Ввод и вывод
Есть несколько способов представить результаты программы; данные могут быть напечатаны в удобочитаемой форме или записаны в файл для дальнейшего использования. В этом уроке мы разберем это
Форматирование вывода
До сих пор мы сталкивались с 2 способами записи значений: выражения и функция print(). Но сегодня мы изучим третий способ: с помощью функции write().
Очень часто нам нужно контроллировать вывод, чем просто выводить значения, разделенные пробелами. Есть несколько способов форматирования вывода:
- Поставьте f или F перед кавычками, чтобы мы могли легко записывать различные выражения, использую фигурные скобки. Это намного удобнее и избавляет вас от кучи плюсов.
>>> year = 2016
>>> event = 'Referendum'
>>> f'Results of the {year} {event}'
'Results of the 2016 Referendum'
- Вы можете использовать метод str.format(). Он делает примерно тоже самое, но все это делается после сроки в отдельной функции:
>>> yes_votes = 42_572_654
>>> no_votes = 43_132_495
>>> percentage = yes_votes / (yes_votes + no_votes)
>>> '{} YES votes {}'.format(yes_votes, percentage)
' 42572654 YES votes 49.67%'
- И наконец вы можете использовать операции среза, конкатенации и объединения строк. Но кому это вообще нужно?
Также вы можете преобразовать любое значение в строку с помощью функций repr() или str().
str() преобразовывает в строку и форматирует эту строку, удаляя спецсимволы и кавычки. А repr() же делает наоборот. Он осталяет спецсиволы и кавычки. Вот пример:
>>> s = 'Hello, world.'
>>> str(s)
'Hello, world.'
>>> repr(s)
"'Hello, world.'"
>>> str(1/7)
'0.14285714285714285'
>>> x = 10 * 3.25
>>> y = 200 * 200
>>> s = 'The value of x is ' + repr(x) + ', and y is ' + repr(y) + '...'
>>> print(s)
The value of x is 32.5, and y is 40000...
>>> # Функция repe() оставляет спеццсимволы и кавычки
... hello = 'hello, world\n'
>>> hellos = repr(hello)
>>> print(hellos)
'hello, world\n'
>>> # Аргументами фунцкии repe() может быть люьой объект python
... repr((x, y, ('spam', 'eggs')))
"(32.5, 40000, ('spam', 'eggs'))"
Форматированные строковые литералы
Отформатированные строковые литералы (также называемые f-строками для краткости) позволяют вам включать значение выражений Python в строку, добавляя к строке префиксfили илиFи записывая выражения.
Необязательный спецификатор формата может следовать за выражением. Это позволяет лучше контролировать форматирование значения. Следующий пример округляет число до десяти после десятичного числа:
>>> import math
>>> print(f'The value of pi is approximately {math.pi:.3f}.')
The value of pi is approximately 3.142.
Передача целого числа после ':'символа приведет к минимальному количеству символов в этом поле. Это полезно для выравнивания столбцов:
>>> table = {'Sjoerd': 4127, 'Jack': 4098, 'Dcab': 7678}
>>> for name, phone in table.items():
... print(f'{name:10} ==> {phone:10d}')
...
Sjoerd ==> 4127
Jack ==> 4098
Dcab ==> 7678
Другие модификаторы могут использоваться для преобразования значения до его форматирования. '!a' применяет ascii(), '!s' применяет str() и '!r' применяет repr():
>>> animals = 'eels'
>>> print(f'My hovercraft is full of {animals}.')
My hovercraft is full of eels.
>>> print(f'My hovercraft is full of {animals!r}.')
My hovercraft is full of 'eels'.
Строковвой метод format()
Основное использование str.format() метода выглядит следующим образом:
>>> print('We are the {} who say "{}!"'.format('knights', 'Ni'))
We are the knights who say "Ni!"
Скобки и символы внутри них (называемые полями формата) заменяются объектами, переданными в str.format() метод. Число в скобках может быть использовано для обозначения позиции объекта, переданного в str.format():
>>> print('{0} and {1}'.format('spam', 'eggs'))
spam and eggs
>>> print('{1} and {0}'.format('spam', 'eggs'))
eggs and spam
Если в str.format() методе используются ключевые аргументы, на их значения ссылается имя аргумента.
