report done

TEMA6/Stroka.txt

@@ -0,0 +1 @@
+Запись строки в файл

TEMA6/report.md

@@ -2,6 +2,443 @@
 
 Коломейцев Дмитрий, А-02-23
 
-## Тема 6. Ввод-вывод данных и операции с файлами
+## Ввод-вывод данных и операции с файлами
 
-## 1.
+### 1. Установка рабочего каталога. Создание рабочего протокола.
+
+В оболочке IDLE установил рабочий каталог:
+![alt text](pics/{72010710-3A40-46AA-BB43-958FFCA4E8BE}.png)
+
+
+### 2. Вывод данных на экран дисплея.
+
+#### 2.1. Вывод в командной строке.
+
+При вводе команд в интерактивном режиме интерпретатор сам показывает значение переменной, если просто написать её имя. Внутри скриптов и функций такой способ не работает, там нужен явный вывод.
+
+```py
+>>> stroka = "Автоматизированная система управления"
+>>> stroka
+    'Автоматизированная система управления'
+```
+
+#### 2.2. Вывод с использованием функции print.
+
+Самый распространённый способ вывода данных на экран - функция print. Она позволяет вывести несколько значений за один вызов.
+
+```py
+>>> fff = 234; gg = "Значение температуры ="
+>>> print(gg, fff) # Вывод нескольких объектов через запятую
+    Значение температуры = 234
+```
+
+Через параметр sep можно задать символ (или строку), который будет разделять выводимые элементы.
+
+```py
+>>> print(gg, fff, sep = "/") # Вывод объектов с заданным разделителем
+    Значение температуры =/234
+```
+Через параметр end можно указать, что выводить в конце строки вместо перехода на новую строку по умолчанию.
+
+```py
+>>> print(gg, fff, sep = "/", end = "***"); print("____") # Вывод объектов с указанным окончанием строки
+    Значение температуры =/234***____
+```
+
+Функция print поддерживает вывод многострочных строк, которые можно задавать через тройные кавычки, а также можно выводить длинный текст, разбитый на несколько аргументов.
+
+```py
+>>> print("""Здесь может выводиться
+... большой текст,
+... занимающий несколько строк""")
+    Здесь может выводиться
+    большой текст,
+    занимающий несколько строк
+```
+
+```py
+>>> print("Здесь может выводиться",
+... "большой текст",
+... "занимающий несколько строк")
+    Здесь может выводиться большой текст занимающий несколько строк
+```
+
+#### 2.3. Вывод с использованием метода write объекта sys.stdout.
+
+Стандартный способ вывода данных - через поток вывода stdout, находящийся в модуле sys. В данном методе не происходит автоматический переход на новую строку при последовательном его использовании, поэтому необходимо вручную добавлять символ "\n".
+
+```py
+>>> import sys
+>>> sys.stdout.write("Функция write") # Вывод строки с помощью метода write
+    Функция write13 # Число 13 в конце - количество символов в строке
+>>> sys.stdout.write("Функция write\n")
+    Функция write
+    14
+```
+
+### 3. Ввод данных с клавиатуры.
+
+Для ввода данных с клавиатуры используется функция input, ранее изученная.
+
+```py
+>>> pws = input("Введите пароль: ")
+    Введите пароль: 1234567
+>>> pws
+    '1234567'
+>>> type(pws)
+    <class 'str'>
+```
+
+Ввод значений можно контролировать с помощью циклов и break:
+
+```py
+>>> while True:
+...     znach = float(input("Задайте коэф. усиления = "))
+...     if znach < 17.5 or znach > 23.8:
+...         print("Ошибка!")
+...     else:
+...         break
+...   
+    Задайте коэф. усиления = 15.4
+    Ошибка!
+    Задайте коэф. усиления = 21.6
+>>>
+```
+
+Также с помощью оператора ввода можно вычислять значения математических выражений
+
+```py
+>>> import math
+>>> print(eval(input("Введите выражение для расчета: ")))
+    Введите выражение для расчета: math.log10(23 / (1 + math.exp(-3.24)))
+    1.34504378689765
+```
+
+### 4. Ввод-вывод при работе с файлами.
+
+При работе с файлом необходимо указывать источник данных - полное имя файла с путем доступа к его расположению.
