10.2. 标准输入、输出和错误
Description: Python from novice to pro
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## 10.2. 标准输入、输出和错误

UNIX 用户已经对标准输入、标准输出和标准错误的概念非常熟悉了。这一节是为其他不熟悉的人准备的。

标准输入和标准错误 (通常缩写为 `stdout` 和 `stderr`) 是内建在每一个 UNIX 系统中的管道。当你 `print` 某些东西时，结果前往 `stdout` 管道；当你的程序崩溃并打印出调试信息 (例如 Python 中的 traceback (错误跟踪)) 的时候，信息前往 `stderr` 管道。通常这两个管道只与你正在工作的终端窗口相联，所以当一个程序打印时，你可以看到输出，而当一个程序崩溃时，你可以看到调试信息。(如果你正在一个基于窗口的 Python IDE 上工作，`stdout` 和 `stderr` 缺省为你的“交互窗口”。)

### 例 10.8. `stdout` 和 `stderr` 介绍

    >>> for i in range(3):
    ...     print 'Dive in'
    Dive in
    Dive in
    Dive in
    >>> import sys
    >>> for i in range(3):
    ...     sys.stdout.write('Dive in')
    Dive inDive inDive in
    >>> for i in range(3):
    ...     sys.stderr.write('Dive in')
    Dive inDive inDive in

| 正如在例 6.9 “简单计数”中看到的，你可以使用 Python 内置的 `range` 函数来构造简单的计数循环，即重复某物一定的次数。
| `stdout` 是一个类文件对象；调用它的 `write` 函数可以打印出你给定的任何字符串。实际上，这就是 `print` 函数真正做的事情；它在你打印的字符串后面加上一个硬回车，然后调用 `sys.stdout.write` 函数。
| 在最简单的例子中，`stdout` 和 `stderr` 把它们的输出发送到相同的地方：Python IDE (如果你在一个 IDE 中的话)，或者终端 (如果你从命令行运行 Python 的话)。和 `stdout` 一样，`stderr` 并不为你添加硬回车；如果需要，要自己加上。

`stdout` 和 `stderr` 都是类文件对象，就像在第 10.1 节 “抽象输入源”中讨论的一样，但是它们都是只写的。它们都没有 `read` 方法，只有 `write` 方法。然而，它们仍然是类文件对象，因此你可以将其它任何 (类) 文件对象赋值给它们来重定向其输出。

### 例 10.9. 重定向输出

    [you@localhost kgp]$ python stdout.py
    Dive in
    [you@localhost kgp]$ cat out.log
    This message will be logged instead of displayed

(在 Windows 上，你要使用 `type` 来代替 `cat` 显示文件的内容。)

如果您还没有下载本书附带的样例程序, 可以 下载本程序和其他样例程序。

    #stdout.py
    import sys

    print 'Dive in'
    saveout = sys.stdout
    fsock = open('out.log', 'w')
    sys.stdout = fsock
    print 'This message will be logged instead of displayed'
    sys.stdout = saveout
    fsock.close()

| 打印输出到 IDE “交互窗口” (或终端，如果从命令行运行脚本的话)。
| 始终在重定向前保存 `stdout`，这样的话之后你还可以将其设回正常。
| 打开一个新文件用于写入。如果文件不存在，将会被创建。如果文件存在，将被覆盖。
| 所有后续的输出都会被重定向到刚才打开的新文件上。
| 这样只会将输出结果“打印”到日志文件中；在 IDE 窗口中或在屏幕上不会看到输出结果。
| 在我们将 `stdout` 搞乱之前，让我们把它设回原来的方式。
| 关闭日志文件。

重定向 `stderr` 以完全相同的方式进行，只要把 `sys.stdout` 改为 `sys.stderr`。

### 例 10.10. 重定向错误信息

    [you@localhost kgp]$ python stderr.py
    [you@localhost kgp]$ cat error.log
    Traceback (most recent line last):
      File "stderr.py", line 5, in ?
        raise Exception, 'this error will be logged'
    Exception: this error will be logged

