在前面幾個章節(jié)中，我們其實已經(jīng)接觸了 Python 的輸入輸出的功能。本章節(jié)我們將具體介紹 Python 的輸入輸出。

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輸出格式美化

Python兩種輸出值的方式: 表達(dá)式語句和 print() 函數(shù)。

第三種方式是使用文件對象的 write() 方法，標(biāo)準(zhǔn)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(shù)來格式化輸出值。

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

• str()： 函數(shù)返回一個用戶易讀的表達(dá)形式。

• repr()： 產(chǎn)生一個解釋器易讀的表達(dá)形式。

例如

>>> s = 'Hello, php'
>>> str(s)
'Hello, php'
>>> repr(s)
"'Hello, php'"
>>> 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(shù)可以轉(zhuǎn)義字符串中的特殊字符
... hello = 'hello, php\n'
>>> hellos = repr(hello)
>>> print(hellos)
'hello, php\n'
>>> # repr() 的參數(shù)可以是 Python 的任何對象
... repr((x, y, ('Google', 'php')))
"(32.5, 40000, ('Google', 'php'))"

這里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, 并在左邊填充空格。

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

另一個方法 zfill(), 它會在數(shù)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(wǎng)址： "{}!"'.format('php中文網(wǎng)', 'miracleart.cn'))
php中文網(wǎng)網(wǎng)址： "miracleart.cn!"

括號及其里面的字符 (稱作格式化字段) 將會被 format() 中的參數(shù)替換。

在括號中的數(shù)字用于指向傳入對象在 format() 中的位置，如下所示：

>>> print('{0} 和 {1}'.format('Google', 'php'))
Google 和 php
>>> print('{1} 和 {0}'.format('Google', 'php'))
php 和 Google

如果在 format() 中使用了關(guān)鍵字參數(shù), 那么它們的值會指向使用該名字的參數(shù)。

>>> print('{name}網(wǎng)址： {site}'.format(name='php中文網(wǎng)', site='miracleart.cn'))
php中文網(wǎng)網(wǎng)址： miracleart.cn

位置及關(guān)鍵字參數(shù)可以任意的結(jié)合:

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

'!a' (使用 ascii()), '!s' (使用 str()) 和 '!r' (使用 repr()) 可以用于在格式化某個值之前對其進(jìn)行轉(zhuǎn)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(biāo)識符可以跟著字段名。 這就允許對值進(jìn)行更好的格式化。 下面的例子將 Pi 保留到小數(shù)點后三位：

>>> 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 ':' 后傳入一個整數(shù), 可以保證該域至少有這么多的寬度。 用于美化表格時很有用。

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

如果你有一個很長的格式化字符串, 而你不想將它們分開, 那么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, 然后使用方括號 '[]' 來訪問鍵值 :

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

也可以通過在 table 變量前使用 '**' 來實現(xiàn)相同的功能：

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

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舊式字符串格式化

% 操作符也可以實現(xiàn)字符串格式化。 它將左邊的參數(shù)作為類似 sprintf() 式的格式化字符串, 而將右邊的代入, 然后返回格式化后的字符串. 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(shù)， 大多數(shù)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(yīng)該更多的使用 str.format().

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讀取鍵盤輸入

Python提供了 input() 置函數(shù)從標(biāo)準(zhǔn)輸入讀入一行文本，默認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)輸入是鍵盤。

input 可以接收一個Python表達(dá)式作為輸入，并將運算結(jié)果返回。

#!/usr/bin/python3

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

這會產(chǎn)生如下的對應(yīng)著輸入的結(jié)果：

請輸入：php中文網(wǎng)
你輸入的內(nèi)容是:  php中文網(wǎng)

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讀和寫文件

open() 將會返回一個 file 對象，基本語法格式如下:

open(filename, mode)

• filename：filename 變量是一個包含了你要訪問的文件名稱的字符串值。

• mode：mode決定了打開文件的模式：只讀，寫入，追加等。所有可取值見如下的完全列表。這個參數(shù)是非強(qiáng)制的，默認(rèn)文件訪問模式為只讀(r)。

不同模式打開文件的完全列表：

模式	描述
r	以只讀方式打開文件。文件的指針將會放在文件的開頭。這是默認(rèn)模式。
rb	以二進(jìn)制格式打開一個文件用于只讀。文件指針將會放在文件的開頭。這是默認(rèn)模式。
r+	打開一個文件用于讀寫。文件指針將會放在文件的開頭。
rb+	以二進(jìn)制格式打開一個文件用于讀寫。文件指針將會放在文件的開頭。
w	打開一個文件只用于寫入。如果該文件已存在則將其覆蓋。如果該文件不存在，創(chuàng)建新文件。
wb	以二進(jìn)制格式打開一個文件只用于寫入。如果該文件已存在則將其覆蓋。如果該文件不存在，創(chuàng)建新文件。
w+	打開一個文件用于讀寫。如果該文件已存在則將其覆蓋。如果該文件不存在，創(chuàng)建新文件。
wb+	以二進(jìn)制格式打開一個文件用于讀寫。如果該文件已存在則將其覆蓋。如果該文件不存在，創(chuàng)建新文件。
a	打開一個文件用于追加。如果該文件已存在，文件指針將會放在文件的結(jié)尾。也就是說，新的內(nèi)容將會被寫入到已有內(nèi)容之后。如果該文件不存在，創(chuàng)建新文件進(jìn)行寫入。
ab	以二進(jìn)制格式打開一個文件用于追加。如果該文件已存在，文件指針將會放在文件的結(jié)尾。也就是說，新的內(nèi)容將會被寫入到已有內(nèi)容之后。如果該文件不存在，創(chuàng)建新文件進(jìn)行寫入。
a+	打開一個文件用于讀寫。如果該文件已存在，文件指針將會放在文件的結(jié)尾。文件打開時會是追加模式。如果該文件不存在，創(chuàng)建新文件用于讀寫。
ab+	以二進(jìn)制格式打開一個文件用于追加。如果該文件已存在，文件指針將會放在文件的結(jié)尾。如果該文件不存在，創(chuàng)建新文件用于讀寫。

