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Python 程式設計/輸入和輸出

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輸入

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Python 3.x 只有一個從使用者獲取輸入的函式，input()。相比之下，舊的 Python 2.x 有兩個從使用者獲取輸入的函式：input() 和 raw_input()。

還有一些非常簡單的方法可以讀取檔案，並且為了更嚴格地控制輸入，可以從 stdin 讀取，如果需要。

Python 3.x 中的 input()

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在 Python 3.x 中，input() 會向用戶詢問一串資料（以換行符結尾），並簡單地返回該字串。它也可以接受一個引數，該引數在使用者輸入資料之前顯示為提示。例如：

print(input('What is your name?'))

打印出

What is your name? <user input data here>

示例：將使用者的姓名（即字串資料）分配給變數“x”，您將鍵入

x = input('What is your name?')

在舊的 Python 2.x 中，以上適用於raw_input() 函式，並且還有input() 函式，它的行為不同，它會自動評估使用者輸入的內容；在 Python 3 中，可以透過eval(input()) 實現相同的功能。

連結

  • input() 在 Python 3 的庫引用中的內建函式中，docs.python.org
  • raw_input() 在 Python 2 的庫引用中的內建函式中，docs.python.org

Python 2.x 中的 input()

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在舊的 Python 2.x 中，input() 將使用者輸入作為字串並對其進行評估。

因此，如果指令碼寫道

x = input('What are the first 10 perfect squares? ')

使用者可以輸入

map(lambda x: x*x, range(10))

這將產生列表形式的正確答案。請注意，任何輸入的語句都不能跨越多行。

input() 不應該用於除最簡單的程式之外的任何程式，出於安全原因。使用諸如以下的習語將從 raw_input() 返回的字串轉換為 Python 型別

x = None
while not x:
    try:
        x = int(raw_input())
    except ValueError:
        print('Invalid Number')

是比較好的方法，因為 input() 使用 eval() 將字面量轉換為 Python 型別，這使得惡意人士可以從程式內部輕鬆地執行任意程式碼。

連結

  • input() 在 Python 2 的庫引用中的內建函式中，docs.python.org

檔案輸入

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檔案物件

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要從檔案讀取，可以使用open 迭代檔案的行

f = open('test.txt', 'r')
for line in f:
    print(line[0])
f.close()

這將列印每行的第一個字元。換行符附加到以這種方式讀取的每一行的末尾。open 的第二個引數可以是 'r'、'w' 或 'rw'，以及其他一些引數。

讀取檔案的新方法，也是更好的方法

with open("test.txt", "r") as txt:
    for line in txt:
        print(line)

優點是開啟的檔案將在with 語句內的部分執行完畢後自動關閉，即使丟擲異常也是如此。

由於檔案在檔案物件超出範圍時會自動關閉，因此實際上沒有必要顯式關閉它們。因此，上一段程式碼中的迴圈也可以寫成

for line in open('test.txt', 'r'):
    print(line[0])

您可以一次讀取特定數量的字元

c = f.read(1)
while len(c) > 0:
    if len(c.strip()) > 0: print(c)
    c = f.read(1)

這將一次讀取 f 中的字元，然後在它們不是空格的情況下列印它們。

檔案物件隱式包含一個標記來表示當前位置。如果檔案標記應該移動回開頭，則可以關閉檔案物件並重新開啟它，或者只需使用以下命令將標記移動回開頭

f.seek(0)

標準檔案物件

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有一些內建檔案物件代表標準輸入、輸出和錯誤。這些物件位於 sys 模組中，分別稱為 stdin、stdout 和 stderr。它們在 __stdin__、__stdout__ 和 __stderr__ 中也有不可變副本。這是為了 IDLE 和其他工具，其中標準檔案已更改。

您必須匯入 sys 模組才能使用特殊的 stdin、stdout、stderr I/O 處理程式。

import sys

為了更精細地控制輸入，請使用 sys.stdin.read()。要實現 UNIX 'cat' 程式，您可以執行以下操作

import sys
for line in sys.stdin:
    print(line, end="")

