echo.py，程序顯示所有的參數(shù)：
import sys
for arg in sys.argv:
print(arg)
程序遍歷數(shù)組 sys.argv，打印數(shù)組中的參數(shù)。在命令行中運行程序:
C:\> python echo.py a b c
echo.py
a
b
c
sys.argv 包括 4 個參數(shù)：‘echo.py’、‘a(chǎn)’、‘b’、‘c’
2.4 例子：命令行計算器
編寫程序 calc.py，對命令行輸入的表達式進行計算，例如：
C:\> python calc.py 1 + 1
2
C:\> python calc.py 2 - 1
2
- 在第 1 行，計算 1 + 1 的結(jié)果
- 在第 3 行，計算 2 - 1 的結(jié)果
注意：數(shù)字和運算符之間必須要有空格
程序 calc.py 的代碼如下：
import sys
if len(sys.argv) != 4:
print('Usage: python calc.py operand [+|-] operand')
sys.exit(0)
left = sys.argv[1]
operator = sys.argv[2]
right = sys.argv[3]
if operator == '+':
print(int(left) + int(right))
if operator == '-':
print(int(left) - int(right))
- 在第 3 行，檢查命令行參數(shù)個數(shù)，正常情況下是 4 個參數(shù)
- 參數(shù) 0 是 ‘calc.py’
- 參數(shù) 1 是左邊的操作數(shù)
- 參數(shù) 2 是操作符
- 參數(shù) 3 是右邊的操作數(shù)
- 在第 7 行到第 9 行，獲取左邊的操作數(shù)、操作符、右邊的操作數(shù)
- 在第 11 行，求和
- 注意，命令行參數(shù)是字符串，需要使用函數(shù) int(string) 轉(zhuǎn)換為整數(shù)
- 在第 14 行，相減
- 注意，命令行參數(shù)是字符串，需要使用函數(shù) int(string) 轉(zhuǎn)換為整數(shù)
3. 標準輸入、標準輸出、標準出錯
3.1 概述
Python 程序?qū)㈡I盤抽象成一個可讀的文件，從鍵盤讀取用戶輸入，類似于從文件中讀取數(shù)據(jù)；Python 程序?qū)⑵聊怀橄蟪梢粋€可寫的文件，向屏幕輸出數(shù)據(jù)，類似于向文件中寫數(shù)據(jù)。
Python 程序執(zhí)行時會自動打開三個文件：
- 標準輸入文件（stdin），通常對應(yīng)終端的鍵盤
- 標準輸出文件（stdout），對應(yīng)終端的屏幕
- 標準錯誤輸出文件（stderr），對應(yīng)終端的屏幕
程序?qū)臉藴瘦斎胛募x取用戶輸入，將正常輸出數(shù)據(jù)輸出到標準輸出文件，而將錯誤信息輸出到標準錯誤文件。
3.2 sys.stdin
sys.stdin 是 python 程序的標準輸入，示例如下：
>>> import sys
>>> line = sys.stdin.readline()
abc
>>> line
'abc\n'
- 在第 2 行，使用 readline() 方法讀取用戶輸入的一行
- 在第 3 行，用戶輸入 abc
3.3 sys.stdout
sys.stdout 是 python 程序的標準輸出，示例如下：
import sys
sys.stdout.write('www')
sys.stdout.write('imooc')
sys.stdout.write('com')
- 在第 3 行，使用 write() 方法向屏幕輸出
運行程序，輸出如下：
wwwimooccom
從輸出可以看出，sys.stdout.write(text) 和 print(text) 的區(qū)別：
- print(text) 輸出 text 后會自動換行
- sys.stdout.write(text) 輸出 text 后不會自動換行
3.4 sys.stderr
sys.stderr 是 python 程序的標準出錯，與 sys.stdout 相比：
- 兩者都是將數(shù)據(jù)輸出到屏幕
- 將正常的信息輸出到 sys.stdout
- 將錯誤的信息輸出到 sys.stderr
3.5 例子：打印下載進度
Python 中的內(nèi)置函數(shù) print(text) 會自動的加入換行，而在某些場景下，不希望輸出換行，例如，打印下載進度，顯示效果如下：
下載進度
程序在運行的過程中，斷斷續(xù)續(xù)的輸出如下文本：
- Downloading 1%
- Downloading 2%
- …
- Downloading 100%
如果使用 print(text)，就會輸出 100 行，無法達到上圖的效果。
使用 sys.stdout.write(text) 可以控制程序輸出在同一行，代碼如下：
import sys
import time
for rate in range(100):
text = 'Downloading %d%%' % rate
sys.stdout.write(text)
sys.stdout.write('\r')
time.sleep(1)
- 在第 2 行，引入 time 模塊，需要使用 time 模塊的 sleep 方法
- 在第 4 行，使用 for 循環(huán)模擬下載的過程，總共輸出 100 行文本
- 在第 6 行，打印當前的下載進度
- 在第 7 行，輸出 ‘\r’，將光標移動到行首
- sys.stdout.write(’\r’) 僅僅輸出一個字符 ‘\r’，不會再額外輸出換行
- 在第 8 行，使用 time.sleep 睡眠 1 秒
4. sys.path
4.1 概述
Python 的模塊是一個普通的 Python 文件，例如 os 模塊對應(yīng)的文件是 os.py。os 模塊是 Python 自帶的模塊，如果 Python 安裝到 C:\Python3 目錄下，在 C:\Python3\Lib 目錄下能找到 os.py，即 os.py 的完整路徑是 C:\Python3\Lib\os.py。
sys.path 是一個列表，列表保存了多個路徑名：
>>> import sys
>>> sys.path
['C:\\Python3\\DLLs', 'C:\\Python3\\lib', 'C:\\Python3\\lib\\plat-win', 'C:\\Python3\\lib\\lib-tk', 'C:\\Python3', 'C:\\Python3\\lib\\site-packages', 'C:\\Python3\\lib\\site-packages\\win32']
Python 使用 ‘import os’ 引入 os 模塊，注意：Python 使用模塊名而不是模塊的完整路徑引入模塊。Python 查找模塊 os 的過程如下：
4.2 例子：自定義模塊查找路徑
本節(jié)演示如何自定義模塊的查找路徑，例子的目錄結(jié)構(gòu)如下：
目錄結(jié)構(gòu)
- 創(chuàng)建目錄 my-modules
mkdir my-modules
- 創(chuàng)建文件 my-modules\utils.py
def add(a, b):
return a + b
def sub(a, b):
return a - b
- 創(chuàng)建文件 main.py
import sys
sys.path.append('my-modules')
import utils
print(utils.add(1, 1))
print(utils.sub(2, 1))
運行程序，輸出結(jié)果：
2
1
5. sys.version
sys.version 記錄了 Python 的版本
如果運行 Python 3：
>>> sys.version
'2.7.0 (v2.7.17, Nov 7 2019, 10:07:09)'
如果運行 Python 2：
>>> sys.version
'3.6.0 (v3.6.0, Dec 23 2016, 08:06:12)'
6. sys.platform
sys.version 記錄了操作系統(tǒng)的型號。
在 windows 中打印 sys.platform:
>>> sys.platform
'win32'
在 linux 中打印 sys.platform:
>>> sys.platform
'linux'
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