Python sys 模塊詳解

1. 簡介

“sys”即“system”，“系統”之意。該模塊提供了一些接口，用於訪問 Python 解釋器自身使用和維護的變量，同時模塊中還提供了一部分函數，可以與解釋器進行比較深度的交互。

2. 常用功能

2.1 sys.argv

“argv”即“argument value”的簡寫，是一個列表對象，其中存儲的是在命令行調用 Python 腳本時提供的“命令行參數”。

這個列表中的第一個參數是被調用的腳本名稱，也就是說，調用 Python 解釋器的“命令”（python）本身並沒有被加入這個列表當中。這個地方要注意一下，因為這一點跟 C 程序的行為有所不同，C 程序讀取命令行參數是從頭開始的。

舉例來說，在當前目錄下新建一個 Python 文件sys_argv_example.py，其內容為：

import sys print("The list of command line arguments:\n", sys.argv) 

在命令行運行該腳本：

$ python sys_argv_example.py The list of command line arguments: ['example.py'] 

加上幾個參數試試：

$ python sys_argv_example.py arg1 arg2 arg3 The list of command line arguments: ['example.py', 'arg1', 'arg2', 'arg3'] 

利用好這個屬性，可以極大增強 Python 腳本的交互性。

2.2 sys.platform

在《第26天： Python 標准庫之 os 模塊詳解》中，我們提到過“查看sys模塊中的sys.platform屬性可以得到關於運行平台更詳細的信息”，這里我們就來試試：

>>> import sys >>> sys.platform 'win32' 

在 Linux 上：

>>> sys.platform 'linux' 

比較一下os.name的結果，不難發現，sys.platform的信息更加准確。

2.3 sys.byteorder

“byteorder”即“字節序”，指的是在計算機內部存儲數據時，數據的低位字節存儲在存儲空間中的高位還是低位。

“小端存儲”時，數據的低位也存儲在存儲空間的低位地址中，此時sys.byteorder的值為“little”。如果不注意，在按地址順序打印內容的時候，可能會把小端存儲的內容打錯。當前大部分機器都是使用的小端存儲。

所以不出意外的話，你的機器上執行下述交互語句也應當跟我的結果一樣：

>>> sys.byteorder 'little' 

而另外還存在一種存儲順序是“大端存儲”，即數據的高位字節存儲在存儲空間的低位地址上，此時sys.byteorder的值為“big”。

這種方式看起來好像很合理也很自然，因為我們一般在書面表示的時候都將低位地址寫在左邊，高位地址寫在右邊，大端存儲的順序就很符合人類的閱讀習慣。但實際上對機器而言，內存地址並沒有左右之分，所謂的“自然”其實並不存在。

抱歉我並沒有使用大端存儲的機器可以用作演示，因此只能說如果是大端存儲的機器上運行 Python，輸出結果應該像下面這樣，也就是說下面這個示例並非我得到的真實運行結果，僅供參考：

>>> sys.byteorder 'big' 

2.4 sys.executable

該屬性是一個字符串，在正常情況下，其值是當前運行的 Python 解釋器對應的可執行程序所在的絕對路徑。

比如在 Windows 上使用 Anaconda 安裝的 Python，該屬性的值就是：

>>> sys.executable 'E:\\Anaconda\\Anaconda\\python.exe' 

