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Python基础系列讲解——print输出重定向介绍

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Python中调试程序使用最多的是print()，在使用print()打印时事实上是调用了 sys.stdout.write()。不过print在把内容打印到控制台后，追加了一个换行符（linefeed）。以下例程中，print和sys.stdout.write()是等价的：

sys.stdout.write('Hello World\n')
print('Hello World')

在Python中， sys.stdin、sys.stdout和sys.stderr分别对应解释器的标准输入、标准输出和标准出错流。在程序启动时，这些对象的初值由sys.stdin、sys.__stdout__和sys.__stderr__保存，比便于恢复标准流对象。如下所示：

print(sys.stdout) # <_io.TextIOWrapper name='<stdout>' mode='w' encoding='UTF-8'>
print(sys.stdin) # <_io.TextIOWrapper name='<stdin>' mode='r' encoding='UTF-8'>
print(sys.stderr) # <_io.TextIOWrapper name='<stderr>' mode='w' encoding='UTF-8'>

print(sys.__stdout__) # <_io.TextIOWrapper name='<stdout>' mode='w' encoding='UTF-8'>
print(sys.__stdin__) # <_io.TextIOWrapper name='<stdin>' mode='r' encoding='UTF-8'>
print(sys.__stderr__) # <_io.TextIOWrapper name='<stderr>' mode='w' encoding='UTF-8'>

如果我们要把内容重定向到文本中去时，该如何操作呢？我们先看下普通的文本对象和标准输出对象的区别。如下所示：

print(dir(sys.stdout))
"""
['_CHUNK_SIZE', '__class__', '__del__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', 
'__enter__', '__eq__', '__exit__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__getstate__', 
'__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__iter__', '__le__', '__lt__', 
'__ne__', '__new__', '__next__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', 
'__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', '_checkClosed', '_checkReadable', '_checkSeekable', 
'_checkWritable', '_finalizing', 'buffer', 'close', 'closed', 'detach', 'encoding', 'errors', 
'fileno', 'flush', 'isatty', 'line_buffering', 'mode', 'name', 'newlines', 'read', 'readable', 
'readline', 'readlines', 'reconfigure', 'seek', 'seekable', 'tell', 'truncate', 'writable', 'write', 
'write_through', 'writelines']
"""
with open('redirect.txt', 'w') as f:
    print(f) # <_io.TextIOWrapper name='redirect.txt' mode='w' encoding='cp1252'>
    print(dir(f))
    """
    ['_CHUNK_SIZE', '__class__', '__del__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', 
    '__enter__', '__eq__', '__exit__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__getstate__', 
    '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__iter__', '__le__', '__lt__', 
    '__ne__', '__new__', '__next__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', 
    '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', '_checkClosed', '_checkReadable', '_checkSeekable', 
    '_checkWritable', '_finalizing', 'buffer', 'close', 'closed', 'detach', 'encoding', 'errors', 
    'fileno', 'flush', 'isatty', 'line_buffering', 'mode', 'name', 'newlines', 'read', 'readable', 
    'readline', 'readlines', 'reconfigure', 'seek', 'seekable', 'tell', 'truncate', 'writable', 'write', 
    'write_through', 'writelines']
    """

可见两者都属于文件对象，其中所包含的方法也都相同，比如write、read等等。所以，如果把文件对象的引用赋值给sys.stdout，那么print调用的即为文件对象的write方法，这样就实现了重定向。如下所示：

with open('redirect.txt', 'w') as f:
    sys.stdout = f
    print("Hello World")

重定向后，print打印的内容就从控制台搬到了文本上了，如下所示：

如果只是临时向文件中打印内容，之后仍然会在控制台上打印的话，应该先将原始的控制台引用对象保存下来，之后将该引用恢复到sys.stdout中。如下所示：

__console__ = sys.stdout

# redirection start
# ...
# redirection end
sys.stdout = __console__

以上的实现方法并不优雅，典型的实现如下所示：

# 临时把标准输出重定向到一个文件，然后再恢复正常
with open('redirect.txt', 'w') as f:
    oldstdout = sys.stdout
    sys.stdout = f
    try:
        help(__import__)
    finally:
        sys.stdout = oldstdout
print("Hello World")

接下来介绍Pyhton上下文管理器redirect_stdout实现重定向的方法。contextlib.redirect_stdout在Python 3.4加入。如下所示：

with open('redirect.txt', 'w') as f:
    with contextlib.redirect_stdout(f):
        help(pow)

当然，其实redirect_stdout的内在实现逻辑也仅是保存控制台的引用，而后恢复如此而已。于是我们可以实现自己的redirect_stdout上下文管理器。如下所示：

@contextlib.contextmanager
def redirect_stdout(fileobj):
    oldstdout = sys.stdout
    sys.stdout = fileobj
    try:
        yield fileobj
    finally:
        sys.stdout = oldstdout

def redirect4():

    with open('redirect.txt', 'w') as f:
        with redirect_stdout(f):
            help(pow)

    print("Hello World")