>>> print('This {food} is {adjective}.'.format(
... food='spam', adjective='absolutely horrible'))
This spam is absolutely horrible.
Позиционные и ключевые аргументы могут быть произвольно объединены:
>>> print('The story of {0}, {1}, and {other}.'.format('Bill', 'Manfred',
other='Georg'))
The story of Bill, Manfred, and Georg.
Если у вас действительно длинная строка формата, которую вы не хотите разделять, было бы хорошо, если бы вы могли ссылаться на переменные, которые должны быть отформатированы по имени, а не по позиции. Это можно сделать, просто передав диктовку и используя квадратные скобки '[]'для доступа к ключам.
>>> table = {'Sjoerd': 4127, 'Jack': 4098, 'Dcab': 8637678}
>>> print('Jack: {0[Jack]}; Sjoerd: {0[Sjoerd]}; '
... 'Dcab: {0[Dcab]}'.format(table))
Jack: 4098; Sjoerd: 4127; Dcab: 8637678
Это также можно сделать, передав таблицу в качестве аргументов ключевого слова с обозначением «**».
>>> table = {'Sjoerd': 4127, 'Jack': 4098, 'Dcab': 8637678}
>>> print('Jack: {Jack}; Sjoerd: {Sjoerd}; Dcab: {Dcab}'.format(**table))
Jack: 4098; Sjoerd: 4127; Dcab: 8637678
Это особенно полезно в сочетании со встроенной функцией vars(), которая возвращает словарь, содержащий все локальные переменные.
В качестве примера, следующие строки производят аккуратно выровненный набор столбцов, дающих целые числа и их квадраты и кубы:
>>> for x in range(1, 11):
... print('{0:2d} {1:3d} {2:4d}'.format(x, x*x, x*x*x))
...
1 1 1
2 4 8
3 9 27
4 16 64
5 25 125
6 36 216
7 49 343
8 64 512
9 81 729
10 100 1000
2d, 3d и 4d после : обосзначают отступ а 2, 3 и 4 символа от строки слева. То есть {1:3d} отступает 3 символа от {0:2d}. Но мы видим 4 символа, почему? Потому что print() метод добавляет оступ между своими аргументами. и поэтому между {1:3d} и {0:2d} стоит на 1 оступ больше.
Ручное форматирование строк
Вот та же таблица квадратов и кубов, отформатированная вручную:
>>>
>>> for x in range(1, 11): ... print(repr(x).rjust(2), repr(x*x).rjust(3), end=' ') ... # Не забудьте поставить end=' ' в конце функции ... print(repr(x*x*x).rjust(4)) ... 1 1 1 2 4 8 3 9 27 4 16 64 5 25 125 6 36 216 7 49 343 8 64 512 9 81 729 10 100 1000
Методы str.rjust(), str.ljust() и str.center() работают по принципу {str:2}. Они создают отсут от аргумента слева.
Есть еще один метод, str.zfill(), который дополняет цифровую строку слева нулями. Он понимает знаки плюс и минус
>>> '12'.zfill(5) '00012' >>> '-3.14'.zfill(7) '-003.14' >>> '3.14159265359'.zfill(5) '3.14159265359'
Старое форматирование строк
С помощью оператора %(модуль) можно также форматировать строки. Эта операция называется интерполяцией. Например:
>>> import math
>>> print('The value of pi is approximately %.3f.' % math.pi)
The value of pi is approximately 3.142.
Но этот метод лучше больше не использовать. Он может вызывать некоторые ошибки, например неправильно отображение кортежей и словарей. Не зря он называется старым.
Чтение и запись файлов
Чтобы открыть или создать файл нам понадобится функция open(filename, mode):
Советуем вводить расширение файлы, т. к. если вы захотите создать например не txt, а python файл, могут возникнуть трудности.
>>> f = open('workfile.txt', 'w')
Первая строка - это имя файла, а вторая - это режим открытия, есть несколько режимов открытия файла:
- "r" только чтение
- "w" только запись. Прочитать файл у вас не получится. И если такого файла не существует, он будет создан. И если в файле есть какие-либо данные он их удалит
- "a" добавляет в файл некоторые данные
- "r+" открывает файл для чтения и записи
- "b" открывает файл в двоичном режиме. Используйте это к тому, что не является текстовым файлом
Если этот аргумент опущен, то по умолчанию будет стоять "r".
