Python常用标准库学习

前言

Python常用标准库的学习，随手做下笔记

sys 模块

1. sys.exit(code)

sys.exit(code) 的功能是退出程序。

参数 code，退出代码，通常 0 代表正常退出，其它值代码异常退出
返回值，无

演示 sys.exit(code) 的例子：

import sys

print('hello')
sys.exit(0)
print('world')

程序打印 hello 后即退出了，不会执行下一条语句 print(‘world’)。

2. sys.argv

2.1 命令行参数

在 windows 和 linux 中，操作系统提供了命令行的控制方式，用户输入命令完成任务。例如，建立一个目录，输入如下命令：

1	`C:\> mkdir test`

这条命令创建了一个名称为 test 的目录，字符串 ‘mkdir’ 和字符串 ‘test’ 被称为命令行参数。

2.2 Python 程序的命令行参数

Python 将命令行参数保存在 sys 模块中的 argv 变量中：

sys.argv 是一个数组
数组中存储的是字符串

在命令行模式下，使用 python 解释器执行程序 program.py：

1	`C:\> python program.py argument`

则命令行参数 sys.argv 等于 [‘program.py’, ‘argument’]，注意：

输入的命令行由 3 个单词构成，但是命令行参数不包括 ‘python’
命令行参数包括 python 程序文件名，即 ‘program.py’

sys.argv

以列表的方式获取运行 python 程序的命令行参数，其中， sys.argv[0] 通常指该 python程序本身， sys.argv[1] 代表第一个参数， sys.argv[2] 代表第二个参数，以此类推

import sys


def start(argv):
    if len(argv) < 4:
        print('请提供三个参数')
        return
    print(f'程序名:{argv[0]}')
    print(f'第一个参数:{argv[1]}')
    print(f'第二个参数:{argv[2]}')
    print(f'第三个参数:{argv[3]}')

if __name__ == '__main__':
    try:
        start(sys.argv[0:])
    except KeyboardInterrupt:
        print('interrupted by user, killing all threads')

3. 标准输入、标准输出、标准出错

3.1 概述

Python 程序将键盘抽象成一个可读的文件，从键盘读取用户输入，类似于从文件中读取数据；Python 程序将屏幕抽象成一个可写的文件，向屏幕输出数据，类似于向文件中写数据。

Python 程序执行时会自动打开三个文件：

标准输入文件（stdin），通常对应终端的键盘
标准输出文件（stdout），对应终端的屏幕
标准错误输出文件（stderr），对应终端的屏幕

程序将从标准输入文件读取用户输入，将正常输出数据输出到标准输出文件，而将错误信息输出到标准错误文件。

3.2 sys.stdin

sys.stdin 是 python 程序的标准输入

import sys


line = sys.stdin.readline()

print(f'你输入的为{line}')

sys.stdin

3.3 sys.stdout

sys.stdout 是 python 程序的标准输出

import sys

sys.stdout.write('这是')
sys.stdout.write('python标准库的')
sys.stdout.write('sys模块')

输出结果为

1	`这是python标准库的sys模块`

从输出可以看出，sys.stdout.write(text) 和 print(text) 的区别：

print(text) 输出 text 后会自动换行
sys.stdout.write(text) 输出 text 后不会自动换行

3.4 sys.stderr

sys.stderr 是 python 程序的标准出错，与 sys.stdout 相比：

两者都是将数据输出到屏幕
将正常的信息输出到 sys.stdout
将错误的信息输出到 sys.stderr

3.5 打印下载速度

Python 中的内置函数 print(text) 会自动的加入换行，而在某些场景下，不希望输出换行

程序在运行的过程中，断断续续的输出如下文本：

Downloading 1%
Downloading 2%
…
Downloading 100%

如果使用 print(text)，就会输出 100 行，无法达到上图的效果。

使用 sys.stdout.write(text) 可以控制程序输出在同一行

import sys
import time


for rate in range(100): # 使用for循环模拟下载的过程，总共输出100行文本
    text = 'Downloading %d%%' % rate
    sys.stdout.write(text)  # 打印当前下载的速度
    sys.stdout.write('\r')  # 输出'\r'， 将光标移动到行首， 仅仅输出一个字符'\r'，不会在额外输出换行
    time.sleep(1)

4. sys.path

Python 的模块是一个普通的 Python 文件，例如 os 模块对应的文件是 os.py。os 模块是 Python 自带的模块，如果 Python 安装到 C:\Python3 目录下，在 C:\Python3\Lib 目录下能找到 os.py，即 os.py 的完整路径是 C:\Python3\Lib\os.py

sys.path 是一个列表，列表保存了多个路径名

1
2
3

import sys

print(sys.path)

