为什么当标准输出和标准输入被重定向时，Python的行为与预期不符？

Question

我尝试在Windows中使用CreateProcess()重定向cmd.exe的stdout和stdin。只要我运行简单的命令或打开GUI应用程序，它就可以正常工作，但是如果我尝试运行像Python这样的软件，它就不再输出（也无法通过stdin获取输入）。

代码示例：

#include <windows.h> 
#include <iostream>
#include <string>
#include <thread>

using namespace std;

HANDLE child_input_read;
HANDLE child_input_write;
HANDLE child_output_read;
HANDLE child_output_write;

void writeToPipe()
{
 while (true)
 {
  DWORD bytes_written;
  string msg;
  getline(cin, msg);
  msg += '\n';
  BOOL success = WriteFile(child_input_write, msg.c_str(), msg.size(), &bytes_written, NULL);
  if (!success)
  {
   break;
  }
 }
}
void readFromPipe()
{
 while (true)
 {
  DWORD bytes_read;
  char buffer[512];
  BOOL success = ReadFile(child_output_read, buffer, sizeof(buffer)-1, &bytes_read, NULL);
  buffer[bytes_read] = 0;
  if (!success)
  {
   break;
  }
  cout << buffer;
 }
}
void createCmdProcess()
{
 PROCESS_INFORMATION process_info;
 STARTUPINFO startup_info;
 SECURITY_ATTRIBUTES security_attributes;

 // Set the security attributes for the pipe handles created 
 security_attributes.nLength = sizeof(SECURITY_ATTRIBUTES);
 security_attributes.bInheritHandle = TRUE;
 security_attributes.lpSecurityDescriptor = NULL;
 CreatePipe(&child_output_read, &child_output_write, &security_attributes, 0);
 CreatePipe(&child_input_read, &child_input_write, &security_attributes, 0);

 // Create the child process
 ZeroMemory(&process_info, sizeof(PROCESS_INFORMATION));
 ZeroMemory(&startup_info, sizeof(STARTUPINFO));
 startup_info.cb = sizeof(STARTUPINFO);
 startup_info.hStdInput = child_input_read;
 startup_info.hStdOutput = child_output_write;
 startup_info.hStdError = child_output_write;
 startup_info.dwFlags |= STARTF_USESTDHANDLES;
 CreateProcess(NULL, "cmd.exe", NULL, NULL, TRUE, 0, NULL, NULL, &startup_info, &process_info);
}

int main()
{
 createCmdProcess();
 thread t(writeToPipe);
 thread t2(readFromPipe);
 t.join();
 t2.join();
 system("pause");
}

- liran63

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默认情况下，控制台进程会获得与其父进程相同的标准输入和标准输出。然而，没有办法强制一个进程使用它所拥有的标准输入和标准输出。我会感到惊讶如果Python在这方面表现不当，你确定你正在运行控制台版本吗？输出实际上在哪里结束了？ - Harry Johnston

我确定我运行了cmd.exe，但是当我启动Python时没有任何输出。 - liran63

是的，我刚刚注意到并进行了编辑。那不是问题，我只是快速编写了一个示例代码。对此感到抱歉。 - liran63

我再次检查了一遍，问题仍然存在。我还在Windows 7机器上进行了检查，但问题依旧存在。 - liran63

好的，我想我明白你的意思了；cmd.exe可以工作，Python命令也可以，但是Python的交互模式不行。 - Harry Johnston

Answer 1

这不是一个错误，而是一个特性。 :-)

来自Python设置和使用, 1.1.1节, 接口选项（强调添加）：

解释器界面类似于UNIX shell，但提供了一些额外的调用方法：

当使用标准输入连接到tty设备时，它会提示命令并执行它们，直到读取到EOF（文件结束符，您可以在UNIX上使用Ctrl-D或在Windows上使用Ctrl-Z、Enter来产生它）。

当使用文件名参数或将文件作为标准输入时，它会从该文件读取并执行脚本。

管道既不是文件也不是tty设备，但在C标准库（因此Python）看来，它看起来像一个文件。因此第二种行为启动，并且Python尝试读取到文件结尾。由于我们从未关闭管道的一端，因此永远不会发生这种情况。

我认为这种行为并不特别明智（至少在Windows中是这样），如果您愿意，可以提交一个错误报告。我猜测这样的提议会被拒绝，因为任何更改都将破坏向后兼容性，但我可能是错误的。

您可以通过在命令行上提供-i选项来解决该问题：

python -i

这会让Python进入交互模式，尽管stdin不是终端。

不幸的是，在Windows上没有已知的方法可以创建一个看起来像终端的管道。

- Harry Johnston