Python从标准输入读取数据的方法

技术背景

在Python编程中，经常需要从标准输入（stdin）读取数据，比如在编写命令行工具、处理脚本输入或参与代码高尔夫挑战时。Python提供了多种方式来实现从标准输入读取数据，不同的方法适用于不同的场景。

实现步骤

使用fileinput模块

import fileinput

for line in fileinput.input():
    pass

fileinput会遍历命令行参数指定的文件中的所有行，如果没有提供参数，则从标准输入读取。注意，line会包含一个尾随的换行符，可使用line.rstrip()去除。

使用sys.stdin

import sys

for line in sys.stdin:
    print(line)

sys.stdin是一个类似文件的对象，可以调用read或readlines函数来读取所有内容，或者将内容按换行符分割。

使用内置函数input()（Python 3）或raw_input()（Python 2）

# Python 3
name = input("Enter your name: ")
# Python 2
# name = raw_input("Enter your name: ")

这两个函数用于提示用户输入，input()在Python 3中使用，raw_input()在Python 2中使用。

使用open(0)（Python 3）或io.open(0)（Python 2）

# Python 3
data = open(0).read()
# Python 2
# from io import open
# data = open(0).read()

在Python 3中，open函数接受文件描述符，0 是标准输入的描述符。

使用open('/dev/stdin')

data = open('/dev/stdin').read()

该方法在Python 2和3中都可用，但不适用于Windows系统。

核心代码

完整示例：使用sys.stdin和input

# 使用sys.stdin
import sys

for line in sys.stdin:
    sys.stdout.write(line)

# 使用input（Python 3）
try:
    while True:
        print(input())
except EOFError:
    pass

处理命令行参数和标准输入

import sys
f = open(sys.argv[1]) if len(sys.argv) > 1 else sys.stdin
for line in f:
    # Do your stuff
    pass

使用argparse处理输入

import argparse
import sys

parser = argparse.ArgumentParser()
parser.add_argument('infile',
                    default=sys.stdin,
                    type=argparse.FileType('r'),
                    nargs='?')
args = parser.parse_args()
data = args.infile.read()

最佳实践

• 对于简单的交互式输入：优先使用input()（Python 3）或raw_input()（Python 2）。
• 对于处理大量数据或文件输入：使用sys.stdin或fileinput模块。
• 在代码高尔夫场景中：可考虑使用open(0)或open('/dev/stdin')。

常见问题

数据阻塞问题

使用for line in sys.stdin:时，如果没有数据传入，程序会一直阻塞。可以使用select模块来检查是否有数据：

import sys
import select

if select.select([sys.stdin], [], [], 0.0)[0]:
    help_file_fragment = sys.stdin.read()
else:
    print("No data passed to stdin", file=sys.stderr)
    sys.exit(2)

Windows系统下的二进制数据读取问题

在Windows系统中，sys.stdin默认以文本模式打开，读取二进制数据时会损坏\r\n。可通过以下方式解决：

import sys

PY3K = sys.version_info >= (3, 0)

if PY3K:
    source = sys.stdin.buffer
else:
    if sys.platform == "win32":
        import os, msvcrt
        msvcrt.setmode(sys.stdin.fileno(), os.O_BINARY)
    source = sys.stdin

b = source.read()