Python学习第二课(第7节:输入与输出)

Python 中的输入与输出

看到这一节的内容，可能很多人会觉得没啥意思，输入不就是我们输入到电脑里的内容，输出不就是电脑运行代码后显示出来给我们看的结果吗？

其实，输入与输出还真不是想象中这么简单！

学了这么多节课，不知道你发现一个问题没？我们最开始是在 Python 命令行下输入代码，然后在命令行下显示结果，后来慢慢切换到模块文件中输入代码，然后在 Windows 命令行下运行模块文件显示结果。

由于“输入”相对比较简单，学习起来也快，所以，下面我们就开始讲解“输出”！

一、什么是输出？

啊~喂！前面几个站起来的童鞋，我知道你们喜欢打“农药”和“撸啊撸”，请别激动，先坐下来好好听讲！

还记得大明湖畔的夏雨荷吗？

不对，应该是：还记得《Python学习第二课（第1节：函数）》里讲过的 print 函数的参数 file 吗？

不记得也没关系，咱们再来一起温酒斩华雄……呃……温故而知新一次！

看到了吧，file 默认值为 sys.stdout。这个 stdout 就是标准输出（Standard Output）的简写，也就是系统命令行。下面，尝试在 Python 命令行下输入如下代码：

>>> f = open('1.txt', 'w')  # 打开一个文件，模式为写文件>>> print('12345', file=f)>>> f.close()  # 一定要养成用完后关闭文件的好习惯！

你会发现此时的 print 函数不再将 12345 显示在命令行，在当前工作目录下会多一个 1.txt 文件，文件内容为 12345。

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什么？你还不知道 Python 命令行下如何查看工作目录？在这里不得不补充一个小知识点了：

如何查看 Python 工作目录？

1、使用“运行 -> cmd”打开 Windows 命令行时，工作目录为：C:\Users\<YourUserName>;

2、在文件夹空白位置右键“在终端中打开”命令行时，工作目录为当前文件夹；

3、在地址栏输入“cmd”，然后回车打开命令行时，同上。

啊！你不记得这个命令行是怎么打开的了？没事，在 Python 命令行下输入如下代码即可查看：

>>> import os>>> os.getcwd()

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好了，言归正传！刚才的示例代码 f = open('1.txt', 'w') 中的 f 就是一个文件输出对象，在 print 中替代了 sys.stdout 系统标准输出，于是输出的内容就输出到文件 1.txt 中了。

关于将内容写入文件，print 函数的这个用法不是很专业，也显得比较麻烦，所以有专门的 write 函数来进行文件写入。用法如下：

with open('1.txt', 'w') as f:    f.write('12345\n')

说明：with 语句是可以省略一些异常捕捉的常用方法，如果出现异常会自动捕捉。

如果不用 with 语句，上面的代码可能就需要写成这样：

f = open('1.txt', 'w')try:    data = f.write('12345\n')finally:    f.close()

这样写可太麻烦了，一点儿也不优雅！

那么，输出的对象除了系统标准输出和文件之外，还有其他的吗？

那是必须滴！sys 模块除了 stdout 之外，还有一个 stderr，叫做“标准错误输出（Standard Error）”。

在 Linux 中，虽然标准输出（stdout）和标准错误（stderr）是两个不同的输出通道，但它们在终端中看起来是一样的：都直接显示在屏幕上，且字体、颜色和格式也通常相同。也就是说，从用户的角度来看，两者的输出效果是没有区别的。

说到字体、颜色和格式，Windows 命令行默认是没有颜色的，我们可以通过一些方法来让输出的内容变得有点颜色，感兴趣的童鞋可以看看我的这篇文章：

【Python】Windows的CMD命令行下打印彩色的文字，非常好看！

CMOS三好先生，公众号：CMOS都有[Python] Windows 的 CMD 命令行下打印彩色的文字，非常好看！

除了颜色，我们还可以设置文字的排版格式。说到这里，又得补充一点小知识，之前一直没有机会讲，那就是——Python 中字符串格式化的方式。

Python 字符串格式化

1、% 格式化

print('%s: %d%s %f %f %.2f' % ('xxx', 520, 1314, 3.1415, 3.1415926, 3.1415926535897))# 输出结果xxx: 5201314 3.141500 3.141593 3.14

其中，%s 表示将传入对象格式化为一个字符串，支持任何可以转换为字符串的对象；

%d 表示格式化的对象是一个整数，如果传入浮点数则会舍弃小数部分，传入字符串就会报错：TypeError: %d format: a number is required, not str;

%f 表示格式化的对象是一个浮点数，默认为保留6位小数，不足部分用0补齐，%.2f 则表示保留2位小数。如果传入整数，则用0补齐小数部分，传入字符串会报错：TypeError: must be real number, not str。