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(guān)閉打開的文件
f.close()

• 第一個參數(shù)為要打開的文件名。

• 第二個參數(shù)描述文件如何使用的字符。 mode 可以是 'r' 如果文件只讀, 'w' 只用于寫 (如果存在同名文件則將被刪除), 和 'a' 用于追加文件內(nèi)容; 所寫的任何數(shù)據(jù)都會被自動增加到末尾. 'r+' 同時用于讀寫。 mode 參數(shù)是可選的; 'r' 將是默認(rèn)值。

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!!

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文件對象的方法

本節(jié)中剩下的例子假設(shè)已經(jīng)創(chuàng)建了一個稱為 f 的文件對象。

f.read()

為了讀取一個文件的內(nèi)容，調(diào)用 f.read(size), 這將讀取一定數(shù)目的數(shù)據(jù), 然后作為字符串或字節(jié)對象返回。

size 是一個可選的數(shù)字類型的參數(shù)。 當(dāng) size 被忽略了或者為負(fù), 那么該文件的所有內(nèi)容都將被讀取并且返回。

以下實例假定文件 foo.txt 已存在（上面實例中已創(chuàng)建）：

#!/usr/bin/python3

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

str = f.read()
print(str)

# 關(guān)閉打開的文件
f.close()

執(zhí)行以上程序，輸出結(jié)果為：

Python 是一個非常好的語言。
是的，的確非常好!!

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(jīng)已經(jīng)讀取到最后一行。

#!/usr/bin/python3

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

str = f.readline()
print(str)

# 關(guān)閉打開的文件
f.close()

執(zhí)行以上程序，輸出結(jié)果為：

Python 是一個非常好的語言。

f.readlines()

f.readlines() 將返回該文件中包含的所有行。

如果設(shè)置可選參數(shù) sizehint, 則讀取指定長度的字節(jié), 并且將這些字節(jié)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(guān)閉打開的文件
f.close()

執(zhí)行以上程序，輸出結(jié)果為：

['Python 是一個非常好的語言。\n', '是的，的確非常好!!\n']

另一種方式是迭代一個文件對象然后讀取每行:

#!/usr/bin/python3

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

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

# 關(guān)閉打開的文件
f.close()

執(zhí)行以上程序，輸出結(jié)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, 但是并沒有提供一個很好的控制。 因為兩者的處理機(jī)制不同, 最好不要混用。

f.write()

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

#!/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(guān)閉打開的文件
f.close()

執(zhí)行以上程序，輸出結(jié)果為：

29

如果要寫入一些不是字符串的東西, 那么將需要先進(jìn)行轉(zhuǎn)換:

#!/usr/bin/python3

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

value = ('miracleart.cn', 14)
s = str(value)
f.write(s)

# 關(guān)閉打開的文件
f.close()

執(zhí)行以上程序，打開 foo1.txt 文件：

$ cat /tmp/foo1.txt 
('miracleart.cn', 14)

f.tell()

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

f.seek()

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

from_what 的值, 如果是 0 表示開頭, 如果是 1 表示當(dāng)前位置, 2 表示文件的結(jié)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(dāng)前位置往后移動x個字符

• seek(-x,2)：表示從文件的結(jié)尾往前移動x個字符

from_what 值為默認(rèn)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(jié)
5
>>> f.read(1)
b'5'
>>> f.seek(-3, 2) # 移動到文件的倒數(shù)第三字節(jié)
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), 只會相對于文件起始位置進(jìn)行定位。

當(dāng)你處理完一個文件后, 調(diào)用 f.close() 來關(guān)閉文件并釋放系統(tǒng)的資源，如果嘗試再調(diào)用該文件，則會拋出異常。

>>> f.close()
>>> f.read()
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in ?
ValueError: I/O operation on closed file
<pre>
<p>
當(dāng)處理一個文件對象時, 使用 with 關(guān)鍵字是非常好的方式。在結(jié)束后, 它會幫你正確的關(guān)閉文件。 而且寫起來也比 try - finally 語句塊要簡短:</p>
<pre>
>>> 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。

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pickle 模塊

python的pickle模塊實現(xiàn)了基本的數(shù)據(jù)序列和反序列化。

通過pickle模塊的序列化操作我們能夠?qū)⒊绦蛑羞\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(chuàng)建上一次程序保存的對象。

基本接口：

pickle.dump(obj, file, [,protocol])

有了 pickle 這個對象, 就能對 file 以讀取的形式打開:

x = pickle.load(file)

注解：從 file 中讀取一個字符串，并將它重構(gòu)為原來的python對象。

file: 類文件對象，有read()和readline()接口。

實例1：

#!/usr/bin/python3
import pickle

# 使用pickle模塊將數(shù)據(jù)對象保存到文件
data1 = {'a': [1, 2.0, 3, 4+6j],
         'b': ('string', u'Unicode string'),
         'c': None}

selfref_list = [1, 2, 3]
selfref_list.append(selfref_list)

output = open('data.pkl', 'wb')

# Pickle dictionary using protocol 0.
pickle.dump(data1, output)

# Pickle the list using the highest protocol available.
pickle.dump(selfref_list, output, -1)

output.close()

實例2：

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

#使用pickle模塊從文件中重構(gòu)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()