diff --git a/TEMA6/laba5.md b/TEMA6/laba5.md new file mode 100644 index 0000000..136d82e --- /dev/null +++ b/TEMA6/laba5.md @@ -0,0 +1,624 @@ +# Пункт 2. Вывод данных на экран дисплея. +## Пункт 2.1. Вывод данных в командной строке. + +Эхо-вывод в терминал (не работает в файлах!) +```py +>>> stroka='Автоматизированная система управления' +>>> stroka +'Автоматизированная система управления' +``` +# Пункт 2.2 Вывод с использованием функции print +```py +>>> fff=234.5;gg='Значение температуры = ' +>>> print(gg, fff) +Значение температуры = 234.5 +``` +По умолчанию выводимые объекты разделяются одним пробелом. Если нужен другой разде-литель его можно указать в отдельном аргументе sep, например, +```py +>>> print(gg, fff, sep='/') +Значение температуры = /234.5 +``` +После вывода автоматически осуществляется переход на другую строку. Если курсор надо оста-вить в той же строке, то следует использовать еще один аргумент, например, +```py +>>> print(gg, fff,sep='/',end='***'); print('____') +Значение температуры = /234.5***____ +``` +После end= надо указать какими символами должна закончиться выводимая строка или ука-зать пустую строку. Наоборот, если в какой-то момент требуется просто перейти на новую стро-ку, можно использовать такое обращение к функции: +```py +>>> print() +``` +Если текст большой, можно расположить его в несколько строк с использованием тройных кавычек +```py +>>> print(""" Здесь может выводиться +... большой текст, +... занимающий несколько строк""") + Здесь может выводиться +большой текст, +занимающий несколько строк +``` +Или переносить отдельные объекты, разделенные запятой: +```py +>>> print("Здесь может выводиться", +... "большой текст,", +... "занимающий несколько строк") +Здесь может выводиться большой текст, занимающий несколько строк +``` +Разница в том, что в первом случае тройные кавычки воспроизводят текст ровно так, как он был +введен. В тексте были введены переносы строки, но они были введены не как символ \n, а +в обычном человекопонятном виде. Тем не менее, при желании на них можно посмотреть: +```py +>> print(repr(""" Здесь может выводиться +большой текст, +занимающий несколько строк""")) +' Здесь может выводиться\nбольшой текст,\nзанимающий несколько строк' +``` +(Функция repr() показывает то, как объект видит python, а не человек, отображая все символы +табуляции) +Во втором случае три выводимых объекта-строки перечисленны через запятую, и это работает как +обычный print(), разделяющий объекты с помощью пробелов, если не указано иное. + +## Пункт 2.3. Вывод с использованием write объекта stdout (поток стандартного вывода) модуля sys. +```py +>>> import sys +>>> sys.stdout.write('Функция write') +Функция write13 +>>> sys.stdout.write('Функция write\n') +Функция write +14 +``` +Важно отметить, что функция выводит текст, но возвращает число. Это число - количество +введенных символов, причем \n считается за один символ, а не за два. +```py +>>> type(sys.stdout.write("Функция write")) +Функция write +``` +Если вызвать эту функцию без аргументов, вернется ошибка: +```py +>>> sys.stdout.write() +Traceback (most recent call last): +... +TypeError: write() missing 1 required positional argument: 's' +``` +Если сообщить пустую строку, то, соответственно, 0. +```py +>>> sys.stdout.write("") +0 +``` +## Пункт 3. Ввод данных с клавиатуры. +```py +>>> psw=input('Введите пароль:') +Введите пароль:sewfx +>>> psw +'sewfx' +>>> type(psw) + +``` +input() не воспринимает символы табуляции, считывая