Python 使用 ‘import os’ 引入 os 模块，注意：Python 使用模块名而不是模块的完整路径引入模块。

Python 查找模块 os 的过程如下：

在 sys.path[0] 指向的目录 C:\Python3\DLLs 下查找文件 os.py
在 sys.path[1] 指向的目录 C:\Python3\lib 下查找文件 os.py
…

5. sys.version

sys.version 记录了 Python 的版本

6. sys.platform

sys.version 记录了操作系统的型号。

getopt模块

1. 命令行参数

Python 提供了 getopt 模块来获取命令行参数。

getopt 语法格式如下：

1	`getopt.getopt(args, options[, long_options])`

getopt 是对 sys.argv获取的命令行参数进行二次处理。在运行程序的时候，可能需要根据不同的条件，输入不同的命令行选项来实现不同的功能，比如-u代表后面是用户，-p代表后面是密码。调用getopt.getopt()会返回两个列表，第一个列表复制给opts，第二个列表复制给args。

args: 要解析的命令行参数列表。
options: 以字符串的格式定义，options 后的冒号 : 表示该选项必须有附加的参数，不带冒号表示该选项不附加参数。
long_options: 以列表的格式定义，long_options 后的等号 = 表示如果设置该选项，必须有附加的参数，否则就不附加参数。

该方法返回值由两个元素组成: 第一个是 (option, value) 元组的列表。第二个是参数列表，包含那些没有 - 或 – 的参数。

import sys
import getopt

opts, args = getopt.getopt(sys.argv[1:], "u:p:", ["file="])
print(f'opts输出结果为{opts}')
print(f'args输出结果为{args}')

执行

1	`python3 demo.py -u user -p password --file=demo.txt hello,python`

输出结果

1 2	`opts输出结果为[('-u', 'user'), ('-p', 'password'), ('--file', 'demo.txt')] args输出结果为['hello,python']`

➡ 使用sys.gray[1:] 是为过滤第一个参数（第一个参数为python本身）

➡ “-u:-h” 为定义短格式选项（ - ）。这里的h 和 u 为两个选项。 “h” 后面没有 “:” 表示h这个选项没有选项值， “u”后面有”:” 就必须有选项值

➡ [“help”, “file=”] 为定义长格式选项（–）。这里的 “=” 和短格式选项中的 “:” 一样，后面必须跟选项值

2. 示例

2.1 短选项模式

定义一个 site() 函数，然后通过命令行输入站点名称 name 和网址 url，可以用缩写 n 和 u:

import sys
import getopt


def site():
    name = None
    url = None

    argv = sys.argv[1:]

    try:
        # 短选项模式
        opts, args = getopt.getopt(argv, "n:u:")

    except:
        print("Error")

    for opt, arg in opts:
        if opt in ['-n']:
            name = arg
        elif opt in ['-u']:
            url = arg

    print( name + " " + url)


site()

测试代码

1	`python3 demo.py -n mochazz -u cyberzone.cloud`

输出结果为

1	`mochazz cyberzone.cloud`

2.2 长选项模式

import sys
import getopt


def site():
    name = None
    url = None

    argv = sys.argv[1:]

    try:
        # 长选项模式
        opts, args = getopt.getopt(argv, "n:u:", ["name=", "url="])

    except:
        print("Error")

    for opt, arg in opts:
        if opt in ['-n', '--name']:
            name = arg
        elif opt in ['-u', '--url']:
            url = arg

    print( name + " " + url)


site()

测试代码

1	`python3 demo.py --name mochazz --url cyberzone.cloud`

输出结果

1	`mochazz cyberzone.cloud`

3. Exception getopt.GetoptError

在没有找到参数列表，或选项的需要的参数为空时会触发该异常。

异常的参数是一个字符串，表示错误的原因。属性 msg 和 opt 为相关选项的错误信息。

3.1 示例

假定创建这样一个脚本，可以通过命令行向脚本文件传递两个文件名，同时通过另外一个选项查看脚本的使用。脚本使用方法如下：

1	`demo.py -i <inputfile> -o <outputfile>`

demo.py 脚本如下

import sys
import getopt


def main(argv):
    inputfile = ''
    outputfile = ''
    try:
        opts, args = getopt.getopt(argv, 'hi:o:', ['ifile=', 'ofile='])
    except getopt.GetoptError:
        print('demo.py -i <inputfile> -o <outputfile>')
        sys.exit(2)
    for opt, arg in opts:
        if opt == '-h':
            print('demo.py -i <inputfile> -o <outputfile>')
            sys.exit()
        elif opt in ('-i', '--ifile'):
            inputfile = arg
        elif opt in ('-i', '--ofile'):
            outputfile = arg
    print(f'输出的文件为: {inputfile}')
    print(f'输出的文件为: {outputfile}')


if __name__ == '__main__':
    main(sys.argv[1:])