Python3 輸入和輸出(完成版)

在前面幾個章節中，我們其實已經接觸了 Python 的輸入輸出的功能。本章節我們將具體介紹 Python 的輸入輸出。

輸出格式美化

Python兩種輸出值的方式: 表達式語句和 print() 函數。

第三種方式是使用文件對象的 write() 方法，標準輸出文件可以用 sys.stdout 引用。

如果你希望輸出的形式更加多樣，可以使用 str.format() 函數來格式化輸出值。

如果你希望將輸出的值轉成字符串，可以使用 repr() 或 str() 函數來實現。

• str()： 函數返回一個用戶易讀的表達形式。
• repr()： 產生一個解釋器易讀的表達形式。

>>> s = 'Hello, Runoob'
>>> str(s)
'Hello, Runoob'
>>> repr(s)
"'Hello, Runoob'"
>>> str(1/7)
'0.14285714285714285'
>>> x = 10 * 3.25
>>> y = 200 * 200
>>> s = 'x 的值為： ' + repr(x) + ', y 的值為：' + repr(y) + '...'
>>> print(s)
x 的值為： 32.5, y 的值為：40000...
>>> # repr() 函數可以轉義字符串中的特殊字符 

... hello = 'hello, runoob\\n'
>>> hellos = repr(hello)
>>> print(hellos)
'hello, runoob\\n'
>>> # repr() 的參數可以是 Python 的任何對象
... repr((x, y, ('Google', 'Runoob')))
"(32.5, 40000, ('Google', 'Runoob'))"

這裡有兩種方式輸出一個平方與立方的表:

>>> for x in range(1, 11):
... print(repr(x).rjust(2), repr(x*x).rjust(3), end=' ')
... # 注意前一行 'end' 的使用
... 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

>>> 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

注意：在第一個例子中, 每列間的空格由 print() 添加。

這個例子展示了字符串對象的 rjust() 方法, 它可以將字符串靠右, 並在左邊填充空格。

還有類似的方法, 如 ljust() 和 center()。 這些方法並不會寫任何東西, 它們僅僅返回新的字符串。

另一個方法 zfill(), 它會在數字的左邊填充 0，如下所示：

>>> '12'.zfill(5)
'00012'
>>> '-3.14'.zfill(7)
'-003.14'
>>> '3.14159265359'.zfill(5)
'3.14159265359'

str.format() 的基本使用如下:

>>> print('{}網址： "{}!"'.format('小蜂教程', 'www.xxx.com'))
小蜂教程網址： "www.xxx.com!"

括號及其裡面的字符 (稱作格式化字段) 將會被 format() 中的參數替換。

在括號中的數字用於指向傳入對象在 format() 中的位置，如下所示：

>>> print('{0} 和 {1}'.format('Google', 'Runoob'))
Google 和 Runoob
>>> print('{1} 和 {0}'.format('Google', 'Runoob'))
Runoob 和 Google如果在 format() 中使用了關鍵字參數, 那麼它們的值會指向使用該名字的參數。

>>> print('{name}網址： {site}'.format(name='小蜂教程', site='www.xxx.com'))
小蜂教程網址： www.xxx.com

位置及關鍵字參數可以任意的結合:

>>> print('站點列表 {0}, {1}, 和 {other}。'.format('Google', 'Runoob', other='Taobao'))
站點列表 Google, Runoob, 和 Taobao。

!a (使用 ascii()), !s (使用 str()) 和 !r (使用 repr()) 可以用於在格式化某個值之前對其進行轉化:

>>> import math
>>> print('常量 PI 的值近似為： {}。'.format(math.pi))
常量 PI 的值近似為： 3.141592653589793。
>>> print('常量 PI 的值近似為： {!r}。'.format(math.pi))
常量 PI 的值近似為： 3.141592653589793。

可選項 : 和格式標識符可以跟著字段名。 這就允許對值進行更好的格式化。 下面的例子將 Pi 保留到小數點後三位：

>>> import math
>>> print('常量 PI 的值近似為 {0:.3f}。'.format(math.pi))
常量 PI 的值近似為 3.142。