их как обычные строки. Более того, возможно +такое: +```py +>>> input() +dpdpdp\n +'dpdpdp\\n' +``` +Так происходит из-за того, что input() считал все символы как символы, то есть "p", "d", ... "\", +"n". Но при выводе в консоль внутри самой функции input() используется вышеупомянутое +"техническое" отображение repr(). Оно всегда дублирует ("экранирует") бэкслеш, чтобы не дать +python'у воспринять его как символ табуляции. + +```py +>>> while True: +... znach=float(input('Задайте коэф. усиления= ')) +... if znach<17.5 or znach>23.8: +... print('Ошибка!') +... else: +... break +... +Задайте коэф. усиления= 16 +Ошибка! +Задайте коэф. усиления= 26.7 +Ошибка! +Задайте коэф. усиления= 20 +``` +```py +>>> import math +>>> print(eval(input('введите выражение для расчета='))) +введите выражение для расчета=math.log10(23/(1+math.exp(-3.24))) +1.34504378689765 +``` +Введенная через input() строка преобразуется в исполнительные инструкции с помощью eval(), +они потом выполняются и результат выводится на экран. Строка имеет тип, соответствующий +результату вычислений и задаваемый автоматически: +```py +>>> type(eval(input('введите выражение для расчета = '))) +введите выражение для расчета = 2+3 + +``` +```py +>>> type(eval(input('введите выражение для расчета = '))) +введите выражение для расчета = math.log10(23/(1+math.exp(-3.24))) + +``` +# Пункт 4. Ввод-вывод при работе с файлами. +## Пункт 4.1. Функции для работы с путём к файлу. +```py +>>> import os +>>> os.getcwd() +'C:\\Users\\Admin\\Documents\\Tsvetkova\\python-labs\\TEMA6' +>>> tsvetkova=os.getcwd() +>>> print(tsvetkova) +C:\Users\Admin\Documents\Tsvetkova\python-labs\TEMA6 +>>> print(type(tsvetkova)) + +``` +По умолчанию: +```py +>>> import os +>>> os.getcwd() +'C:\\WINDOWS\\System32' +``` +Сменим директорию и посмотрим, что смена произошла: +```py +>>> os.chdir(r'C:\Users\Admin\Documents\Tsvetkova\python-labs\TEMA1') +>>> os.getcwd() +'C:\\Users\\Admin\\Documents\\Tsvetkova\\python-labs\\TEMA1' +``` +Сменим директорию на верную: +```py +os.chdir(r'C:\\Users\\Admin\\Documents\\Tsvetkova\\python-labs\\TEMA6') +``` +познкомимся с другими командами модуля os +```py +>>>help(os.mkdir) +Help on built-in function mkdir in module nt: + +mkdir(path, mode=511, *, dir_fd=None) + Create a directory. + + If dir_fd is not None, it should be a file descriptor open to a directory, + and path should be relative; path will then be relative to that directory. + dir_fd may not be implemented on your platform. + If it is unavailable, using it will raise a NotImplementedError. + + The mode argument is ignored on Windows. Where it is used, the current umask + value is first masked out. +``` +Создание каталога (mkdir) +```py +>>> os.mkdir('lalala') +>>> os.getcwd() +'C:\\Users\\Admin\\Documents\\Tsvetkova\\python-labs\\TEMA6' +>>> os.listdir() +['.gitkeep', 'lab5.txt', 'lalala'] +``` +удаление папки +```py +>>> help(os.rmdir) +Help on built-in function rmdir in module nt: + +rmdir(path, *, dir_fd=None) + Remove a directory. + + If dir_fd is not None, it should be a file descriptor open to a directory, + and path should be relative; path will then be relative to that directory. + dir_fd may not be implemented on your platform. + If it is unavailable, using it will raise a NotImplementedError. +``` +```py +>>> os.rmdir('lalala') +>>> os.listdir() +['.gitkeep', 'lab5.txt'] +```py +Одако, если мы будем находиться в самой папке, которую хотим удалить, то у нас это не получится и питон выведет ошибку. Чтобы это исправить необходимо сменить путь и выйти из папки. Можно использовать команду +```py +os.chdir('../') # Поднимает нас на одну папку выше. ../../ - для двух папок и т.