請注意，sys.stdin.read() 將從標準輸入讀取到 EOF。（通常是 Ctrl+D。）

解析命令列

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傳遞給 Python 程式的命令列引數儲存在 sys.argv 列表中。列表中的第一個專案是 Python 程式的名稱，它可能包含完整的路徑，也可能不包含，具體取決於呼叫的方式。sys.argv 列表是可修改的。

列印除程式名稱本身以外的所有傳遞的引數

import sys
for arg in sys.argv[1:]:
  print(arg)

解析傳遞的引數以查詢傳遞的減號選項

import sys
option_f = False
option_p = False
option_p_argument = ""
i = 1
while i < len(sys.argv):
  if sys.argv[i] == "-f":
    option_f = True
    sys.argv.pop(i)
  elif sys.argv[i] == "-p":
    option_p = True
    sys.argv.pop(i)
    option_p_argument = sys.argv.pop(i)
  else:
    i += 1

在上面，找到選項的引數被刪除，以便可以迴圈遍歷 sys.argv 以獲得所有剩餘的引數。

命令列引數的解析還得到庫模組 optparse（已棄用）、argparse（從 Python 2.7 開始）和 getopt（為了讓 C 程式設計師的生活更輕鬆）的支援。

argparse 的最小解析示例

import argparse
parser = argparse.ArgumentParser(description="Concatenates two strings")
addarg = parser.add_argument
addarg("s1", help="First string to concatenate")
addarg("s2", help="Second string to concatenate")
args = parser.parse_args()
result = args.s1 + args.s2
print(result)

使用 argparse 解析 - 指定 arg 型別為 int

import argparse
parser = argparse.ArgumentParser(description="Sum two ints")
addarg = parser.add_argument
addarg("i1", help="First int to add", type=int)
addarg("i2", help="Second int to add", type=int)
args = parser.parse_args()
result = args.i1 + args.i2
print(result)

使用 argparse 解析 - 新增可選開關 -m 以產生乘法而不是加法

import argparse
parser = argparse.ArgumentParser(description="Sums or multiplies two ints.")
addarg = parser.add_argument
addarg("i1", help="First int", type=int)
addarg("i2", help="Second int", type=int)
addarg("-m", help="Multiplies rather than adds.", action="store_true")
args = parser.parse_args()
if args.m:
  result = args.i1 * args.i2
else:
  result = args.i1 + args.i2
print(result)

使用 argparse 解析 - 將引數設定為消耗一個或多個專案

import argparse
parser = argparse.ArgumentParser(description="Sums one or more ints.")
addarg = parser.add_argument
addarg("intlist", help="Ints", type=int, nargs="+")
args = parser.parse_args()
result = 0
for item in args.intlist:
  result += item
print(result)

用法示例：python ArgparseTest.py 1 3 5

使用 argparse 解析 - 與上面相同，但在引數描述之後新增一個幫助後記，以在 -h 之後輸出

import argparse
parser = argparse.ArgumentParser(description="Sums one or more ints.",
  epilog="Example: python ArgparseTest.py 1 3 5")
addarg = parser.add_argument
addarg("intlist", help="Ints", type=int, nargs="+")
args = parser.parse_args()
result = 0
for item in args.intlist:
  result += item
print(result)

使用 argparse 解析 - 使第二個整數引數透過 nargs 可選

import argparse
parser = argparse.ArgumentParser(description="Sums one or two integers.",
  epilog="Example: python ArgparseTest.py 3 4\n"
         "Example: python ArgparseTest.py 3")
addarg = parser.add_argument
addarg("i1", help="First int", type=int)
addarg("i2", help="Second int, optional, defaulting to 1.", type=int, default=1, nargs="?")
args = parser.parse_args()
result = args.i1 + args.i2
print(result)

連結

輸出

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執行輸出的基本方法是使用 print 語句。

print('Hello, world')

要在同一行上列印多個內容，並在它們之間用空格隔開，請在它們之間使用逗號

print('Hello,', 'World')

