python中的sys库基础知识点

sys 是 Python 标准库中的一个重要模块，它提供了访问与 Python 解释器紧密相关的变量和函数的途径，以下是关于 sys 库的一些常见知识点及示例说明：

1. 命令行参数获取

知识点：sys.argv 用于获取命令行参数列表，其中 sys.argv[0] 是脚本自身的名称，从 sys.argv[1] 开始是传递给脚本的其他参数。
示例：

import sys

print("脚本名称：", sys.argv[0])
if len(sys.argv) > 1:
    print("传递的参数：", sys.argv[1:])
else:
    print("未传递额外参数。")

假设上述代码保存为 test.py，在命令行运行 python test.py arg1 arg2，输出将会是：

脚本名称： test.py
传递的参数： ['arg1', 'arg2']

2. 退出程序

知识点：sys.exit() 函数用于退出当前程序。可以传入一个整数参数作为退出状态码（通常 0 表示正常退出，非 0 表示异常退出）。
示例：

import sys

print("程序开始执行")
sys.exit(0)
print("此句不会被执行，因为程序已退出")

运行上述代码，只会输出 程序开始执行，然后程序就会终止，不会执行后面的 print 语句。

3. 获取系统相关信息

知识点：
sys.platform：返回当前运行 Python 的操作系统平台名称，如 ‘win32’（Windows）、‘linux’、‘darwin’（Mac OS）等。
sys.version：获取 Python 解释器的版本信息字符串。
sys.version_info：以命名元组的形式返回 Python 解释器的版本信息，可方便地通过属性访问主版本号、次版本号等。
示例：

import sys

print("操作系统平台：", sys.platform)
print("Python版本信息（字符串）：", sys.version)
print("Python主版本号：", sys.version_info.major)

print(“Python次版本号：”, sys.version_info.minor)

4. 标准输出和标准输入重定向

知识点：
sys.stdout 是标准输出流对象，默认指向控制台输出。可以通过将其重新赋值来实现输出重定向。
sys.stdin 是标准输入流对象，用于读取用户在控制台的输入。同样可以进行一些操作来改变输入的来源等（相对较少用这种方式进行复杂操作）。
示例：

import sys

# 将标准输出重定向到文件
original_stdout = sys.stdout
with open('output.txt', 'w') as f:
    sys.stdout = f
    print("这行内容将会被写入到output.txt文件中")
sys.stdout = original_stdout

# 从标准输入读取
print("请输入内容：")
user_input = sys.stdin.readline()
print("你输入的内容是：", user_input.strip())

在上述示例中，首先将标准输出重定向到 output.txt 文件，然后又恢复到原来的控制台输出状态，接着通过标准输入读取了用户输入的一行内容并进行了输出。

5. 模块搜索路径

知识点：sys.path 是一个列表，包含了 Python 解释器在导入模块时搜索的路径。可以通过修改这个列表来添加自定义的模块搜索路径。
示例：

import sys
import os

# 当前目录下假设创建了一个名为'my_module'的自定义模块文件夹，里面有个'module_file.py'文件
current_dir = os.getcwd()
sys.path.append(current_dir)

import my_module.module_file
# 这里假设'module_file.py' 中有个函数叫'my_function'
my_module.module_file.my_function()

通过将当前目录添加到 sys.path，就可以让 Python 解释器能够找到并导入位于当前目录下的自定义模块。
这些只是 sys 库的一些常见用法，它在与系统交互、控制程序执行流程以及处理输入输出等方面都发挥着重要作用。

6. 获取已加载模块的字典

知识点：sys.modules 是一个字典，它包含了当前 Python 会话中已经加载的所有模块的信息。键是模块名，值是对应的模块对象。
示例：

import sys
import math

print("已加载的模块字典：", sys.modules)
print("math模块是否已加载：", 'math' in sys.modules)

