Python3の入出力

これまでの章では、実際に Python の入出力関数に触れてきました。この章ではPythonの入出力について詳しく紹介します。

出力形式の整形

Pythonには、式ステートメントとprint()関数という2つの値を出力する方法があります。

3番目の方法は、ファイルオブジェクトのwrite()メソッドを使用することで、sys.stdoutで標準出力ファイルを参照できます。

出力をより多様なものにしたい場合は、str.format() 関数を使用して出力値をフォーマットできます。

出力値を文字列に変換したい場合は、 repr() または str() 関数を使用してこれを実現できます。

str(): この関数は、ユーザーが読み取り可能な式を返します。
repr(): インタプリタが読み取れる式を生成します。

例:

>>> s = 'Hello, php'
>>> str(s)
'Hello, php'
>>> repr(s)
"'Hello, php'"
>>> str(1/7)
'0.14285714285714285'
>>> x = 10 * 3.25
>>> y = 200 * 200
>>> s = 'x 的值为： ' + repr(x) + ',  y 的值为：' + repr(y) + '...'
>>> print(s)
x 的值为： 32.5,  y 的值为：40000...
>>> #  repr() 函数可以转义字符串中的特殊字符
... hello = 'hello, php\n'
>>> hellos = repr(hello)
>>> print(hellos)
'hello, php\n'
>>> # repr() 的参数可以是 Python 的任何对象
... repr((x, y, ('Google', 'php')))
"(32.5, 40000, ('Google', 'php'))"

正方形と立方体の表を出力するには 2 つの方法があります:

>>> for x in range(1, 11):
...     print(repr(x).rjust(2), repr(x*x).rjust(3), end=' ')
...     # 注意前一行 'end' 的使用
...     print(repr(x*x*x).rjust(4))
...
 1   1    1
 2   4    8
 3   9   27
 4  16   64
 5  25  125
 6  36  216
 7  49  343
 8  64  512
 9  81  729
10 100 1000

>>> for x in range(1, 11):
...     print('{0:2d} {1:3d} {2:4d}'.format(x, x*x, x*x*x))
...
 1   1    1
 2   4    8
 3   9   27
 4  16   64
 5  25  125
 6  36  216
 7  49  343
 8  64  512
 9  81  729
10 100 1000

注: 最初の例では、各列間のスペースは print() によって追加されます。

この例は、文字列を右にオフセットし、左にスペースを埋め込むことができる文字列オブジェクトの rjust() メソッドを示しています。

ljust() や center() などの同様のメソッドもあります。これらのメソッドは何も書き込まず、新しい文字列を返すだけです。

別のメソッド zfill()。以下に示すように、数値の左側を 0 で埋めます:

>>> '12'.zfill(5)
'00012'
>>> '-3.14'.zfill(7)
'-003.14'
>>> '3.14159265359'.zfill(5)
'3.14159265359'

str.format() 基本的な使用法は次のとおりです:

>>> print('{}网址： "{}!"'.format('php中文网', 'www.php.cn'))
php中文网网址： "www.php.cn!"

括弧とその中の文字 (と呼ばれます)書式設定フィールド ) は、format() のパラメーターに置き換えられます。

以下に示すように、括弧内の数字は、format() で受信するオブジェクトの場所を指すために使用されます:

>>> print('{0} 和 {1}'.format('Google', 'php'))
Google 和 php
>>> print('{1} 和 {0}'.format('Google', 'php'))
php 和 Google

format() でキーワード引数が使用されている場合、その値は次のオブジェクトを指します。その名前パラメータ。

>>> print('{name}网址： {site}'.format(name='php中文网', site='www.php.cn'))
php中文网网址： www.php.cn

位置パラメータとキーワードパラメータは任意の方法で組み合わせることができます:

>>> print('站点列表 {0}, {1}, 和 {other}。'.format('Google', 'php',
                                                       other='Taobao'))
站点列表 Google, php, 和 Taobao。

'!a' (ascii() を使用)、'!s' (str() を使用)、'!r' (repr() を使用) は次のように組み合わせることができます。 used 書式設定する前に値を変換します :

>>> import math
>>> print('常量 PI 的值近似为： {}。'.format(math.pi))
常量 PI 的值近似为： 3.141592653589793。
>>> print('常量 PI 的值近似为： {!r}。'.format(math.pi))
常量 PI 的值近似为： 3.141592653589793。

オプションの ':' と書式識別子をフィールド名の後に続けることができます。これにより、値をより適切にフォーマットできるようになります。次の例では、Pi を小数点以下 3 桁まで保持します。

>>> import math
>>> print('常量 PI 的值近似为 {0:.3f}。'.format(math.pi))
常量 PI 的值近似为 3.142。

':' の後に整数を渡すと、フィールドが少なくともこの幅を持つことが保証されます。テーブルを美しくするのに役立ちます。

>>> table = {'Google': 1, 'php': 2, 'Taobao': 3}
>>> for name, number in table.items():
...     print('{0:10} ==> {1:10d}'.format(name, number))
...
php     ==>          2
Taobao     ==>          3
Google     ==>          1

長いフォーマット文字列があり、それらを分離したくない場合は、位置ではなく変数名でフォーマットするとよいでしょう。

最も簡単なのは、辞書を渡してから、角括弧「[]」を使用してキー値にアクセスすることです:

>>> table = {'Google': 1, 'php': 2, 'Taobao': 3}
>>> print('php: {0[php]:d}; Google: {0[Google]:d}; '
          'Taobao: {0[Taobao]:d}'.format(table))
php: 2; Google: 1; Taobao: 3

テーブル変数の前に「**」を使用して同じ機能を実現することもできます:

