第 10 章 脚本和流
Description: Python from novice to pro
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## 第 10 章 脚本和流

## 10.1. 抽象输入源

Python 的最强大力量之一是它的动态绑定，而动态绑定最强大的用法之一是类文件(file-like)对象。

许多需要输入源的函数可以只接收一个文件名，并以读方式打开文件，读取文件，处理完成后关闭它。其实它们不是这样的，而是接收一个类文件对象。

在最简单的例子中，类文件对象 是任意一个带有 `read` 方法的对象，这个方法带有一个可选的 `size` 参数，并返回一个字符串。调用时如果没有 `size` 参数，它从输入源中读取所有东西并将所有数据作为单个字符串返回；调用时如果指定了 `size` 参数，它将从输入源中读取 `size` 大小的数据并返回这些数据；再次调用的时候，它从余下的地方开始并返回下一块数据。

这就是从真实文件读取数据的工作方式；区别在于你不用把自己局限于真实的文件。输入源可以是任何东西：磁盘上的文件，甚至是一个硬编码的字符串。只要你将一个类文件对象传递给函数，函数只是调用对象的 `read` 方法，就可以处理任何类型的输入源，而不需要为处理每种类型分别编码。

你可能会纳闷，这和 XML 处理有什么关系。其实 `minidom.parse` 就是一个可以接收类文件对象的函数。

### 例 10.1. 从文件中解析 XML

    >>> from xml.dom import minidom
    >>> fsock = open('binary.xml')
    >>> xmldoc = minidom.parse(fsock)
    >>> fsock.close()
    >>> print xmldoc.toxml()
    <?xml version="1.0" ?>
    <grammar>
    <ref id="bit">
      <p>0</p>
      <p>1</p>
    </ref>
    <ref id="byte">
      <p><xref id="bit"/><xref id="bit"/><xref id="bit"/><xref id="bit"/>\
    <xref id="bit"/><xref id="bit"/><xref id="bit"/><xref id="bit"/></p>
    </ref>
    </grammar>

| 首先，你要打开一个磁盘上的文件。这会提供给你一个文件对象。
| 将文件对象传递给 `minidom.parse`，它调用 `fsock` 的 `read` 方法并从磁盘上的文件读取 XML 文档。
| 确保处理完文件后调用 `close` 方法。`minidom.parse`不会替你做这件事。
| 在返回的 XML 文档上调用 `toxml()` 方法，打印出整个文档的内容。

哦，所有这些看上去像是在浪费大量的时间。毕竟，你已经看到，`minidom.parse` 可以只接收文件名，并自动执行所有打开文件和关闭无用文件的行为。不错，如果你知道正要解析的是一个本地文件，你可以传递文件名而且 `minidom.parse` 可以足够聪明地做正确的事情 (Do The Right Thing™[10])，这一切都不会有问题。但是请注意，使用类文件，会使分析直接从 Internet 上来的 XML 文档变得多么相似和容易！

### 例 10.2. 解析来自 URL 的 XML

    >>> import urllib
    >>> usock = urllib.urlopen('http://slashdot.org/slashdot.rdf')
    >>> xmldoc = minidom.parse(usock)
    >>> usock.close()
    >>> print xmldoc.toxml()
    <?xml version="1.0" ?>
    <rdf:RDF xmlns="http://my.netscape.com/rdf/simple/0.9/"
     xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#">

    <channel>
    <title>Slashdot</title>
    <link>http://slashdot.org/</link>
    <description>News for nerds, stuff that matters</description>
    </channel>

    <image>
    <title>Slashdot</title>
    <url>http://images.slashdot.org/topics/topicslashdot.gif</url>
    <link>http://slashdot.org/</link>
    </image>

    <item>
    <title>To HDTV or Not to HDTV?</title>
    <link>http://slashdot.org/article.pl?sid=01/12/28/0421241</link>
    </item>

    [...snip...]

| 正如在前一章中所看到的，`urlopen` 接收一个 web 页面的 URL 作为参数并返回一个类文件对象。最重要的是，这个对象有一个 `read` 方法，它可以返回 web 页面的 HTML 源代码。
| 现在把类文件对象传递给 `minidom.parse`，它顺从地调用对象的 `read` 方法并解析 `read` 方法返回的 XML 数据。这与 XML 数据现在直接来源于 web 页面的事实毫不相干。`minidom.parse` 并不知道 web 页面，它也不关心 web 页面；它只知道类文件对象。
| 到这里已经处理完毕了，确保将 `urlopen` 提供给你的类文件对象关闭。
| 顺便提一句，这个 URL 是真实的，它真的是一个 XML。它是 Slashdot 站点 (一个技术新闻和随笔站点) 上当前新闻提要的 XML 表示。

### 例 10.3. 解析字符串 XML (容易但不灵活的方式)

    >>> contents = "<grammar><ref id='bit'><p>0</p><p>1</p></ref></grammar>"
    >>> xmldoc = minidom.parseString(contents)
    >>> print xmldoc.toxml()
    <?xml version="1.0" ?>
    <grammar><ref id="bit"><p>0</p><p>1</p></ref></grammar>

| `minidom` 有一个方法，`parseString`，它接收一个字符串形式的完整 XML 文档作为参数并解析这个参数。如果你已经将整个 XML 文档放入一个字符串，你可以使用它代替 `minidom.parse`。

好吧，所以你可以使用 `minidom.parse` 函数来解析本地文件和远端 URL，但对于解析字符串，你使用……另一个函数。这就是说，如果你要从文件、URL 或者字符串接收输入，就需要特别的逻辑来判断参数是否是字符串，然后调用 `parseString`。多不让人满意。