這將打印出以下內容

Hello, World

雖然兩個字串都不包含空格，但 print 語句由於兩個物件之間的逗號而添加了一個空格。可以列印任意資料型別

print(1, 2, 0xff, 0777, 10+5j, -0.999, map, sys)

這將輸出以下內容

1 2 255 511 (10+5j) -0.999 <built-in function map> <module 'sys' (built-in)>

物件可以在同一行上列印，而無需在同一行上

for i in range(10):
    print(i, end=" ")

這將輸出以下內容

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

要在列印行的末尾新增換行符，請新增一個沒有物件的 print 語句。

for i in range(10):
    print(i, end=" ")
print()
for i in range(10,20):
    print(i, end=" ")

這將輸出以下內容

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

如果沒有該空 print 語句，上面的輸出將如下所示

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

您可以列印到檔案，而不是列印到標準輸出

print('Hello, world', file=f)

這將列印到任何實現 write() 的物件，包括檔案物件。

關於遺留 Python 2 的說明：在 Python 2 中，print 是一個語句而不是一個函式，不需要在它的引數周圍加括號。而不是print(i, end=" ")，人們會寫print i,.

省略換行符

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在 Python 3.x 中，可以透過將 end="" 傳遞給 print 函式或使用 write 方法來輸出不帶換行符的內容

import sys
print("Hello", end="")
sys.stdout.write("Hello") # Or stderr to write to standard error stream.

在 Python 2.x 中，為了避免在後續 print 語句中使用物件的輸出之間新增空格和換行符，可以執行以下操作之一

串聯：串聯每個物件的字串表示形式，然後將整個內容一次性打印出來。

print(str(1)+str(2)+str(0xff)+str(0777)+str(10+5j)+str(-0.999)+str(map)+str(sys))

這將輸出以下內容

12255511(10+5j)-0.999<built-in function map><module 'sys' (built-in)>

寫入函式：可以為sys.stdout.write建立一個簡寫，並將其用於輸出。

import sys
write = sys.stdout.write
write('20')
write('05\n')

這將輸出以下內容

2005

您可能需要使用 sys.stdout.flush() 以便快速在螢幕上顯示該文字。

示例

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使用Python 3.x輸出的示例

  • from __future__ import print_function
    • 確保 Python 2.6 及更高版本的 Python 2.x 可以使用 Python 3.x print 函式。
  • print("Hello", "world")
    • 列印用空格隔開的兩個單詞。請注意周圍的括號，在 Python 2.x 中未使用。
  • print("Hello world", end="")
    • 不帶結尾換行符列印。
  • print("Hello", "world", sep="-")
    • 用連字元分隔列印兩個單詞。
  • print("Hello", 34)
    • 列印各種資料型別的元素，用空格分隔它們。
  • print("Hello " + 34)
    • 由於嘗試連線字串和整數而引發錯誤。
  • print("Hello " + str(34))
    • 使用“+”連線字串，在將數字轉換為字串之後。
  • sum=2+2; print "The sum: %i" % sum
    • 列印一個字串，該字串已使用作為引數傳遞的整數進行格式化。另請參見#格式化。
  • print ("Error", file=sys.stderr)
    • 輸出到檔案控制代碼，在本例中是標準錯誤流。