д. +``` +Просмотр списка директории +```py +>>> os.listdir() +['.gitkeep', 'lab5.txt'] +``` +Проверка существования каталога +```py +>>> help(os.path.isdir) +Help on function isdir in module genericpath: + +isdir(s) + Return true if the pathname refers to an existing directory. +``` +Функция isdir() модуля os.path возвращает True если путь path существует и является каталогом, +False в противном случае. +```py +>>> os.path.isdir('gagagaga') +False +>>> os.mkdir('lalala') +>>> os.path.isdir('lalala') +True +``` +Функция os.path.abspath() в Python преобразует путь, переданный в качестве аргумента, в +абсолютный путь +```py +>>> fil=os.path.abspath("oplata.dbf") +>>> fil +'C:\\Users\\Admin\\Documents\\Tsvetkova\\python-labs\\TEMA6\\oplata.dbf' +>>> fil=os.path.abspath("lalala") +>>> fil +'C:\\Users\\Admin\\Documents\\Tsvetkova\\python-labs\\TEMA6\\lalala' +``` +Абсолютный путь — это полный путь к файлу или каталогу, начиная от +корневого каталога системы, а не относительный путь (который зависит от текущего рабочего +каталога) + +Если передать в os.path.abspath() несуществующий файл или каталог, функция не проверяет +наличие этого файла в файловой системе. Она просто преобразует путь в абсолютный, не +проверяя его существование. + +Отделение из абсолютного пути только каталога/только имени файла +Функция os.path.dirname() из абсолютного пути выделяется путь доступа (от диска до последней +папки). Функция os.path.basename(), наоборот, убирает из абсолютного пути все, кроме имени +файла. + +Выделите путь доступа к файлу из строки, содержащей и этот путь, и имя файла с помощью функции os.path.dirname +```py +>>> drkt = os.path.dirname(fil) +>>> print(drkt) +C:\Users\Admin\Documents\Tsvetkova\python-labs\TEMA6 +``` +Bыделить имя файла из этой строки с отбрасыванием пути можно с помощью функции os.path.basename +```py +>>> bsnm=os.path.basename(fil) +>>> print(bsnm) +lalala +``` +Разделение на кортеж из пути и из имени файла +```py +>>> help(os.path.split) +Help on function split in module ntpath: + +split(p) + Split a pathname. + + Return tuple (head, tail) where tail is everything after the final slash. + Either part may be empty. +``` +```py +>>> os.path.split(fil) +('C:\\Users\\Admin\\Documents\\Tsvetkova\\python-labs\\TEMA6', 'lalala') +>>> type(os.path.split(fil)) + +``` +Проверка существования любого объекта (пути или файла) +```py +>>> os.path.exists("D:/GAMES") # Такой каталог есть на ПК +True +>>> os.path.exists("D:/Arts") +False +>>> os.path.exists("D:/Games/Heavy Rain/unins000.exe") # Такой файл есть +True +>>> os.path.exists("D:/Games/Heavy Rain/unins00000.exe") +False +>>> os.path.isfile("D:/Games/Sid Meiers Civilization VI/unins000.exe") # Это есть и это файл +True +>>> os.path.isfile("D:/Games/Sid Meiers Civilization VI/") # Это есть, но это не файл! +False +>>> os.path.isfile("D:/Games/sss.jpg") # Это файл, но это не существует +False +``` +## Пункт 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 или чтения данных – функция open. +При открытии файла необходимо указать имя файлы (с путем, если он не в рабочем каталоге) и цель работы с ним. Для открытия используется функция open. Запросите помощь по этой функ-ции, обратите внимание на возможные аргументы этой функции. +```py +>>> fp = open(file = drkt+'\\zapis1.txt', mode='w') +>>> type(fp) + +``` +Объект класса _io.TextIOWrapper - файловый объект для текстовых данных, имеющий ряд атрибутов +и методов. +```py +>>> fp +<_io.TextIOWrapper name='C:\\Users\\Admin\\Documents\\Tsvetkova\\python-labs\\TEMA6\\zapis1.txt' mode='w' encoding='cp1251'> +``` +Здесь перечислены атрибуты объекта: + name - абсолютный путь + mode - режим: + r - чтение + w - запись (если такой файл уже есть, его содержимое будет удалено, если нет, + создается. Содержимое удаляется в момент открытия, а не в момент первой + записи) + a - дозапись (в конец) + x - открывает для записи, но только если файл есть, иначе FileExistsError. + + - чтение и запись: + r+ - чтение и запись, файл должен существовать. + w+ - запись и чтение, файл создаётся или перезаписывается. + a+ - добавление и чтение, файл создаётся, если не существует. + + rb, wb, ab, xb - все то же, но в бинарном режиме (читаются байты) + + encoding - кодировка: + В Windows в консоли по умолчанию cp1251 или cp1252 в зависимости от языка системы. + В файлах чаще UTF-8 + Linux, MacOS - UTF-8. + Еще есть атрибут-флаг closed: True, если файл закрыт, False, если открыт. +```py +>>> fp.closed +False +``` +Если имя файла на первом месте, а режим на втором, то имена можно не указывать. (позиционные аргументы +всегда должны идти первыми, а именованные — после них) + +Путь можно опустить, если он совпадает с текущей рабочей директории: +```py +>>> fp = open('zapis1.txt','w') +>>> fp +<_io.TextIOWrapper name='zapis1.txt' mode='w' encoding='cp1251'> +``` +Список атрибутов объекта fp: +```py +>>> dir(fp) +['_CHUNK_SIZE', '__class__', '__del__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', + '__enter__', '__eq__', '__exit__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__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'] +``` +Пример открытия бинарного файла: +```py +>>> fp1 = open(drkt + '\\zapis2.bin', mode = 'wb+') +>>> fp1 +<_io.BufferedRandom name='C:\\Users\\Admin\\Documents\\Tsvetkova\\python-labs\\TEMA6\\zapis2.bin'> +``` +## Пункт 4.4. Закрытие файла. +Когда файл успешно открывается / создается и открывается, ему задается целочисленный +номер, называемый файловым дескриптором. Он создается только на один сеанс работы и указывает, +с каким именно файлом нужно работать. + +После того, как программа отработала, надо очистить ресурсы, связанные с файлом (область +в оперативной памяти, в буфере при буферизации), и удалить дескриптор. Если не закрыть +файл, это может его повредить, данные могут быть утеряны или система может быть перегружена, +т.к. исчерпается ресурс оперативной памяти. Для закрытия есть метод close(). + +После закрытия на объект все еще можно посмотреть: +```py +>>> fp.close() +>>> fp +<_io.TextIOWrapper name='C:\\Users\\Admin\\Documents\\Tsvetkova\\python-labs\\TEMA6\\zapis1.txt' mode='w' encoding='cp1251'> +``` +Но значение атрибута closed сменится на True: +```py +>>> fp.closed +True +``` + +## 4.5. Запись информации в файл с помощью метода write. +Пример 1 +```py +>>> sps=list(range(1,13)) +>>> fp2=open('zapis3.txt','w') +>>> fp2.write(str(sps[:4])+'\n') +13 +>>> fp2.write(str(sps[4:8])+'\n') +13 +>>> fp2.write(str(sps[8:])+'\n') +16 +>>> fp2.close() +``` +открыли файл и увидели +```py +[1, 2, 3, 4] +[5, 6, 7, 8] +[9, 10, 11, 12] +``` +Пример 2 +```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() +``` +Открыли файл и увидели +```py +Иванов И. 1Петров П. 2Сидоров. +``` +Легко заметить, что информация записана в файл не очень удачно.