运行上述代码，会输出当前会话中已加载的所有模块的字典信息，并且可以通过键来判断特定模块（如 math）是否已经被加载。

7. 设置递归深度限制

知识点：sys.setrecursionlimit() 函数用于设置 Python 解释器的递归深度限制。默认情况下，递归深度是有一定限制的，如果递归函数调用层次过深可能会导致 RecursionError。通过这个函数可以根据需要调整限制。
示例：

import sys

# 设置递归深度限制为一个较大的值
sys.setrecursionlimit(10000)

def recursive_function(n):
    if n <= 0:
        return
    recursive_function(n - 1)

recursive_function(5000)  # 现在可以进行较深的递归调用而不会轻易报错

在上述示例中，先将递归深度限制设置为 10000，然后定义了一个递归函数并进行了相对较深的递归调用。

8. 获取递归深度限制

知识点：sys.getrecursionlimit() 函数用于获取当前 Python 解释器设置的递归深度限制值。
示例：

print("当前递归深度限制：", sys.getrecursionlimit())

运行上述代码，会直接输出当前 Python 解释器所设置的递归深度限制的值。

9. 最大整数值和最小整数值

知识点：
sys.maxsize：表示当前平台上能表示的最大整数（有符号整数的最大值）。
sys.maxunicode：表示当前平台上能表示的最大 Unicode 码点值。
示例：

import sys

print("当前平台最大整数：", sys.maxsize)
print("当前平台最大Unicode码点值：", sys.maxunicode)

运行上述代码，可分别得到当前平台上的最大整数和最大 Unicode 码点值的相关信息。

10. 内存查看相关（近似值）

知识点：sys.getsizeof() 函数用于获取一个对象占用的内存字节数（注意这只是一个近似值，实际内存管理可能更复杂）。
示例：

import sys

my_list = [1, 2, 3, 4, 5]
print("列表对象占用内存字节数：", sys.getsizeof(my_list))

运行上述代码，会输出给定列表对象在内存中大致占用的字节数。

11. 字节序信息

知识点：sys.byteorder 用于表示当前平台的字节序，取值为 ‘little’（小端序）或 ‘big’（大端序）。在处理二进制数据等场景下会用到这个信息。
示例：

import sys

print("当前平台字节序：", sys.byteorder)

运行上述代码，可得知当前平台的字节序是小端序还是大端序。

12. 执行外部命令（有限制且不推荐用于复杂情况）

知识点：sys.executable 是当前运行的 Python 解释器的可执行文件路径。结合 os.system() 等函数可以在 Python 程序中执行外部命令（但这种方式有一定局限性且可能存在安全隐患，更推荐使用 subprocess 模块来执行外部命令）。
示例：

import sys
import os

python_executable = sys.executable
os.system(python_executable + " -c 'print(\"Hello from another Python process\")'")

在上述示例中，通过获取当前 Python 解释器的可执行文件路径，然后利用 os.system() 函数执行了一个简单的外部命令，即在另一个短暂启动的 Python 进程中打印一句话。

13. 跟踪信息输出控制

知识点：sys.tracebacklimit 用于设置在发生异常时输出的跟踪信息的最大行数。默认值通常是 1000，可以根据需要调整这个值来控制异常时显示的详细程度。
示例：

import sys

sys.tracebacklimit = 5

try:
    1 / 0
except ZeroDivisionError as e:
    print("发生异常：", e)

在上述示例中，将 sys.tracebacklimit 设置为 5，当发生 ZeroDivisionError 时，只会输出最多 5 行的异常跟踪信息。

14. 可执行文件类型（特定平台相关）

知识点：sys.atexit.register() 函数用于注册一个函数，该函数将在程序正常退出时被执行。这在进行一些清理工作（如关闭文件、释放资源等）时非常有用。
示例：

import sys

def cleanup_function():
    print("执行清理操作，程序即将正常退出。")

sys.atexit.register(cleanup_function)

print("程序正常运行中...")