如果有一个方法可以把字符串转换成类文件对象，那么你只要这个对象传递给 `minidom.parse` 就可以了。事实上，有一个模块专门设计用来做这件事：`StringIO`。

### 例 10.4. `StringIO` 介绍

    >>> contents = "<grammar><ref id='bit'><p>0</p><p>1</p></ref></grammar>"
    >>> import StringIO
    >>> ssock = StringIO.StringIO(contents)
    >>> ssock.read()
    "<grammar><ref id='bit'><p>0</p><p>1</p></ref></grammar>"
    >>> ssock.read()
    ''
    >>> ssock.seek(0)
    >>> ssock.read(15)
    '<grammar><ref i'
    >>> ssock.read(15)
    "d='bit'><p>0</p"
    >>> ssock.read()
    '><p>1</p></ref></grammar>'
    >>> ssock.close()

| `StringIO` 模块只包含了一个类，也叫 `StringIO`，它允许你将一个字符串转换为一个类文件对象。 `StringIO` 类在创建实例时接收字符串作为参数。
| 现在你有了一个类文件对象，你可用它做类文件的所有事情。比如 `read` 可以返回原始字符串。
| 再次调用 `read` 返回空字符串。真实文件对象的工作方式也是这样的；一旦你读取了整个文件，如果不显式定位到文件的开始位置，就不可能读取到任何其他数据。`StringIO` 对象以相同的方式进行工作。
| 使用 `StringIO` 对象的 `seek` 方法，你可以显式地定位到字符串的开始位置，就像在文件中定位一样。
| 将一个 `size` 参数传递给 `read` 方法，你还可以以块的形式读取字符串。
| 任何时候，`read` 都将返回字符串的未读部分。所有这些严格地按文件对象的方式工作；这就是术语类文件对象 的来历。

### 例 10.5. 解析字符串 XML (类文件对象方式)

    >>> contents = "<grammar><ref id='bit'><p>0</p><p>1</p></ref></grammar>"
    >>> ssock = StringIO.StringIO(contents)
    >>> xmldoc = minidom.parse(ssock)
    >>> ssock.close()
    >>> print xmldoc.toxml()
    <?xml version="1.0" ?>
    <grammar><ref id="bit"><p>0</p><p>1</p></ref></grammar>

| 现在你可以把类文件对象 (实际是一个 `StringIO`) 传递给 `minidom.parse`，它将调用对象的 `read` 方法并高兴地开始解析，绝不会知道它的输入源自一个硬编码的字符串。

那么现在你知道了如何使用同一个函数，`minidom.parse`，来解析一个保存在 web 页面上、本地文件中或硬编码字符串中的 XML 文档。对于一个 web 页面，使用 `urlopen` 得到类文件对象；对于本地文件，使用 `open`；对于字符串，使用 `StringIO`。现在让我们进一步并归纳一下这些 不同。

### 例 10.6. `openAnything`

    def openAnything(source):
        # try to open with urllib (if source is http, ftp, or file URL)
        import urllib
        try:
            return urllib.urlopen(source)
        except (IOError, OSError):
            pass

        # try to open with native open function (if source is pathname)
        try:
            return open(source)
        except (IOError, OSError):
            pass

        # treat source as string
        import StringIO
        return StringIO.StringIO(str(source))

| `openAnything` 函数接受单个参数，`source`，并返回类文件对象。`source` 是某种类型的字符串；它可能是一个 URL (例如 `'http://slashdot.org/slashdot.rdf'`)，一个本地文件的完整或者部分路径名 (例如 `'binary.xml'`)，或者是一个包含了待解析 XML 数据的字符串。
| 首先，检查 `source` 是否是一个 URL。这里通过强制方式进行：尝试把它当作一个 URL 打开并静静地忽略打开非 URL 引起的错误。这样做非常好，因为如果 `urllib` 将来支持更多的 URL 类型，不用重新编码就可以支持它们。如果 `urllib` 能够打开 `source`，那么 `return` 可以立刻把你踢出函数，下面的 `try` 语句将不会执行。
| 另一方面，如果 `urllib` 向你呼喊并告诉你 `source` 不是一个有效的 URL，你假设它是一个磁盘文件的路径并尝试打开它。再一次，你不用做任何特别的事来检查 `source` 是否是一个有效的文件名 (在不同的平台上，判断文件名有效性的规则变化很大，因此不管怎样做都可能会判断错)。反而，只要盲目地打开文件并静静地捕获任何错误就可以了。
| 到这里，你需要假设 `source` 是一个其中有硬编码数据的字符串 (因为没有别的可以判断的了)，所以你可以使用 `StringIO` 从中创建一个类文件对象并将它返回。(实际上，由于使用了 `str` 函数，所以 `source` 没有必要一定是字符串；它可以是任何对象，你可以使用它的字符串表示形式，只要定义了它的 `__str__` 专用方法。)

现在你可以使用这个 `openAnything` 函数联合 `minidom.parse` 构造一个函数，接收一个指向 XML 文档的 `source`，而且无需知道这个 `source` 的含义 (可以是一个 URL 或是一个本地文件名，或是一个硬编码 XML 文档的字符串形式)，然后解析它。

### 例 10.7. 在 `kgp.py` 中使用 `openAnything`

    class KantGenerator:
        def _load(self, source):
            sock = toolbox.openAnything(source)
            xmldoc = minidom.parse(sock).documentElement
            sock.close()
            return xmldoc

### Footnotes

[10] 这是一部著名的电影。――译注