这个例子我特意将 %d 和 %s 写在一起展示结果，就是表示 %d 可以用 %s 来代替，但这样就无法将浮点数的小数部分舍弃。

由于这种格式化的方式非常不灵活，一般只在 Python 2 中使用，Python 3 中已经很少用到。

2、format 函数格式化

print('{}, {}{:.2f}'.format('xxx', 520, 3.1415926))print('{}: {}{}'.format('xxx', 520, 1314, 3.1415926))print('{3:.2f}. {1}{2}, {0}! {1}!!!'.format('xxx', 520, 1314, 3.1415926))

其中，{} 就代表一个字符串格式化需要的参数，{n} 就表示传入参数列表中的第 n-1 个参数（编号从0开始），{:.nf} 就表示保留n位小数。

所以，这种格式化方式明显一看就比第1种要灵活，{} 方式传入的参数个数可以多于字符串格式化需要的参数个数，{n} 方式传入的参数个数更灵活，一个参数可以多次使用，只要数字不超过 n-1 即可。

注意：{} 和 {n} 不能混用！也支持{:d} 和 {:f}，表示需要传入整形（传入非整形会报错）和浮点数（一般不这样使用）。

错误示例：

print('{}, {}{}'.format('xxx', 520))print('{}, {}{:d}'.format('xxx', 520, 3.14))  # %d传浮点数不会报错print('{}, {}{:d}'.format('xxx', 520, '314'))

3、f-string 格式化

name = 'xxx'text = 520PI = 3.1415926535897print(f'{name}, {text}!!! {text + 1314}, {PI:.2f}')# 输出结果xxx, 520!!! 1834

这种方式是目前字符串格式化最简单的方式，而且还支持函数调用！比如：

print(f'1~100的和为: {sum(range(1,101))}')print(f'100以内的所有素数：{[i for i in range(2, 101) if all(i % j != 0 for j in range(2, int(i**0.5) + 1))]}')

唯一可能出问题的地方就是会忘记写最前面的 "f"，此时就会打印出一堆{xxx变量名}了，不过主流的 IDE 插件都会有相应的提示。

还有唯一的缺点，就是不能预先写好字符串，然后再动态格式化字符串。比如下面是用前两种方式实现的动态格式化字符串的代码（f-string 就无法实现）：

i_love_sb = 'I love %s!!!'i_hate_sb = 'I hate {}!!!'for name in ['xxx', 'yyy']:    print(i_love_sb % name)    print(i_hate_sb.format(name))

最后，再举一个字符串格式化排版的栗子作为输出的结尾内容：

for x in range(1, 11):    print('{0:2d} {1:3d} {2:4d}'.format(x, x*x, x*x*x))

运行结果如下：

当然，除了颜色和格式之外，字体也是可以设置的，但我觉得没有什么展示的必要，所以在这里就不展示了。

接下来，我们再来看看输入！

二、什么是输入？

输入确实很简单，就是程序如何接收用户的数据，有两种方式：

1、input 函数接收用户的输入字符串

input 函数在之前课程中的猜数字游戏里已经用到过：

number = input('请输入你想猜的数字：')

2、读取用户的文件数据

• 读取文本文件 1.txt：

with open('1.txt', 'r', encoding='utf8') as f:    text = f.read()    print(text)

其中，read()函数会读取 1.txt 文件里的全部字符串，read(n)则表示一次性读取n个字符。注意：打开文件后，f.read(n)就会读取前 n 个字符，再次调用就继续读取 n 个字符；f.read()调用一次之后，再次调用不会再次读取文件的字符串，会返回空字符串 ''。

除了 read 函数之外，还有 readline 和 readlines 函数可以读取数据。

readline 一次读取一行数据，并保留行末的'\n'换行符，再次读取则读取下一行的内容，直到最后文末没内容时，返回空字符串 ''。

readlines 一次性读取所有行数，并返回每一行的字符串列表，和 read 函数一样也只能读取一次，多次调用返回空列表 []。

• 读取二进制文件 2.bin：

with open('2.bin', 'rb') as f:  # 二进制文件不能传encoding参数    content = f.read()    print(content)

一般来说，二进制文件读取后直接 print 会显示乱码，除非你在写入时就是可读的内容，比如：

with open('2.bin', 'wb') as f:    n = f.write(b'12345\n')  # 二进制文件必须传入byte类型的字符串    print(n)# 会生成一个2.bin的二进制文件，n为字符串的长度

那么，如果我想读取文件中的第 m~n 个字符，需要如何读取呢？看看下面的代码就明白了：

with open('1.txt', 'w') as f:    f.write('1234567890abcdefg')def read_from_m_2_n(fname, m, n):    with open(fname, 'r') as f:        f.seek(m - 1)        content = f.read(n - m + 1)    return contentprint(read_from_m_2_n('1.txt', 5, 12))  # 结果：567890ab

其中，seek() 函数，表示定位到文件的第 m 个字符位置处开始读取，read(n - m + 1) 表示读取的字符范围。

好了，今天的课程就到这里结束了，下节课就开始讲第三课第1节的内容——Python 中的类，这可是面向对象编程必须掌握的概念，听说学会了之后都有对象哦！哈哈，开个玩笑，同学们，下课！