Тогда попробум сделать так: +```py +>>> gh=open('zapis5.txt','w') +>>> for r in sps3: +... gh.write(r[0]+' '+str(r[1])+'\n') +... +12 +12 +13 +>>> gh.close() +``` +Открыли файл и увидели +```py +Иванов И. 1 +Петров П. 2 +Сидоров С. 3 +``` +можно было записать цикл как +```py + for r in sps3: gh.write(r[0]+' '+str(r[1])+'\n') +``` +4.6 Первый способ чтения информации из текстового файла. +```py +>>> sps1=[] +>>> fp=open('zapis3.txt') +>>> for stroka in fp: +... stroka=stroka.rstrip('\n') +... stroka=stroka.replace('[','') +... stroka=stroka.replace(']','') +... sps1=sps1+stroka.split(',') # на этот моменте целые числа превращаются в строки +... +>>> fp.close() +>>> sps1 +['1', ' 2', ' 3', ' 4', '5', ' 6', ' 7', ' 8', '9', ' 10', ' 11', ' 12'] +``` +Обратите внимание, что в функции открытия файла использован только один аргумент, остальные – со значениями «по умолчанию». +Здесь, перед занесением строки в список с помощью метода rstrip, из неё удаляется сим-вол конца строки, а с помощью метода replace – скобки. +Видно, что полученный список отличается от исходного sps, в первую очередь, типом данных. +К тому же, в sps1 убрались не все пробелы. +Преобразовать sps1 в sps можно, например, так: +```py +>>> sps2 = [int(i.strip()) for i in sps1] +>>> sps2 +[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12] +``` +Это list comprehension, который у кажлого элемента sps1 убирает лишние пробелы с обеих +сторон (в этом отличие rstrip от strip). Затем полученная строка конвертируется в число. +## Пункт 4.7. Чтение информации из файла с помощью метода read. +Метод read, как и write, относится к объекту – файловой переменной. В качестве аргумен-та этого метода может задаваться целое число – количество символов или, если открыт бинарный файл, - количество байт, которое должно быть прочитано, соответственно, из текстового или би-нарного файла, начиная с текущего положения маркера. Если указанное число превышает коли-чество оставшихся символов (байт) в файле, то считываются все оставшиеся символы (байты). Если это число не указано, то считываются вся информация от маркера до конца файла. Метод возвращает строку с символами или совокупность байт, прочитанных из файла. Например, +```py +>>> fp=open('zapis3.txt') +>>> stroka1=fp.read(12) # Чтение первых 12 файлов, курсор остановится на 13-ом (/n) +>>> stroka2=fp.read() # Чтение всех оставшихся файлов вплоть до EOF +>>> fp.close() +>>> stroka1 +'[1, 2, 3, 4]' +>>> stroka2 +'\n[5, 6, 7, 8]\n[9, 10, 11, 12]\n' +``` +## Пункт 4.8. Чтение информации с помощью readline и readlines. + +Метод readline() считывает одну строку из файла за один вызов. Он читает символы до тех пор, +пока не встретит символ новой строки (\n; включается в строку) или конец файла (EOF). +Если файл содержит только одну строку или указатель чтения находится в конце файла, то при +вызове readline() будет возвращена пустая строка. + +Метод readlines() считывает все строки файла и возвращает их в виде списка, где каждая +строка — это отдельный элемент списка. Каждая строка в списке будет содержать символ новой +строки \n, если он есть в файле. +```py +>>> file = open("zapis5.txt") +>>> file.readline() +'Иванов И. 1\n' +>>> file.seek(0) # Вовзращение указателя обратно в начало, чтобы нагляднее выполнить + readlines +0 +>>> file.readlines() +['Иванов И. 1\n', 'Петров П. 2\n', 'Сидоров С. 3\n'] +``` +## Пункт 4.9. Ввод-вывод объектов с использованием функций из