使用Python 2.x輸出的示例

  • print "Hello"
  • print "Hello", "world"
    • 用空格分隔兩個單詞。
  • print "Hello", 34
    • 列印各種資料型別的元素，用空格分隔它們。
  • print "Hello " + 34
    • 由於嘗試連線字串和整數而引發錯誤。
  • print "Hello " + str(34)
    • 使用“+”連線字串，在將數字轉換為字串之後。
  • print "Hello",
    • 列印“Hello ”不帶換行符，結尾處帶空格。
  • sys.stdout.write("Hello")
    • 列印“Hello”不帶換行符。執行“import sys”是先決條件。需要後續的“sys.stdout.flush()”才能立即在使用者的螢幕上顯示。
  • sys.stdout.write("Hello\n")
    • 列印“Hello”帶換行符。
  • print >> sys.stderr, "An error occurred."
    • 列印到標準錯誤流。
  • sys.stderr.write("Hello\n")
    • 列印到標準錯誤流。
  • sum=2+2; print "The sum: %i" % sum
    • 列印一個字串，該字串已使用作為引數傳遞的整數進行格式化。
  • formatted_string = "The sum: %i" % (2+2); print formatted_string
    • 與上一個類似，只是格式化發生在 print 語句之外。
  • print "Float: %6.3f" % 1.23456
    • 輸出“Float: 1.234”。句點後的數字 3 指定小數點後顯示的小數位數，而句點前的數字 6 指定顯示的數字應占用的字元總數，如果需要，將用空格填充。
  • print "%s is %i years old" % ("John", 23)
    • 將兩個引數傳遞給格式化程式。

檔案輸出

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將數字從 1 到 10 列印到檔案，每行一個數字

file1 = open("TestFile.txt","w")
for i in range(1,10+1):
  print(i, file=file1)
file1.close()

使用“w”，檔案將被開啟以供寫入。使用“file=file1”，print 將其輸出傳送到檔案而不是標準輸出。

將數字從 1 到 10 列印到檔案，用連字元分隔

file1 = open("TestFile.txt", "w")
for i in range(1, 10+1):
  if i > 1:
    file1.write("-")
  file1.write(str(i))
file1.close()

開啟檔案以進行追加而不是覆蓋

file1 = open("TestFile.txt", "a")

在 Python 2.x 中，重定向到檔案是透過以下方式完成的print >>file1, i.

另請參見檔案章節。

格式化

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使用字串百分號運算子將數字和其他值格式化為字串

v1 = "Int: %i" % 4               # 4
v2 = "Int zero padded: %03i" % 4 # 004
v3 = "Int space padded: %3i" % 4 #   4
v4 = "Hex: %x" % 31              # 1f
v5 = "Hex 2: %X" % 31            # 1F - capitalized F
v6 = "Oct: %o" % 8               # 10
v7 = "Float: %f" % 2.4           # 2.400000
v8 = "Float: %.2f" % 2.4         # 2.40
v9 = "Float in exp: %e" % 2.4    # 2.400000e+00
vA = "Float in exp: %E" % 2.4    # 2.400000E+00
vB = "List as string: %s" % [1, 2, 3]
vC = "Left padded str: %10s" % "cat"
vD = "Right padded str: %-10s" % "cat"
vE = "Truncated str: %.2s" % "cat"
vF = "Dict value str: %(age)s" % {"age": 20}
vG = "Char: %c" % 65             # A
vH = "Char: %c" % "A"            # A

使用 format() 字串方法將數字和其他值格式化為字串，自 Python 2.6 起

v1 = "Arg 0: {0}".format(31)     # 31
v2 = "Args 0 and 1: {0}, {1}".format(31, 65)
v3 = "Args 0 and 1: {}, {}".format(31, 65)
v4 = "Arg indexed: {0[0]}".format(["e1", "e2"])
v5 = "Arg named: {a}".format(a=31)
v6 = "Hex: {0:x}".format(31)     # 1f
v7 = "Hex: {:x}".format(31)      # 1f - arg 0 is implied
v8 = "Char: {0:c}".format(65)    # A
v9 = "Hex: {:{h}}".format(31, h="x") # 1f - nested evaluation

使用字面字串插值將數字和其他值格式化為字串，自 Python 3.6 起

int1 = 31; int2 = 41; str1="aaa"; myhex = "x"
v1 = f"Two ints: {int1} {int2}"
v2 = f"Int plus 1: {int1+1}"      # 32 - expression evaluation
v3 = f"Str len: {len(str1)}"      # 3 - expression evaluation
v4 = f"Hex: {int1:x}"             # 1f
v5 = f"Hex: {int1:{myhex}}"       # 1f - nested evaluation

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