在 : 後傳入一個整數, 可以保證該域至少有這麼多的寬度。 用於美化表格時很有用。

>>> table = {'Google': 1, 'Runoob': 2, 'Taobao': 3}
>>> for name, number in table.items():
... print('{0:10} ==> {1:10d}'.format(name, number))
...
Google ==> 1
Runoob ==> 2
Taobao ==> 3

如果你有一個很長的格式化字符串, 而你不想將它們分開, 那麼在格式化時通過變量名而非位置會是很好的事情。

最簡單的就是傳入一個字典, 然後使用方括號 [] 來訪問鍵值 :

>>> table = {'Google': 1, 'Runoob': 2, 'Taobao': 3}
>>> print('Runoob: {0[Runoob]:d}; Google: {0[Google]:d}; Taobao: {0[Taobao]:d}'.format(table))
Runoob: 2; Google: 1; Taobao: 3

也可以通過在 table 變量前使用 ** 來實現相同的功能：

>>> table = {'Google': 1, 'Runoob': 2, 'Taobao': 3}
>>> print('Runoob: {Runoob:d}; Google: {Google:d}; Taobao: {Taobao:d}'.format(**table))
Runoob: 2; Google: 1; Taobao: 3 

舊式字符串格式化

% 操作符也可以實現字符串格式化。 它將左邊的參數作為類似 sprintf() 式的格式化字符串, 而將右邊的代入, 然後返回格式化後的字符串. 例如:

>>> import math
>>> print('常量 PI 的值近似為：%5.3f。' % math.pi)
常量 PI 的值近似為：3.142。

因為 str.format() 比較新的函數， 大多數的 Python 代碼仍然使用 % 操作符。但是因為這種舊式的格式化最終會從該語言中移除, 應該更多的使用 str.format().

讀取鍵盤輸入

Python提供了 input() 內置函數從標準輸入讀入一行文本，默認的標準輸入是鍵盤。

input 可以接收一個Python表達式作為輸入，並將運算結果返回。

#!/usr/bin/python3

str = input("請輸入：");
print ("你輸入的內容是: ", str)

讀和寫文件

open() 將會返回一個 file 對象，基本語法格式如下:

不同模式打開文件的完全列表：

下圖很好的總結了這幾種模式：

以下實例將字符串寫入到文件 foo.txt 中：

#!/usr/bin/python3

# 打開一個文件
f = open("/tmp/foo.txt", "w")

f.write( "Python 是一個非常好的語言。\\n是的，的確非常好!!\\n" )

# 關閉打開的文件
f.close()

此時打開文件 foo.txt,顯示如下：

$ cat /tmp/foo.txt 
Python 是一個非常好的語言。
是的，的確非常好!!

文件對象的方法

本節中剩下的例子假設已經創建了一個稱為 f 的文件對象。

f.read()

為了讀取一個文件的內容，調用 f.read(size), 這將讀取一定數目的數據, 然後作為字符串或字節對象返回。

size 是一個可選的數字類型的參數。 當 size 被忽略了或者為負, 那麼該文件的所有內容都將被讀取並且返回。

以下實例假定文件 foo.txt 已存在（上面實例中已創建）：

#!/usr/bin/python3

# 打開一個文件
f = open("/tmp/foo.txt", "r")

str = f.read()
print(str)

# 關閉打開的文件
f.close()

執行以上程序，輸出結果為：

f.readline()

f.readline() 會從文件中讀取單獨的一行。換行符為 '\\n'。f.readline() 如果返回一個空字符串, 說明已經已經讀取到最後一行。

執行以上程序，輸出結果為：

f.readlines()

f.readlines() 將返回該文件中包含的所有行。

如果設置可選參數 sizehint, 則讀取指定長度的字節, 並且將這些字節按行分割。

#!/usr/bin/python3

# 打開一個文件
f = open("/tmp/foo.txt", "r") 


str = f.readlines()
print(str)

# 關閉打開的文件
f.close()

執行以上程序，輸出結果為：

另一種方式是迭代一個文件對象然後讀取每行:

#!/usr/bin/python3

# 打開一個文件
f = open("/tmp/foo.txt", "r")

for line in f:
 print(line, end='')

# 關閉打開的文件
f.close()

執行以上程序，輸出結果為：

Python 是一個非常好的語言。
是的，的確非常好!!