如果您还没有下载本书附带的样例程序, 可以 下载本程序和其他样例程序。

    #stderr.py
    import sys

    fsock = open('error.log', 'w')
    sys.stderr = fsock
    raise Exception, 'this error will be logged'

| 打开你要存储调试信息的日志文件。
| 将新打开的日志文件的文件对象赋值给 `stderr` 以重定向标准错误。
| 引发一个异常。从屏幕输出上可以注意到这个行为没有 在屏幕上打印出任何东西。所有正常的跟踪信息已经写进 `error.log`。
| 还要注意你既没有显式关闭日志文件，也没有将 `stderr` 设回最初的值。这样挺好，因为一旦程序崩溃 (由于引发的异常)，Python 将替我们清理并关闭文件，因此永远不恢复 `stderr` 不会造成什么影响。然而对于 `stdout`，恢复初始值相对更为重要――你可能会在后面再次操作标准输出。

向标准错误写入错误信息是很常见的，所以有一种较快的语法可以立刻导出信息。

### 例 10.11. 打印到 `stderr`

    >>> print 'entering function'
    entering function
    >>> import sys
    >>> print >> sys.stderr, 'entering function'
    entering function

| `print` 语句的快捷语法可以用于写入任何打开的文件 (或者是类文件对象)。在这里，你可以将单个 `print` 语句重定向到 `stderr` 而且不用影响后面的 `print` 语句。

另一方面，标准输入是一个只读文件对象，它表示从前一个程序到这个程序的数据流。这个对于老的 Mac OS 用户和 Windows 用户可能不太容易理解，除非你受到过 MS-DOS 命令行的影响。在 MS-DOS 命令行中，你可以使用一行指令构造一个命令的链，使得一个程序的输出就可以成为下一个程序的输入。第一个程序只是简单地输出到标准输出上 (程序本身没有做任何特别的重定向，只是执行了普通的 `print` 语句等)，然后，下一个程序从标准输入中读取，操作系统就把一个程序的输出连接到一个程序的输入。

### 例 10.12. 链接命令

    [you@localhost kgp]$ python kgp.py -g binary.xml
    01100111
    [you@localhost kgp]$ cat binary.xml
    <?xml version="1.0"?>
    <!DOCTYPE grammar PUBLIC "-//diveintopython.org//DTD Kant Generator Pro v1.0//EN" "kgp.dtd">
    <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>
    [you@localhost kgp]$ cat binary.xml | python kgp.py -g -
    10110001

| 正如你在第 9.1 节 “概览”中看到的，该命令将只打印一个随机的八位字符串，其中只有 `0` 或者 `1`。
| 该处只是简单地打印出整个 `binary.xml` 文档的内容。(Windows 用户应该用 `type` 代替 `cat`。)
| 该处打印 `binary.xml` 的内容，但是“`|`”字符，称为“管道”符，说明内容不会打印到屏幕上；它们会成为下一个命令的标准输入，在这个例子中是你调用的 Python 脚本。
| 为了不用指定一个文件 (例如 `binary.xml`)，你需要指定“`-`”，它会使得你的脚本从标准输入载入脚本，而不是从磁盘上的特定文件。 (下一个例子更多地说明了这是如何实现的)。所以效果和第一种语法是一样的，在那里你要直接指定语法文件，但是想想这里的扩展性。让我们把 `cat binary.xml` 换成别的什么东西――例如运行一个脚本动态生成语法――然后通过管道将它导入你的脚本。它可以来源于任何地方：数据库，或者是生成语法的元脚本，或者其他。你根本不需要修改你的 `kgp.py` 脚本就可以并入这个功能。你要做的仅仅是从标准输入取得一个语法文件，然后你就可以将其他的逻辑分离出来，放到另一程序中去了。

那么脚本是如何“知道”在语法文件是“`-`”时从标准输入读取? 其实不神奇；它只是代码。

### 例 10.13. 在 `kgp.py` 中从标准输入读取

    def openAnything(source):
        if source == "-":
            import sys
            return sys.stdin

        # try to open with urllib (if source is http, ftp, or file URL)
        import urllib
        try:

    [... snip ...]

| 这是 `toolbox.py` 中的 `openAnything` 函数，以前在第 10.1 节 “抽象输入源”中你已经检视过了。所有你要做的就是在函数的开始加入 3 行代码来检测源是否是“`-`”；如果是，返回 `sys.stdin`。就这么简单！记住，`stdin` 是一个拥有 `read` 方法的类文件对象，所以其它的代码 (在 `kgp.py` 中，在那里你调用了 `openAnything`) 一点都不需要改动。