（六）Python对象的重定向

标准流重定向为Python对象

前面介绍过Python流的重定向，但都是在命令行窗口中实现的，不是在同一个Python脚本中做到的。如何在同一个Python脚本中实现标准流的重定向呢？这是本文将要探讨的问题。

标准流对象是在运行Python脚本或者启动Python控制台窗口时通过open函数创建的文件对象的引用。既然是引用，就可以重新进行赋值。被赋值的对象需要满足以下要求：

• 任意提供read()方法的对象都可以赋值给sys.stdin，这样调用sys.stdin.read()就会调用该对象的read()获取数据
• 任意提供write()方法的对象都可以赋值给sys.stdout，这样所有的标准输出都可以发送到该对象的方法中。

这样的对象又称为仿文件对象(file-like object)。

在Python的官方文档中有这样一句描述：“If it looks like a duck and quacks like a duck, it must be a duck.”（看起来像一只鸭子，叫声也像一只鸭子，那么它就是一只鸭子——有点像绕口令。）这种性质在Python中称为polymorphism。从编程的角度来解释，就是如果一类对象它们的属性名和属性行为相似，那么就可以把它们当做相同的类型来使用，无论这些对象是函数，还是类。

根据以上原则，仿文件对象就是文件对象，可以通过read()/readline()/write()等文件方法进行文本的读写操作。

需要指明的是：

• stdin处理所有用户交互的输入（包括调用内建函数input()，同样也会使用stdin）
• stdout处理print()函数的输出（控制台的回显估计也是用这个函数实现的）和input()表达式中的输出（input(str)，str不为None时，函数内部会调用print(str)打印提示信息，再等待用户的输入，用户输入完之后还会回显）
• stderr处理Python解析器自身的指令和错误信息
• 在版本2.7.2中，input()，raw_input()函数内部会调用sys.stdin.readline()方法；在版本3.x中，raw_input()和input()的功能合并，只保留了input()，input()函数内部仍然会调用sys.stdin.readline()方法。而print()函数内部调用sys.stdout.write()方法。

可以通过程序进行简单的测试（测试版本Python 3.3.5 shell）。

>>> class Input(object):    def __init__(self, inStr = ''):        self.txt = inStr    def read(self, size = None):        if size:            block, self.txt = self.txt[:size], self.txt[size:]        else:            block, self.txt = self.txt, ''        return block>>> sys.stdin = Input('hello,world')>>> input('Enter:')Enter:Traceback (most recent call last):  File "<pyshell#6>", line 1, in <module>    input('Enter:')AttributeError: 'Input' object has no attribute 'readline'

由于类Input没有提供readline方法，所以执行input()时失败

>>> class Input(object):    def __init__(self, inStr = ''):        self.txt = inStr    def read(self, size = None):        if size:            block, self.txt = self.txt[:size], self.txt[size:]        else:            block, self.txt = self.txt, ''        return block    def readline(self):        eoln = self.txt.find('\n')        if eoln == -1:            line, self.txt = self.txt, ''        else:            line, self.txt = self.txt[:eoln + 1], self.txt[eoln + 1:]        return line>>> sys.stdin = Input('hello,world')>>> input("Enter: ")Enter: 'hello,world'

以上脚本在v2.7.2的控制台窗口中执行时，必须用raw_input()代替input()，不然会报错。

将类的对象赋值给sys.stdin，使得input()直接调用类的readline()方法。不过如果只调用input()，则类中含有readline()方法就可以了，如：

>>> class Input:def readline(self):return "hello,world">>> sys.stdin = Input()>>> input("Enter: ")Enter: 'hello,world'

需要注意的是在控制台修改sys.stdin/sys.stdout引用之前，最好先保存下原有的流对象，对流对象操作结束之后，再将保存的对象替换回去。如果不这样，就会导致控制台无法回显；quit()，exit()等方法也会失效。如下面的例子：

>>> import sys>>> save = sys.stdout>>> class Output(object):    def __init__(self):        self.txt = ''    def write(self, txt):        self.txt += txt    def writelines(self, txt):        string = ''.join(txt)        self.write(txt)>>> obj = sys.stdout = Output()>>> print("hello,world")>>> 1 + 2>>> "ni hao">>> sys.stdout = save>>> obj.txt"hello,world\n3\n'ni hao'\n"

可以看出修改了sys.stdout之后，控制台无法回显，需要回显的字符都存储在了obj.txt中。只有在恢复stdout的本来流对象之后，才可以正常回显了。

Python中的io模块提供了工具类StringIO和BytesIO，自动完成了上述的重定向的工作。可以不用自己敲代码了，因而十分便利。
例如：

>>> import sys>>> temp = sys.stdout>>> buffer = StringIO()>>> sys.stdout = buffer>>> print("hello,","world")>>> sys.stdout = temp>>> buffer.getvalue()'hello, world\n'

Print()函数的重定向

print()函数在默认的情况下将文本输出到sys.stdout中，可以用一个仿文件对象替换它进行重定位。这样不用修改sys.stdout也可达到前文提到的重定位的效果。具体演示如下：

>>> class Output:def __init__(self):self.txt = ''def write(self, Str):self.txt += Strdef getValue(self):return self.txt>>> buffer = Output()>>> print("hello", file = buffer)>>> print("world", file = buffer)>>> buffer.getValue()'hello\nworld\n'

os.popen()的重定向

第三节中提到popen()方法创建对象时的模式，默认情况下是只读的("r")，可以修改模式为"w"。这样，可以在Python脚本中或者控制台窗口给命令行中的脚本传递文本信息，而无需借助命令行参数。

test_popen.py:

"""test the os.popen"""def Test():        open(r'D:\1.txt').write((input()) #不要使用print(input())或者sys.stdout.write(input())Test()

在MS-DOS窗口执行Python，调出Python命令行窗口，然后敲入以下代码：

>>> import os>>> f = os.popen('python test_popen.py', 'w')>>> f.write('hello,world')#将"hello,world"传递给脚本test_popen.py，因为f.write会修改sys.stdout的行为，所以会导致print()和sys.stdout.write()函数失效11>>> f.close()>>>

打印文件"D:\1.txt"的内容：

os.popen()的重定向和前面提到的标准流的重定向意义是不一样的。标准流的重定向是将输入输出流的目标指定为某个Python对象，这种重定向发生在同一个进程内；os.popen()可以实现不同进程间的信息通信。比如上例中，通过设定写模式，可以将Python控制台的文本传递test_popen.py脚本，运行时，它们分属两个不同进程。类似的Python函数还有subprocess.call()和subprocess.Popen()，比起os.popen()，函数subprocess.Popen在进程通信的控制上更为细致。

可以通过控制台传递文本给脚本：

也可以将脚本执行的结果传递给控制台：

print_helloworld.py:

print "hello,world"

控制台的执行结果：

脚本之间相互传递文本：