>>> table = {'Google': 1, 'php': 2, 'Taobao': 3}
>>> print('php: {php:d}; Google: {Google:d}; Taobao: {Taobao:d}'.format(**table))
php: 2; Google: 1; Taobao: 3

古いスタイルの文字列書式設定

% 演算子も文字列書式設定を実装できます。左側のパラメータを sprintf() と同様のフォーマットされた文字列として受け取り、右側のパラメータを置き換えて、フォーマットされた文字列を返します。例:

>>> import math
>>> print('常量 PI 的值近似为：%5.3f。' % math.pi)
常量 PI 的值近似为：3.142。

str.format() は比較的新しい関数であるため、ほとんどの Python コードでは依然として % 演算子が使用されています。しかし、この古いスタイルの書式設定は最終的に言語から削除されるため、str.format() をより頻繁に使用する必要があります。

キーボード入力の読み取り

Python には、標準入力から読み取る input() 設定関数が用意されています。テキストの場合、デフォルトの標準入力はキーボードです。

input は、Python 式を入力として受け取り、操作の結果を返すことができます。

#!/usr/bin/python3

str = input("请输入：");
print ("你输入的内容是: ", str)

これにより、入力に対応する次の結果が生成されます:

请输入：php中文网
你输入的内容是:  php中文网

ファイルの読み取りと書き込み

open() はファイルオブジェクトを返します。基本的な構文形式は次のとおりです:

open(filename, mode)

filename: ファイル名変数は、アクセスするファイルの名前を含む文字列値です。
mode: モードはファイルを開くモードを決定します: 読み取り専用、書き込み、追加など。以下のすべての可能な値の完全なリストを参照してください。このパラメータはオプションであり、デフォルトのファイルアクセスモードは読み取り専用 (r) です。

ファイルを開くためのさまざまなモードの完全なリスト:

モード	説明
r	ファイルを読み取り専用で開きます。ファイルポインタはファイルの先頭に配置されます。これがデフォルトのモードです。
rb	ファイルを読み取り専用としてバイナリ形式で開きます。ファイルポインタはファイルの先頭に配置されます。これがデフォルトのモードです。
r+	読み取りと書き込みのためにファイルを開きます。ファイルポインタはファイルの先頭に配置されます。
rb+	読み取りと書き込みのためにバイナリ形式でファイルを開きます。ファイルポインタはファイルの先頭に配置されます。
w	書き込み専用にファイルを開きます。ファイルがすでに存在する場合は上書きされます。ファイルが存在しない場合は、新しいファイルを作成します。
wb	書き込み専用のバイナリ形式でファイルを開きます。ファイルがすでに存在する場合は上書きされます。ファイルが存在しない場合は、新しいファイルを作成します。
w+	読み取りと書き込みのためにファイルを開きます。ファイルがすでに存在する場合は上書きされます。ファイルが存在しない場合は、新しいファイルを作成します。
wb+	読み取りと書き込みのためにバイナリ形式でファイルを開きます。ファイルがすでに存在する場合は上書きされます。ファイルが存在しない場合は、新しいファイルを作成します。
a	追加するファイルを開きます。ファイルがすでに存在する場合、ファイルポインタはファイルの末尾に配置されます。つまり、新しいコンテンツは既存のコンテンツの後に書かれます。ファイルが存在しない場合は、書き込み用に新しいファイルを作成します。
ab	追加するためにバイナリ形式でファイルを開きます。ファイルがすでに存在する場合、ファイルポインタはファイルの末尾に配置されます。言い換えれば、新しいコンテンツは既存のコンテンツの後に書かれます。ファイルが存在しない場合は、書き込み用に新しいファイルを作成します。
a+	読み取りと書き込みのためにファイルを開きます。ファイルがすでに存在する場合、ファイルポインタはファイルの末尾に配置されます。ファイルは追加モードで開かれます。ファイルが存在しない場合は、読み取りおよび書き込み用に新しいファイルが作成されます。
ab+	追加するためにバイナリ形式でファイルを開きます。ファイルがすでに存在する場合、ファイルポインタはファイルの末尾に配置されます。ファイルが存在しない場合は、読み取りおよび書き込み用に新しいファイルが作成されます。

次の例では、ファイル foo.txt に文字列を書き込みます:

#!/usr/bin/python3

# 打开一个文件
f = open("/tmp/foo.txt", "w")

f.write( "Python 是一个非常好的语言。\n是的，的确非常好!!\n" )

# 关闭打开的文件
f.close()

最初のパラメータは、開かれるファイルの名前です。
2 番目のパラメータは、ファイルで文字がどのように使用されるかを記述します。ファイルが読み取り専用の場合はモードは「r」、書き込み専用の場合は「w」（同じ名前のファイルが存在する場合は削除されます）、ファイルの内容を追加する場合は「a」になります。「r+」は読み取りと書き込みの両方に自動的に末尾に追加されます。 mode パラメータはオプションであり、「r」がデフォルトになります。

この時点でファイル foo.txt を開くと、表示は次のようになります:

$ cat /tmp/foo.txt 
Python 是一个非常好的语言。
是的，的确非常好!!

ファイルオブジェクトのメソッド

このセクションの残りの例では、f という名前のファイルオブジェクトが作成されていることを前提としています。

f.read()

ファイルの内容を読み取るには、 f.read(size) を呼び出します。これは、一定量のデータを読み取り、文字列またはバイトオブジェクトとして返します。

size はオプションの数値パラメータです。サイズが省略されているか負の場合、ファイルの内容全体が読み取られて返されます。

次の例では、ファイル foo.txt が既に存在する (上記の例で作成された) ことを前提としています。

#!/usr/bin/python3

# 打开一个文件
f = open("/tmp/foo.txt", "r")

str = f.read()
print(str)

# 关闭打开的文件
f.close()