Файлы лучше открывать с использованием контрукции with. Он более удобен и даже, если возникнут ошибки или исключения он закроется без ошибок:
>>> with open('workfile') as f:
... read_data = f.read()
>>> # We can check that the file has been automatically closed.
>>> f.closed
True
После того, как вы проделали все действия над файло обязательно закройте его с помощью метода f.close(). Это освободит используемые системные ресурсы.
Если вы явно не закроете файл, сборщик мусора в Python в конечном итоге уничтожит объект и закроет открытый файл для вас, но файл может оставаться открытым некоторое время. Другой риск состоит в том, что разные реализации Python будут выполнять эту очистку в разное время.
Псоел закрытия файла вы уже не сможете к нему обращаться:
>>> f.close() >>> f.read() Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module> ValueError: I/O operation on closed file.
Методы файловых объектов
Чтобы прочитать содержимое файла, вызовите f.read(size)метод, который читает некоторое количество данных и возвращает его в виде строки (в текстовом режиме) или байтового объекта (в двоичном режиме). размер является необязательным числовым аргументом. Если размер опущен или отрицателен, все содержимое файла будет прочитано и возвращено. Если достигнут конец файла, f.read()вернется пустая строка ( '').
>>> f.read() 'This is the entire file.\n' >>> f.read() ''
f.readline() читает одну строку из файла; символ новой строки ( \n) остается в конце строки и пропускается только в последней строке файла, если файл не заканчивается новой строкой. Это делает возвращаемое значение однозначным:
>>> f.readline() 'This is the first line of the file.\n' >>> f.readline() 'Second line of the file\n' >>> f.readline() ''
Для чтения строк из файла вы можете зациклить объект файла:
>>> for line in f: ... print(line, end='') ... This is the first line of the file. Second line of the file
Если вы хотите прочитать все строки файла в списке, вы также можете использовать list(f)или f.readlines().
Другие типы объектов необходимо преобразовать - либо в строку (в текстовом режиме), либо в байтовый объект (в двоичном режиме) - перед их записью:
>>> value = ('the answer', 42)
>>> s = str(value) # преобразуем кортеж в строку
>>> f.write(s)
18
Чтобы изменить положение объекта файла, используйте f.seek(offset, whence). Положение вычисляется на основе добавления смещения к контрольной точке; контрольная точка выбирается аргументом whence. Откуда значение 0 измеряет от начала файла, 1 использует текущую позицию файла, а 2 использует конец файла в качестве контрольной точки. По умолчанию whence равно нулю:
>>> f = open('workfile', 'rb+')
>>> f.write(b'0123456789abcdef')
16
>>> f.seek(5) # Идем на 5-ую позициюв файле
5
>>> f.read(1)
b'5'
>>> f.seek(-3, 2) # Идем на 3 позицию с конца
13
>>> f.read(1)
b'd'
Сохранение структурированных данных с помощью json
Вместо того, чтобы пользователи постоянно писали и отлаживали код для сохранения сложных типов данных в файлах, Python позволяет вам использовать популярный формат обмена данными, называемый JSON (JavaScript Object Notation) . Вызываемый стандартный модуль json может принимать иерархии данных Python и преобразовывать их в строковые представления; этот процесс называется сериализацией . Восстановление данных из строкового представления называется десериализацией .
Если у вас есть объект x, вы можете просмотреть его строковое представление JSON с помощью простой строки кода:
>>> import json >>> json.dumps([1, 'simple', 'list']) '[1, "simple", "list"]'
Другой вариант dumps()вызываемой функции dump()просто сериализует объект в текстовый файл . Итак, если f объект текстового файла открыт для записи, мы можем сделать это:
json.dump(x, f)
Чтобы снова декодировать объект, если f это объект текстового файла, который был открыт для чтения:
x = json.load(f)
Заключение
А теперь идите и тварите красоту строками
Пост был создан для тг-канала @coolcoders