运行上述代码，当程序正常运行结束时，会先执行 cleanup_function，然后退出程序，输出类似于：

程序正常运行中...
执行清理操作，程序即将正常退出。

15. 检查模块是否可导入（部分平台支持）

知识点：sys.can_import() （在某些平台上可能有不同的实现或名称，部分 Python 版本可能不支持）可以用来检查一个模块是否能够被导入，它会返回一个布尔值。
示例：

import sys

print("能否导入math模块：", sys.can_import('math'))

运行上述代码，会根据当前系统和 Python 版本的情况，返回是否能够导入 math 模块的判断结果（在支持该功能的情况下）。

16. 引用计数查看（CPython 特定）

知识点：在 CPython 解释器中，sys.getrefcount() 函数可以用来查看一个对象的引用计数。引用计数是 CPython 管理内存的一种方式，当引用计数为 0 时，对象会被回收。但要注意，调用这个函数本身会增加对象的引用计数一次，所以看到的结果比实际值多 1。
示例：

import sys

my_list = [1, 2, 3]
print("列表对象的引用计数：", sys.getrefcount(my_list))

运行上述代码，会输出给定列表对象的引用计数（实际值比显示值少 1）。

17. 与 Python 内部运行机制相关（高级）

知识点：sys.getprofile() 和 sys.setprofile() 函数与 Python 的代码执行监控机制相关。sys.getprofile() 可以获取当前设置的代码执行监控函数，sys.setprofile() 则可以设置一个函数来监控代码执行的各种情况，如函数调用、返回等，不过这属于较为高级的用法，通常用于性能分析和调试等场景。
示例：

import sys

def my_profile_function(frame, event, arg):
    if event == 'call':
        print(f"调用函数：{frame.f_code.co_name}")
    elif event == 'return':
        print(f"返回函数：{frame.f_code.co_name}")

sys.setprofile(my_profile_function)

def test_function():
    print("在测试函数内部")

test_function()

sys.setprofile(None)

在上述示例中，通过设置 my_profile_function 为代码执行监控函数，当调用 test_function 时，会输出函数的调用和返回情况。

18. 特定于平台的扩展模块路径（高级）

知识点：sys.extensions （在某些版本和平台上存在）是一个列表，包含了 Python 解释器所支持的特定于平台的扩展模块的路径。这些扩展模块通常是用 C 或其他语言编写的，用于增强 Python 的功能。
示例：

import sys

print("特定于平台的扩展模块路径：", sys.extensions)

运行上述代码，在支持该功能的版本和平台上，会输出相关的扩展模块路径信息。

19. 与动态加载模块相关（高级）

知识点：sys.meta_path 是一个列表，它包含了 Python 解释器用于动态加载模块的各种查找器和加载器。这涉及到 Python 的动态加载机制，对于深入理解模块导入过程和开发一些特殊的模块加载场景（如自定义模块加载器）非常有用。
示例：

import sys

print("模块动态加载的查找器和加载器列表：", sys.meta_path)

运行上述代码，会输出当前 Python 解释器用于动态加载模块的查找器和加载器列表。

20. 调整 Python 内部的运行状态（高级）

知识点：sys.settrace() 与 sys.gettrace() 函数类似，也是与 Python 内部运行机制相关的函数。sys.settrace() 可以设置一个函数来跟踪代码执行的详细情况，包括每一行代码的执行情况，通常用于非常精细的性能分析和调试等场景。
示例：

import sys

def my_trace_function(frame, event, arg):
    if event == 'line':
        print(f"执行到代码行：{frame.f_code.co_name}:{frame.f_lineno}")

sys.settrace(my_trace_function)

def test_function():
    print("在测试函数内部")

test_function()

sys.settrace(None)

在上述示例中，通过设置 my_trace_function 为跟踪函数，当执行 test_function 时，会输出每一行代码的执行情况。

以上20个知识点加深了对 sys 库的理解和应用，涵盖了从系统信息获取、程序控制到与 Python 内部运行机制相关的内容等多个方面。不过，其中一些知识点属于较为高级的用法，可能在特定的开发场景和需求下才会用到。

作者：iiiiheng