這個方法很簡單, 但是並沒有提供一個很好的控制。 因為兩者的處理機制不同, 最好不要混用。

f.write()

f.write(string) 將 string 寫入到文件中, 然後返回寫入的字符數。

#!/usr/bin/python3

# 打開一個文件
f = open("/tmp/foo.txt", "w")

num = f.write( "Python 是一個非常好的語言。\\n是的，的確非常好!!\\n" )
print(num)
# 關閉打開的文件
f.close()

如果要寫入一些不是字符串的東西, 那麼將需要先進行轉換:

#!/usr/bin/python3

# 打開一個文件
f = open("/tmp/foo1.txt", "w")

value = ('www.runoob.com', 14)
s = str(value)
f.write(s)

# 關閉打開的文件
f.close()

執行以上程序，打開 foo1.txt 文件：

$ cat /tmp/foo1.txt 
('www.runoob.com', 14)

f.tell()

f.tell() 返回文件對象當前所處的位置, 它是從文件開頭開始算起的字節數。

f.seek()

如果要改變文件當前的位置, 可以使用 f.seek(offset, from_what) 函數。

from_what 的值, 如果是 0 表示開頭, 如果是 1 表示當前位置, 2 表示文件的結尾，例如：

• seek(x,0) ： 從起始位置即文件首行首字符開始移動 x 個字符
• seek(x,1) ： 表示從當前位置往後移動x個字符
• seek(-x,2)：表示從文件的結尾往前移動x個字符

from_what 值為默認為0，即文件開頭。下面給出一個完整的例子：

>>> f = open('/tmp/foo.txt', 'rb+')
>>> f.write(b'0123456789abcdef')
16
>>> f.seek(5) # 移動到文件的第六個字節
5
>>> f.read(1)
b'5'
>>> f.seek(-3, 2) # 移動到文件的倒數第三字節
13
>>> f.read(1)
b'd'

f.close()

在文本文件中 (那些打開文件的模式下沒有 b 的), 只會相對於文件起始位置進行定位。

當你處理完一個文件後, 調用 f.close() 來關閉文件並釋放系統的資源，如果嘗試再調用該文件，則會拋出異常。

>>> f.close()
>>> f.read()
Traceback (most recent call last):
 File "", line 1, in ?
ValueError: I/O operation on closed file

當處理一個文件對象時, 使用 with 關鍵字是非常好的方式。在結束後, 它會幫你正確的關閉文件。 而且寫起來也比 try - finally 語句塊要簡短:

>>> with open('/tmp/foo.txt', 'r') as f:
... read_data = f.read()
>>> f.closed
True

文件對象還有其他方法, 如 isatty() 和 trucate(), 但這些通常比較少用。

pickle 模塊

python的pickle模塊實現了基本的數據序列和反序列化。

通過pickle模塊的序列化操作我們能夠將程序中運行的對象信息保存到文件中去，永久存儲。

通過pickle模塊的反序列化操作，我們能夠從文件中創建上一次程序保存的對象。

基本接口：

有了 pickle 這個對象, 就能對 file 以讀取的形式打開:

註解：從 file 中讀取一個字符串，並將它重構為原來的python對象。

file: 類文件對象，有read()和readline()接口。

#!/usr/bin/python3
import pprint, pickle

#使用pickle模塊從文件中重構python對象
pkl_file = open('data.pkl', 'rb')

data1 = pickle.load(pkl_file)
pprint.pprint(data1)

data2 = pickle.load(pkl_file)
pprint.pprint(data2)

pkl_file.close()