+
+#### 4.1. Функции для работы с путём к файлу.
+
+Если файл находится в текущем рабочем каталоге, то для получения полного пути проще сначала получить путь до рабочего каталога. Сделать это можно с помощью функции getcwd модуля os.
+
+```py
+>>> import os
+>>> os.getcwd() # Отображение текущего рабочего каталога
+    '/home/s0ba4/mpei/python-labs/TEMA6'
+>>> path = os.getcwd()
+>>> path
+    '/home/s0ba4/mpei/python-labs/TEMA6'
+```
+
+В этом модуле есть функции, для создания и удалений директорий, а также проверки их наличия.
+
+```py
+>>> os.mkdir("New directory")
+>>> os.mkdir("Another new directory")
+```
+
+![alt text](pics/{C1999A98-CC84-4CE8-ABD3-60508308BC88}.png)
+
+```py
+>>> os.rmdir("Another new directory")
+```
+
+![alt text](pics/{9052F00F-49B1-4B6C-915A-DF6D9C0F2826}.png)
+
+```py
+>>> os.path.isdir("New directory"); os.path.isdir("ABCDEF") # Проверка наличия директории в рабочем каталоге
+    True
+    False
+```
+
+Также полный путь доступа к файлу можно получить с помощью отдельной функции abspath. Затем из него можно выделить путь к директории, содержащей файл, и имя самого файла с помощью соответствующих функций dirname и basename.
+
+```py
+>>> fil = os.path.abspath("oplata.dbf") # Получение полного пути к файлу
+>>> fil
+    '/home/s0ba4/mpei/python-labs/TEMA6\\oplata.dbf'
+>>> drkt = os.path.dirname(fil) # Выделение пути доступа к файлу
+>>> drkt
+    '/home/s0ba4/mpei/python-labs/TEMA6'
+>>> name = os.path.basename(fil) # Выделение имени файла
+>>> name
+    'oplata.dbf'
+>>> directory, fileName = os.path.split(fil) # Одновременное выделение пути доступа к файлу и его имени
+>>> directory
+    '/home/s0ba4/mpei/python-labs/TEMA6'
+>>> fileName
+    'oplata.dbf'
+```
+
+Проверка того, указывает ли путь на существующий файл, осуществляется с помощью функции isfile.
+
+```py
+>>> os.path.isfile(fil) # Проверка пути к файлу
+    True
+>>> os.path.isfile("ABCDEF.txt")
+    False
+```
+
+#### 4.2. Общая схема работы с файлом.
+
+Для обмена данными с файлом необходимо выполнить следующие операции:
+* Открытие файла с указанием его имени и цели (чтение, запись, добавление данных);
+* Выполнение одной или нескольких операций обмена данными с файлом;
+* Закрытие файла.
+
+#### 4.3. Открытие файла для записи и чтения файла.
+
+Для открытия файла используется функция open, в которой необходимо указывать путь и имя открывающегося файла и цель его использования. Имена аргументов в данной функции можно опускать, но тогда сами аргументы должны идти в правильном порядке. Если же файл находится в текущем рабочем каталоге, то полный путь к нему можно не указывать, будет достаточно только его имени.
+
+Различные значения аргумента mode:
+* w - запись/перезапись файла
+* w+ - чтение и запись/перезапись файла
+* r - только чтение существующего файла
+* r+ - чтение и/или запись в существующий файл
+* a - запись в конец существующего файла
+* a+ - запись в конец существующего файла с возможностью чтения
+
+```py
+>>> fp = open(file = drkt + "\\zapis1.txt", mode = "w") # Открытие файла с явным указанием пути и цели использования
+>>> fp = open(drkt + "\\zapis1.txt", "w") # Открытие файла без указания имен аргументов
+>>> fp = open("zapis1.txt", "w") # Открытие файла, путь к которому совпадает с рабочим каталогом
+>>> type(fp)
+    <class '_io.TextIOWrapper'>
+>>> dir(fp)
+    ['_CHUNK_SIZE', 'class', 'del', 'delattr', 'dict', 'dir', 'doc', 'enter', 'eq', 'exit', 'format', 'ge', 'getattribute', 'getstate', 'gt', 'hash', 'init', 'init_subclass', 'iter', 'le', 'lt', 'ne', 'new', 'next', 'reduce', 'reduce_ex', 'repr', 'setattr', 'sizeof', 'str', 'subclasshook', '_checkClosed', '_checkReadable', '_checkSeekable', '_checkWritable', '_finalizing', 'buffer', 'close', 'closed', 'detach', 'encoding', 'errors', 'fileno', 'flush', 'isatty', 'line_buffering', 'mode', 'name', 'newlines', 'read', 'readable', 'readline', 'readlines', 'reconfigure', 'seek', 'seekable', 'tell', 'truncate', 'writable', 'write', 'write_through', 'writelines']