модуля pickle. + В модуле pickle содержатся функции для работы с бинарными файлами, в которые могут после-довательно записываться или считываться целиком один или несколько объектов из оперативной памяти. Рассмотрите этот способ работы с файлами на следующем примере: +```py +>>> import pickle +>>> mnoz1={'pen','book','pen','iPhone','table','book'} #Объект типа «множество» +>>> fp=open('zapis6.mnz','wb') # Бинарный файл - на запись +>>> pickle.dump(mnoz1,fp) #dump - метод записи объекта в файл +>>> fp.close() +``` +Откроем получившийся файл в текстовом редакторе, увидим подобную строку. +```py +Ђ•# Џ”(ЊiPhone”Њbook”Њtable”Њpen”ђ. +``` +Так происходит, потому что байты в этом файле не предназначены для текстового представления. +Они могут содержать символы, которые не могут быть корректно интерпретированы в рамках +любой текстовой кодировки. Но в некоторых байтах содержатся символы, которые попадают в +диапазон, поддерживаемый текстовым редактором и конкретной кодировкой (в моем случае ANSI), +поэтому правильно дешифрованные буквы все же есть. + + +Десериализуем множество обратно: +```py +>>> fp = open('zapis6.mnz','rb') +>>> mnoz2 = pickle.load(fp) +>>> fp.close() +>>> mnoz2 +{'book', 'iPhone', 'table', 'pen'} +>>> mnoz1 +{'book', 'iPhone', 'table', 'pen'} +>>> mnoz1 == mnoz2 +True +``` +mnoz1 не совпадает с тем, что было задано, потому что это множество. Оно исключает +повторяющиеся элементы, оставляя только один, а еще не содержит конкретный порядок элементов. +Но два множества равны, если у них равны все элементы и их одинаковое количество, вне +зависимости от порядка, так что сравнение возвращает True. +```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) +>>> obj2 = pickle.load(fp) +>>> fp.close() +>>> obj1 +{'book', 'iPhone', 'table', 'pen'} +>>> obj2 +[['Иванов И.', 1], ['Петров П.', 2], ['Сидоров С.', 3]] +>>> mnoz1 == obj1 +True +>>> obj2 == sps3 +True +``` +# Пункт 5. Перенаправление потоков ввода и вывода данных. + +Поток в python и других ЯП - это абстракция, которая позволяет регулировать источники +ввода информации и то, куда её выводить. Всего их по умолчанию три (еще можнно создать +пользовательские): + sys.stdin — поток ввода (обычно клавиатура) + sys.stdout — поток вывода + sys.stderr — поток ошибок (оба обычно экран) + +Для работы с потоками импортируем модуль sys: +```py +>>> import sys +``` +Сохраним адрес в памяти текущего потока вывода: +```py +>>> vr_out = sys.stdout +>>> vr_out + +``` +Откроем (созадем) файл на запись: +```py +>>> fc = open('Stroka.txt','w') +``` +Теперь зададим в качестве потока вывода этот файл: +```py +>>> sys.stdout = fc +>>> print('запись строки в файл') +``` +Видно, что в консоли не появилось строки. Вернем поток по умолчанию обратно: +```py +>>> sys.stdout = vr_out +>>> print('запись строки на экран') +запись строки на экран +>>> fc.close() +``` +В файле Stroka.txt находится: запись строки в файл + +Можно перенаправить и поток ввода тоже. Например, на файл: +```py +>>> tmp_in = sys.stdin +>>> fd = open("Stroka.txt", "r") +>>> sys.stdin = fd +>>> sys.stdin +<_io.TextIOWrapper name='Stroka.txt' mode='r' encoding='cp1251'> +>>> while True: + try: # Конструкция try-except предназначена для отладки исключений + # То есть если возвращается ошибка, можно ее перехватить и + # указать, что делать в таком случае + line = input() + print(line) + except EOFError: + break +запись строки в файл +>>> fd.close() +>>> sys.stdin = tmp_in +``` \ No newline at end of file