Ввод и вывод¶Input and Output

Старое форматирование строк¶Old string formatting

Оператор % также можно использовать для форматирования строк. Он интерпретирует левый аргумент как строку формата в стиле sprintf, которая применяется к правому аргументу, и возвращает строку, полученную в результате этой операции форматирования. Например:

>>> import math
>>> print('The value of PI is approximately %5.3f.' % math.pi)
The value of PI is approximately 3.142.

Поскольку str.format() появился относительно недавно, множество кода на Python всё ещё использует оператор %. Однако, поскольку старый стиль форматирования со временем будет удалён из языка, предпочтительнее использовать str.format().

Дополнительную информацию можно найти в разделе Старые операции форматирования строк.

Методы файловых объектов¶Methods of File Objects

В остальных примерах этого раздела предполагается, что файловый объект с именем f уже создан.

Чтобы прочитать содержимое файла, вызовите f.read(size), которая читает некоторое количество данных и возвращает их в виде строки или объекта bytes. size – необязательный числовой аргумент. Если size опущен или отрицателен, будет прочитано и возвращено всё содержимое файла; это ваша проблема, если файл вдвое больше памяти вашей машины. В противном случае читается и возвращается не более size байтов. Если достигнут конец файла, f.read() вернёт пустую строку ('').

>>> f.read()
'This is the entire file.\n'
>>> f.read()
''

f.readline() читает одну строку из файла; символ новой строки ( ) остаётся в конце строки и опускается только для последней строки файла, если файл не заканчивается символом новой строки. Это делает возвращаемое значение однозначным: если f.readline() возвращает пустую строку, достигнут конец файла, а пустая строка представляется как '\n' – строка, содержащая только один символ новой строки.

>>> f.readline()
'This is the first line of the file.\n'
>>> f.readline()
'Second line of the file\n'
>>> f.readline()
''

f.readlines() возвращает список, содержащий все строки данных из файла. Если указан необязательный параметр sizehint, он читает указанное количество байт из файла, а также ещё некоторое количество, достаточное для завершения строки, и возвращает строки из этого. Это часто используется для эффективного построчного чтения больших файлов без необходимости загружать весь файл в память. Возвращаются только полные строки.

>>> f.readlines()
['This is the first line of the file.\n', 'Second line of the file\n']

Альтернативный подход к чтению строк – это организация цикла по файловому объекту. Он эффективен по памяти, быстр и ведёт к более простому коду:

>>> for line in f:
...     print(line, end='')
...
This is the first line of the file.
Second line of the file

Альтернативный подход проще, но не обеспечивает такого же детального управления. Поскольку эти два подхода по-разному управляют буферизацией строк, их не следует смешивать.

f.write(string) записывает содержимое string в файл, возвращая количество записанных символов.

>>> f.write('This is a test\n')
15

Чтобы записать что-то, отличное от строки, его сначала нужно преобразовать в строку:

>>> value = ('the answer', 42)
>>> s = str(value)
>>> f.write(s)
18

f.tell() возвращает целое число, представляющее текущую позицию файлового объекта в файле, измеряемую в байтах от начала файла. Чтобы изменить позицию файлового объекта, используйте f.seek(offset, from_what). Позиция вычисляется как сумма offset и опорной точки; опорная точка выбирается аргументом from_what. Значение from_what, равное 0, задаёт начало файла, 1 – текущую позицию, а 2 – конец файла в качестве опорной точки. Значение from_what может быть опущено; по умолчанию оно равно 0, что соответствует началу файла.

>>> f = open('/tmp/workfile', 'rb+')
>>> f.write(b'0123456789abcdef')
16
>>> f.seek(5)     # Перейти к 6-му байту в файле
5
>>> f.read(1)
b'5'
>>> f.seek(-3, 2) # Перейти к 3-му байту от конца
13
>>> f.read(1)
b'd'

В текстовых файлах (открытых без b в строке режима) разрешён только поиск относительно начала файла (исключение составляет поиск до самого конца файла с помощью seek(0, 2)).

Когда работа с файлом завершена, вызовите f.close(), чтобы закрыть его и освободить системные ресурсы, занятые открытым файлом. После вызова f.close() попытки использовать файловый объект будут автоматически завершаться неудачей.

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

Хорошей практикой является использование ключевого слова with при работе с файловыми объектами. Его преимущество в том, что файл корректно закрывается после завершения блока, даже если в процессе возникло исключение. Кроме того, это гораздо короче, чем писать эквивалентные блоки try-finally:

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

Файловые объекты имеют некоторые дополнительные методы, такие как isatty() и truncate(), которые используются реже; обратитесь к справочнику по библиотеке для полного руководства по файловым объектам.

Модуль pickle¶The pickle Module

Строки легко записываются и читаются из файла. С числами немного сложнее, поскольку метод read() возвращает только строки, которые нужно передать такой функции, как int(), которая принимает строку вида '123' и возвращает её числовое значение 123. Однако, когда нужно сохранить более сложные типы данных, такие как списки, словари или экземпляры классов, всё становится гораздо сложнее.

Вместо того чтобы постоянно писать и отлаживать код для сохранения сложных типов данных, Python предлагает стандартный модуль pickle. Это удивительный модуль, который может взять почти любой объект Python (даже некоторые формы кода Python!) и преобразовать его в строковое представление; этот процесс называется упаковкой в pickle (pickling). Восстановление объекта из строкового представления называется распаковкой из pickle (unpickling). Между упаковкой и распаковкой строковое представление объекта может быть сохранено в файл или данные, или передано по сетевому соединению на удалённую машину.

Если есть объект x и файловый объект f, открытый для записи, самый простой способ упаковать объект с помощью pickle занимает всего одну строку кода:

pickle.dump(x, f)

Чтобы снова распаковать объект, если f – это файловый объект, открытый для чтения:

x = pickle.load(f)

(Существуют и другие варианты, используемые при упаковке множества объектов или когда не хочется записывать упакованные данные в файл; обратитесь к полной dокументации модуля pickle в Python Library Reference.)

pickle – это стандартный способ создания объектов Python, которые могут быть сохранены и повторно использованы другими программами или при будущих запусках той же программы; технический термин для этого – постоянный объект (persistent object). Так как pickle так широко используется, многие авторы, пишущие расширения Python, заботятся о том, чтобы новые типы данных, такие как матрицы, могли быть правильно упакованы и распакованы с помощью pickle.