+>>> fp1 = open(drkt + "\\zapis2.bin", "wb+") # Открытие бинарного файла
+```
+
+#### 4.4. Закрытие файла.
+
+После завершения работы с файлом его необходимо закрывать для обеспечения сохранности его содержимого. Это делается с помощью функции close, применяемой к файловой переменной.
+
+```py
+>>> fp.close()
+```
+
+#### 4.5. Запись информации в файл.
+
+Стандартный вариант записи в файл - использование метода write.
+
+```py
+>>> sps = list(range(1, 13))
+>>> sps
+    [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12]
+>>> fp2 = open("zapis3.txt", "w")
+>>> fp2.write(str(sps[:4]) + "\n") # Запись в файл первых 4 значений + переход на новую строку
+    13
+>>> fp2.write(str(sps[4:8]) + "\n")
+    13
+>>> fp2.write(str(sps[8:]) + "\n")
+    16
+>>> fp2.close()
+```
+
+![alt text](pics/{1C5F9727-9048-44C1-8C12-B6221EEBD909}.png)
+
+Запись данных также можно проводить внутри цикла:
+
+```py
+>>> sps3 = [["Иванов И.", 1], ["Петров П.", 2], ["Сидоров С.", 3]]
+>>> fp3 = open("zapis4.txt", "w")
+>>> for i in range(len(sps3)):
+...     stroka4 = sps3[i][0] + " " + str(sps3[i][1])
+...     fp3.write(stroka4)
+... 
+    11
+    11
+    12
+>>> fp3.close()
+```
+
+![alt text](pics/{9A4C6E7E-38B4-41F6-96E7-12869DEB96B5}.png)
+
+Данные записались без разделителей, это нужно исправить:
+
+```py
+>>> gh = open("zapis5.txt", "w")
+>>> for r in sps3:
+...     gh.write(r[0] + " " + str(r[1]) + "\n")
+...  	
+    12
+    12
+    13
+>>> gh.close()
+```
+
+![alt text](pics/{26A396C9-A623-47DE-8903-39CBB4436F41}.png)
+
+При ручном добавлении перехода на новую строку данные записываются в файл в более презентабельном виде.
+
+Весь этот цикл можно представить в одной строчке:
+
+```py
+>>> for r in sp3: gh.write(r[0] + " " + str(r[1]) + "\n")
+```
+
+#### 4.6. Чтение информации из текстового файла внутри цикла.
+
+Чтение данных из файла происходит последовательно, начиная с некоторого символа. 
+В качестве примера прочитан ранее созданный файл zapis3.txt:
+
+```py
+>>> sps1 = []
+>>> fp = open("zapis3.txt")
+>>> for stroka in fp:
+...     stroka = stroka.rstrip("\n") # Удаление символа \n с конца строки
+...     stroka = stroka.replace("[", "")
+...     stroka = stroka.replace("]", "")
+...     sps1 = sps1 + stroka.split(",")
+...   
+>>> fp.close()
+>>> sps1
+    ['1', ' 2', ' 3', ' 4', '5', ' 6', ' 7', ' 8', '9', ' 10', ' 11', ' 12']
+```
+
+Как видно из результата, прочитанные данные отличаются от исходных. Исправить это можно, внеся небольшие изменения в процесс чтения:
+
+```py
+>>> sps2 = []
+>>> fp = open("zapis3.txt")
+>>> for stroka in fp:
+...     stroka = stroka.rstrip("\n")
+...     stroka = stroka.replace("[", "").replace("]", "").replace(" ", "")
+...     sps2 = sps2 + [int(x) for x in stroka.split(",")]
+...    
+>>> fp.close()
+>>> sps2
+... [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12]
+```
+
+#### 4.7. Чтение информации с помощью метода read.
+
+Метод read читает содержимое файла как одну строку.
+
+Если указать аргумент (число), будет прочитано только заданное количество символов, а без аргумента метод возвращает весь оставшийся текст файла, начиная с текущей позиции.
+
+```py
+>>> fp = open("zapis3.txt")
+>>> stroka1 = fp.read(12) # Чтение первых 12 символов
+>>> stroka2 = fp.read() # Чтение файла полностью
+>>> fp.close()
+>>> stroka1
+    '[1, 2, 3, 4]'
+>>> stroka2
+    '\n[5, 6, 7, 8]\n[9, 10, 11, 12]\n'
+```
+