2.5 sys.modules

該屬性是一個字典，包含的是各種已加載的模塊的模塊名到模塊具體位置的映射。

通過手動修改這個字典，可以重新加載某些模塊；但要注意，切記不要大意刪除了一些基本的項，否則可能會導致 Python 整個兒無法運行。

關於其具體的值，由於內容過多，就不在此給出示例了，讀者可以自行查看。

2.6 sys.builtin_module_names

該屬性是一個字符串元組，其中的元素均為當前所使用的的 Python 解釋器內置的模塊名稱。

注意區別sys.modules和sys.builtin_module_names——前者的關鍵字（keys）列出的是導入的模塊名，而后者則是解釋器內置的模塊名。

其值示例如下：

>>> sys.builtin_module_names ('_abc', '_ast', '_bisect', '_blake2', '_codecs', '_codecs_cn', '_codecs_hk', '_codecs_iso2022', '_codecs_jp', '_codecs_kr', '_codecs_tw', '_collections', '_contextvars', '_csv', '_datetime', '_functools', '_heapq', '_imp', '_io', '_json', '_locale', '_lsprof', '_md5', '_multibytecodec', '_opcode', '_operator', '_pickle', '_random', '_sha1', '_sha256', '_sha3', '_sha512', '_signal', '_sre', '_stat', '_string', '_struct', '_symtable', '_thread', '_tracemalloc', '_warnings', '_weakref', '_winapi', 'array', 'atexit', 'audioop', 'binascii', 'builtins', 'cmath', 'errno', 'faulthandler', 'gc', 'itertools', 'marshal', 'math', 'mmap', 'msvcrt', 'nt', 'parser', 'sys', 'time', 'winreg', 'xxsubtype', 'zipimport', 'zlib') 

2.7 sys.path

A list of strings that specifies the search path for modules. Initialized from the environment variable PYTHONPATH, plus an installation-dependent default.

該屬性是一個由字符串組成的列表，其中各個元素表示的是 Python 搜索模塊的路徑；在程序啟動期間被初始化。

其中第一個元素（也就是path[0]）的值是最初調用 Python 解釋器的腳本所在的絕對路徑；如果是在交互式環境下查看sys.path的值，就會得到一個空字符串。

命令行運行腳本（腳本代碼見示例 sys_path_example.py）：

$ python sys_path_example.py The path[0] = D:\justdopython\sys_example 

交互式環境查看屬性第一個元素：

>>> sys.path[0] ''

2.8 sys.exit

功能：執行到主程序末尾，解釋器自動退出，但是如果需要中途退出程序，可以調用sys.exit函數，帶有一個可選的整數參數返回給調用它的程序，表示你可以在主程序中捕獲對sys.exit的調用。（0是正常退出，其他為異常）

 

3. 進階功能

3.1 sys.stdin

即 Python 的標准輸入通道。通過改變這個屬性為其他的類文件（file-like）對象，可以實現輸入的重定向，也就是說可以用其他內容替換標准輸入的內容。

所謂“標准輸入”，實際上就是通過鍵盤輸入的字符。

在示例（sys_stdin_example.py）中，我們嘗試把這個屬性的值改為一個打開的文件對象hello_python.txt，其中包含如下的內容：

Hello Python!
Just do Python, go~

Go, Go, GO!

由於input()使用的就是標准輸入流，因此通過修改sys.stdin的值，我們使用老朋友input()函數，也可以實現對文件內容的讀取，程序運行效果如下：

$ python sys_stdin_example.py Hello Python! Just do Python, go~ Go, Go, GO! 

3.2 sys.stdout

與上一個“標准輸入”類似，sys.stdout則是代表“標准輸出”的屬性。

通過將這個屬性的值修改為某個文件對象，可以將本來要打印到屏幕上的內容寫入文件。

比如運行示例程序sys_stdout_example.py，用來臨時生成日志也是十分方便的：

import sys # 以附加模式打開文件，若不存在則新建 with open("count_log.txt", 'a', encoding='utf-8') as f: sys.stdout = f for i in range(10): print("count = ", i) 

3.3 sys.err

與前面兩個屬性類似，只不過該屬性標識的是標准錯誤，通常也是定向到屏幕的，可以粗糙地認為是一個輸出錯誤信息的特殊的標准輸出流。由於性質類似，因此不做演示。

此外，sys模塊中還存在幾個“私有”屬性：sys.__stdin__，sys.__stdout__，sys.__stderr__。這幾個屬性中保存的就是最初定向的“標准輸入”、“標准輸出”和“標准錯誤”流。在適當的時侯，我們可以借助這三個屬性將sys.stdin、sys.stdout和sys.err恢復為初始值。

