解释Python3与Python中sys.stdin的行为

Question

我需要写一段代码，让它在两个版本的Python中都能正常工作，但我不太明白这段代码的表现：

from __future__ import print_function
import sys
sys.stdout.flush()
print("input: ", end="")
f = sys.stdin.readline()
print(f)

当我用Python 2运行这段代码时，它的表现符合我的预期：

$ python2 test_input.py 
input: foo bar
foo bar

但是当我用Python 3运行这段代码时，它的表现就很奇怪了。它先读取输入，然后再打印提示信息：

$ python3 test_input.py 
foo bar
input: foo bar

你能解释一下这个情况，并给出一个解决办法吗？

Answer 1

在Python 3.3版本中，print()函数新增了一个叫flush的参数：

在3.3版本中更改: 添加了flush这个关键字参数。

在3.3之前的版本中，print()函数会总是刷新输出，即使你使用了end=''。你在Python 3.2中也会看到同样的情况：

$ python3.2 test.py 
foo bar
input: foo bar

要在Python 3.3中获得相同的效果，可以使用flush：

try:
    print("input: ", end="", flush=True)
except TypeError:
    print("input: ", end="")

或者在Python 3.3及以上版本中，在print()调用后使用sys.stdout.flush()。

Answer 2

这里的区别在于，CPython 2 使用 C 语言的标准输入输出库来实现像 sys.stdin 和 sys.stdout 这样的标准流（print() 就是用到 sys.stdout）。而 Python 3 则是在系统 API 的基础上重新实现了输入输出，比如在 POSIX 系统上使用的 open、read 和 write。

为了避免去思考 print() 是怎么实现的，如果直接使用 sys.stdout，也会遇到同样的问题：

# __main__.py
import sys

sys.stdout.write("input: ")
f = sys.stdin.readline()
sys.stdout.write("*" + f)

在 Python 3 中，"input: " 在调用 readline() 之前不会被打印出来：

$ python2 .
input: foo bar
*foo bar
$ python3 .
foo bar
input: *foo bar

在 C 语言中，在交互式情况下，stdout 会在读取任何输入之前被刷新（如果在同一个更新流中，输出操作后面紧跟着输入操作而没有使用 fflush()，那就是未定义的行为）。这个 C 程序会在请求输入之前如预期那样打印出 "input: "：

#include <stdio.h>

#define MAXLEN 100

int main(void) {
  char buf[MAXLEN] = {0};

  fputs("input: ", stdout);
  if (!fgets(buf, MAXLEN, stdin))
    return 1;

  fputs(buf, stdout);
  return 0;
}

这就是为什么这个解决方法有效：在调用 sys.stdin.readline() 之前先调用 sys.stdout.flush()，这个方法是 @Dietrich Epp 提出的。

这是 Python 3 实现中的一个缺陷。如果 sys.stdout 和 sys.stdin 指向同一个地方（例如，如果它们都是 tty），那么在从 stdin 读取之前，stdout 应该默认被刷新。你可以在 Python 的错误追踪器上报告这个问题。

Answer 3

你把 flush() 和 print() 的顺序搞反了。正确的顺序是：

# First, write to stdout
print("input: ", end="")
# Then, flush all data in the stdout buffer
sys.stdout.flush()