+#### 4.8. Чтение информации с помощью методов readline и readlines.
+
+Метод readline считывает одну строку от текущей позиции.
+
+Повторные вызовы readline читают следующие строки файла.
+
+Метод readlines возвращает список всех строк файла, каждая строка представлена отдельным элементом списка.
+
+```py
+>>> fp = open("zapis3.txt")
+>>> stroka1 = fp.readline() # Чтение первой строки файла
+>>> stroka2 = fp.readline() # Чтение второй строки файла
+>>> fp.close()
+>>> fp = open("zapis3.txt")
+>>> stroka3 = fp.readlines() # Чтение всех строк файла
+>>> fp.close()
+>>> stroka1
+    '[1, 2, 3, 4]\n'
+>>> stroka2
+    '[1, 2, 3, 4]\n'
+>>> stroka3
+    ['[1, 2, 3, 4]\n', '[1, 2, 3, 4]\n', '[9, 10, 11, 12]\n']
+```
+
+#### 4.9. Ввод-вывод объектов с использованием функции из модуля pickle.
+
+Для работы с бинарными файлами можно пользоваться функциями из модуля pickle.
+Примером этого может послужить запись объекта-множества в бинарный файл:
+
+```py
+>>> import pickle
+>>> mnoz1 = {"pen", "book", "pen", "iPhone", "table", "book"}
+>>> fp = open("zapis6.mnz", "wb")
+>>> pickle.dump(mnoz1, fp) # Запись объекта в файл
+>>> fp.close()
+```
+
+Функция pickle.dump записывает объект в файл в бинарном виде, поэтому содержимое такого файла в текстовом редакторе выглядит нечитаемо.
+
+![alt text](pics/{206E90CF-F3FD-42A7-BFCC-ABEC1176FDA2}.png)
+
+Для восстановления объекта из файла применяется функция pickle.load, при этом объект получается в том же виде, как и при записи.
+
+```py
+>>> fp = open("zapis6.mnz", "rb")
+>>> mnoz2 = pickle.load(fp) # Получение объекта из файла
+>>> fp.close()
+>>> mnoz2
+    {'book', 'iPhone', 'table', 'pen'}
+>>> mnoz1 == mnoz2
+    True
+```
+
+Важно подметить, что при считывании из файла объекты имеют тот же порядок, что и  при их записи в него:
+
+```py
+>>> fp = open("zapis7.2ob", "wb")
+>>> pickle.dump(mnoz1, fp)
+>>> pickle.dump(sps3, fp)
+>>> fp.close()
+>>> fp = open("zapis7.2ob", "rb")
+>>> obj1 = pickle.load(fp) # Получение объекта, записанного первым
+>>> obj2 = pickle.load(fp) # Получение объекта, записанного вторым
+>>> fp.close()
+>>> obj1
+    {'book', 'iPhone', 'table', 'pen'}
+>>> obj2
+    [['Иванов И.', 1], ['Петров П.', 2], ['Сидоров С.', 3]]
+```
+
+### 5. Перенаправление потоков ввода и вывода данных.
+
+Потоки ввода-вывода можно перенаправлять, например в файл:
+
+```py
+>>> import sys
+>>> vr_out = sys.stdout # Сохранение текущего потока вывода
+>>> fc = open("Stroka.txt", "w")
+>>> sys.stdout = fc # Перезапись потока вывода с экрана на файл
+>>> print("Запись строки в файл")
+>>> fc.close()
+>>> sys.stdout = vr_out # Возвращение истинного значения потока вывода
+>>> print("Запись строки на экран")
+    Запись строки на экран
+```
+
+В результате данных действий строка "Запись строки в файл" записалась в файл Stroka.txt:
+
+![alt text](pics/image.png)
+
+Аналогичную операцию можно провести и для потока ввода:
+
+```py
+>>> tmp_in = sys.stdin # Сохранение текущего потока ввода
+>>> fd = open("Stroka.txt", "r")
+>>> sys.stdin = fd
+>>> sys.stdin
+    <_io.TextIOWrapper name='Stroka.txt' mode='r' encoding='cp1251'>
+>>> while True:
+...     try:
+...         line = input() # Чтение строки из файла
+...         print(line)
+...     except EOFError:
+...         break
+... 
+    Запись строки в файл
+>>> fd.close()
+>>> sys.stdin = tmp_in # Возвращение истинного значения потока ввода
+```
+
+### 6. Завершение работы со средой.
+
+Сохранил файлы отчета в своем рабочем каталоге и закончил сеанс работы с IDLE.

TEMA6/zapis3.txt

@@ -0,0 +1,3 @@
+[1, 2, 3, 4]
+[5, 6, 7, 8]
+[9, 10, 11, 12]

TEMA6/zapis4.txt

@@ -0,0 +1 @@
+Иванов И. 1Петров П. 2Сидоров С. 3

TEMA6/zapis5.txt

@@ -0,0 +1,3 @@
+Иванов И. 1
+Петров П. 2
+Сидоров С. 3