3.4 sys.getrecursionlimit() 和 sys.setrecursionlimit()

sys.getrecursionlimit()和sys.setrecursionlimit()是成對的。前者可以獲取 Python 的最大遞歸數目，后者則可以設置最大遞歸數目。因為初學階段很少用到，因此只做了解。

3.5 sys.getrefcount()

在《第12天：Python 之引用》中我們其實已經用到過這個函數，其返回值是 Python 中某個對象被引用的次數。關於“引用”的知識可以回去看看這篇文章。

3.6 sys.getsizeof()

這個函數的作用與 C 語言中的sizeof運算符類似，返回的是作用對象所占用的字節數。

比如我們就可以看看一個整型對象1在內存中的大小：

>>> sys.getsizeof(1) 28 

注意，在 Python 中，某類對象的大小並非一成不變的：

>>> sys.getsizeof(2**30-1) 28 >>> sys.getsizeof(2**30) 32 

3.7 sys.int_info 和 sys.float_info

這兩個屬性分別給出了 Python 中兩個重要的數據類型的相關信息。

其中sys.int_info的值為：

>>> sys.int_info sys.int_info(bits_per_digit=30, sizeof_digit=4) 

在文檔中的解釋為：

屬性	解釋
bits_per_digit	number of bits held in each digit. Python integers are stored internally in base 2**int_info.bits_per_digit
sizeof_digit	size in bytes of the C type used to represent a digit

指的是 Python 以 2 的sys.int_info.bits_per_digit次方為基來表示整數，也就是說它是“2 的sys.int_info.bits_per_digit次方進制”的數。這樣的數每一個為都用 C 類中的 4 個字節來存儲。

換句話說，每“進 1 位”（即整數值增加2 的sys.int_info.bits_per_digit次方），就需要多分配 4 個字節用以保存某個整數。

因此在sys.getsizeof()的示例中，我們可以看到2**30-1和2**30之間，雖然本身只差了 1，但是所占的字節后者卻比前者多了 4。

而sys.float_info的值則是：

>>> sys.float_info sys.float_info(max=1.7976931348623157e+308, max_exp=1024, max_10_exp=308, min=2.2250738585072014e-308, min_exp=-1021, min_10_exp=-307, dig=15, mant_dig=53, epsilon=2.220446049250313e-16, radix=2, rounds=1) 

其中各項具體的含義就不在這里繼續展開了，感興趣的同學可以參看文檔和《深入理解計算機系統》等講解組成原理的書。

4. 一個有趣的功能

接下來讓我們放松一下。

每次打開 Python 的交互式界面，我們都會看到一個提示符>>>。不知道你有沒有想過要把這個東西換成另外的什么呢？

反正我沒想過哈哈——至少在文檔中看到這兩個屬性之前，我確實沒有想過。哪兩個屬性呢？

就這倆貨：sys.ps1和sys.ps2

所謂“ps”，應當是“prompts”的簡寫，即“提示符”。

這兩個屬性中，sys.ps1代表的是一級提示符，也就是進入 Python 交互界面之后就會出現的那一個>>>；而第二個sys.ps2則是二級提示符，是在同一級內容沒有輸入完，換行之后新行行首的提示符...。當然，兩個屬性都是字符串。

好了，知道怎么回事兒就好辦了。

現在我們就來一個：

>>> sys.ps1 = "justdopython " justdopython li = [1,2,3] justdopython li[0] 1 justdopython 

提示符已經被改變了，當然，有點長，不大美觀哈哈。

咱們換一下：

justdopython sys.ps1 = "ILoveYou: " ILoveYou: print("你可真是個小機靈鬼兒！") 你可真是個小機靈鬼兒！ ILoveYou: 

有點兒意思吧？

注意不要忘了在字符串最后加個空格，否則提示符就會和你輸入的內容混雜在一起了，會十分難看的喲~